2024年沪教版(全国)化学第7章压轴题
展开1.某氧化铜与铁粉的混合物 M 中加入一定量的稀硫酸,微热并搅拌,充分反应后冷却,过滤得到滤渣 N。向所得滤液Q中放入一枚洁净表面已充分打磨过的铁钉,铁钉表面无明显变化。下列有关说法不正确的是( )
A.混合物 M 中加入稀硫酸,可能发生Fe + CuSO4=FeSO4+ Cu
B.向滤渣 N 中加入适量稀硫酸,可能会有气泡产生
C.混合物 M 和滤渣 N 的质量可能相等 D.滤液 Q 中不可能含有 CuSO4
2.以CuSO4为原料制备【Cu2(OH)2CO3】的过程如下,下列说法正确的是( )
注:碱式碳酸铜受热分解温度为200℃
A.“沉淀”时的反应为:2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4
B.若“沉淀”时有5Cu(OH)2·2CuCO3生成,则产品中铜元素的质量分数会偏低
C.若在最后一次的洗涤液中滴加BaC12溶液,无白色沉淀生成则说明洗涤干净
D.“烘干”时为节省时间,可以选取在高温下进行
3.Zn5(OH)x(CO3)y是制备ZnO的原料,加热可生成ZnO和另外两种氧化物。在如图热分解装置中加入一定量的Zn5(OH)x(CO3)y,完全反应后测得装置A增重2.7g,装置B增重4.4g(加热前后均通一段时间N2,装置气密性良好,药品量足,实验操作正确)。下列说法错误的是( )
A.x=6B.若A、B颠倒,则无法确定x和y
C.生成的ZnO质量为20.25gD.若无装置C,则x与y的比值偏大
4.化学中有很多“一定”“不一定”关系剪不断理还乱,下列说法中正确的个数是( )
①由同种元素组成的物质一定是纯净物 ②金属一定能置换出酸中的氢
③取样,加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,变浑浊,则样品中一定含CO32-
④合金一定是由金属与金属熔合而成 ⑤盐不一定由金属元素与非金属元素组成,也可全部由非金属元素组成
⑥碱溶液一定呈碱性,但呈碱性的溶液不一定是碱溶液
⑦中和反应一定生成盐和水,但生成盐和水的反应不一定是中和反应
A.2个B.3个C.4个D.5个
5.取一定量的氧化铁与氧化铜的混合物,加入 100g 质量分数为 9.8%的稀硫酸,恰好完全反应生成盐和水,反应后所得溶液中溶剂的质量是( )A.90.2gB.92.0gC.1.8gD.9.8g
6.工业上利用生产钛白的副产品硫酸亚铁制备还原铁粉的流程如图,下列说法不正确的是( )
A.“转化”时在溶液中生成了FeCO3沉淀,该反应的基本反应类型是复分解反应
B.“过滤”后得到的滤液中的溶质只有(NH4)2SO4
C.“干燥”过程中有少量的FeCO3转化为FeOOH和CO2,此时与FeCO3反应的物质有O2和H2O
D.取14.06g还原铁粉(仅含有Fe和少量FexC)在氧气流中充分加热,得到0.22gCO2,另取相同质量的还原铁粉与足量稀硫酸充分反应(FexC与稀硫酸不反应),得到0.48gH2,则FexC的化学式是Fe2C
7.实验室现有一瓶水垢样品,其成分为氢氧化镁和碳酸钙。已知:氢氧化镁受热易分解,反应的化学方程式为:Mg(OH)2ΔMgO + H2O;碳酸钙高温下分解。某兴趣小组为测定其中各成分的质量分数,取12.9g水垢样品加热,加热过程中剩余固体的质量随加热时间的变化如下图所示。关于加热一段时间后剩余固体的判断,下列说法错误的是( )
A.图中a点剩余固体是由一种盐和一种碱组成
B.若剩余固体中钙元素的质量分数为36.0%,则剩余固体的成分为CaCO3和MgO
C.图中ab间任一点(不包括a、b两点)的剩余固体成分为CaCO3、MgO和Mg(OH)2
D.若向c点的剩余固体中加入足量稀盐酸,充分反应生成CO2的质量为(12.0-x)g
8.现有一包含K2CO3和CaCO3的混合粉末75g,向其中加入一定量某浓度的稀盐酸,恰好反应后将滤液蒸干,得到82.7g固体(不带结晶水),则原混合粉末中的金属元素的质量分数是( )
A.46%B.44%C.50%D.55%
9.下列是分析放置在空气中的NaOH固体的相关实验,其中合理的是( )
A.AB.BC.CD.D
10.下表所示各组物质中,物质之间按箭头方向通过一步反应就能实现如图所示转化的是( )
A.AB.BC.CD.D
11.下表中,除去物质所含杂质的方法正确的是( )
A.AB.BC.C D.D
二、多选题
12.如图天然气在酸性环境中脱硫过程原理,说法正确的是( )
A.整个过程涉及的元素中仅Fe、O元素的化合价发生了变化
B.工业上,每吸收3.4t H2S,需提供约1.6tO2
C.随着反应的进行,整个溶液的pH变大
D.理论上,每消耗1.7t H2S,需向体系内再补充4.9t H2SO4
13.某碳酸钠样品可能含有碳酸钾、碳酸钙、硫酸铜、氯化钾中的一种或几种杂质:为确定其成分,进行如下实验。(1)取少量该粉末于试管中,加入足量水充分溶解,得到无色澄清溶液。向该溶液中加入适量硝酸银溶液,有白色沉淀产生,再加入足量稀硝酸充分反应后,部分白色沉淀消失;(2)另取10.6g该样品粉未于烧杯中,加水使其完全溶解,再加入50g一定溶质质量分数的稀盐酸,恰好完全反应,生成4g气体。下列说法中不正确的是( )
A.杂质中一定不含硫酸铜和碳酸钙B.杂质中一定含有氯化钾和碳酸钾
C.所用稀盐酸的溶质质量分数为14.6%D.该包粉末的组成有两种可能
14.向一定量的硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入5.6g铁粉,充分反应后过滤、洗涤、干燥,称得固体14g。向固体中加入稀盐酸,无气泡产生。则下列分析正确的是( )
A.滤液中一定不含有硝酸银 B.滤液中一定含有硝酸铜
C.滤出的固体中一定没有铁 D.滤出的固体中含有铜6.4g
15.向含CuCl2和HCl的100 g混合溶液中,逐滴加入溶质质量分数为10%的NaOH溶液,参加反应的NaOH溶液质量与生成沉淀质量关系如图,仅考虑沉淀为Cu(OH)2。则下列说法正确的是 ( )
A.整个反应过程中,溶液中氯离子个数不变 B.PM段的溶液中加入铁粉,会产生气泡
C.M点溶液中氯化钠的质量分数为8.3% D.沉淀完全时,m1的数值为80
16.某氯化钙样品中可能混有氯化铁、氯化镁、氯化钠、碳酸钠中的一种或几种物质.取该样品11.1g溶于适量水中,得到澄清的无色溶液,然后向其中加入足量的硝酸银溶液,得到29.7g白色沉淀,则该样品组分的下列推断中,正确的是( )A.既无氯化铁,也无碳酸钠 B.只有氯化镁,没有氯化钠
C.肯定有氯化镁,可能有氯化钠D.肯定有氯化镁,也肯定有氯化钠
17.某CaCl2样品中,可能含有KNO3、CuCl2、MgCl2、NaCl和Na2CO3中的某些物质,取该样品11.1克溶于适量水中,得到澄清的无色溶液,然后向其中加入足量.AgNO3溶液,得到28.7克白色沉淀,则该样品组成的下列推断中正确的是( )
A.只有MgCl2,没有NaCl B.肯定没有CuCl2和Na2CO3
C.肯定有MgCl2和KNO3 D.样品可能由CaCl2、NaCl、MgCl2组成
三、实验题
18.某化学研究性小组对Zn与浓硫酸完全反应产生的气体进行探究,设计了如下图装置。
已知:①浓硫酸是强氧化性酸,能与多数金属(如Mg、Zn、Cu等)反应产生SO2。
②Zn与浓硫酸反应方程式为:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O。
(1)仪器M的名称为 ,Zn与稀硫酸反应的化学方程式为 。
(2)装置B的作用是 ,装置B中的现象是 。装置C的作用是 。
(3)实验开始阶段装置D中CuO没有明显现象,进行到一段时间后才能观察到CuO逐渐变红色。请解释原因: 。
(4)该小组同学用足量Zn与10 g质量分数为98%的浓硫酸充分反应,生成SO2的质量 (填“大于”、“等于”或“小于”)3.2 g。
(5)实验室用金属与浓硫酸反应制取较纯的SO2。现有金属Zn和Cu,最好选用金属 ,理由是 。
19.绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血特效药。资料显示,硫酸亚铁在不同温度下的溶解度以及析出晶体的组成均不同。某化学兴趣小组对绿矾进行了如下探究:
资料:①Fe+Fe2SO43=3FeSO4 ②亚铁离子很容易被氧气氧化
Ⅰ.【制备产品】该化学兴趣小组同学从宝应某汽配厂的机床上取来一些废铁屑(含少量氧化铜、氧化铁等杂质),用如图1所示装置制备FeSO4·7H2O晶体,步骤如下:
(1)预处理:先将废铁屑加入到饱和Na2CO3溶液中洗涤,目的是 ,然后再将废铁屑用蒸馏水洗涤2~3遍。
(2)将洗涤后的废铁屑加入到圆底烧瓶中,并持续通入N2,N2的作用是 。
(3)再加入足量稀硫酸,控制温度50℃~80℃之间,当看到溶液中气泡较少时应停止加热,并趁热过滤,所得滤渣中一定含有的物质是 。
(4)获取产品:把步骤(3)中所得滤液进行 ,滤出晶体,用少量冰水洗涤2~3次,再用滤纸将晶体吸干,密闭保存。用少量冰水洗涤的目的是 (填序号)。
A 除去晶体表面附着的硫酸等杂质; B 降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损失。
Ⅱ.【对绿矾产品进行探究】回答下列问题:
(5)按如图2连接好装置进行实验。
①仪器B中装的是碱石灰,仪器B的名称是 。
②在称量A中的硬质玻璃管(82.112g)、装入晶体后的硬质玻璃管(86.282g)、B的质量(78.368g)后,实验步骤如下:
③操作甲是 ,操作丙是 (填写编号)。
a、关闭K1 b、熄灭酒精灯 c、冷却到室温 d、烘干
④步骤Ⅳ称得此时A中硬质玻璃管的质量为84.432g,B的质量为80.474g。产品硫酸亚铁晶体(FeSO4﹒nH2O)中n= 。(写出计算过程。计算结果精确到0.1)
⑤理论测定的n为7,实际产生误差的可能原因是 。(填序号)
A 加热时间过短,结晶水未完全失去 B 冷却结晶时,可能在56.7℃以上有晶体析出
20.已知某种治疗胃病药品的主要成份是铝碳酸镁:( Ala Mgb(OH)16CO3·4H2O),假设药品中的其它成份受热不分解、不溶于水且不与稀硫酸反应。某研究性学习小组设计了如下实验探究铝碳酸镁片的组成。
查阅资料:①Mg(OH)2不溶于NaOH溶液也不与NaOH溶液反应。
②A1(OH)3能溶于NaOH溶液,生成可溶于水的NaA1O2。
【实验一】取mg该药片,研成粉末放入硬质玻璃管中,加热,装置如图一。
(1)铝碳酸镁片加热分解的产物为A12O3、MgO、CO2和H2O,若要测定生成的CO2和H2O的质量,装置C和D中盛放的药品应选择:C 、D 。(填序号)①浓硫酸 ②碱石灰 ③氯化钙 ④纯碱
(2)实验开始前关闭弹簧夹 (填a或b),打开另一个弹簧夹,先通入一段时间空气,装置A中盛放的是碱石灰,它的作用是 。
(3)一段时间后,打开和关闭相应的弹簧夹,点燃酒精灯加热,充分反应后,停止加热,继续通入一段时间空气,目的是 。
【实验二】另取mg该药片,加入100g9.8%的稀硫酸,充分反应后滤去不溶物,得到含有MgSO4和A12(SO4)3等溶质的滤液,向滤液中逐渐加入足量的稀NaOH溶液,产生沉淀的质量与加入的溶液中NaOH的质量的关系如图二。
(4)图中当加入溶液中NaOH的质量为0.80g时仍没有沉淀,此阶段发生的化学方程式是 ,发生的反应是 反应(填基本反应类型)。当加入溶液中NaOH的质量到X时,生成的沉淀中Al(OH)3的质量是 g。
(5)试确定铝碳酸镁的化学式中a:b= (填最简整数比)
21.已知某种治疗胃病药品的主要成份是铝碳酸镁片,化学式为AlaMgb(OH)16CO3•4H2O,假设药品中的其它成份受热不分解、不溶于水且不与稀硫酸反应。某研究性学习小组设计了如图一实验探究铝碳酸镁片的组成。
【实验一】取mg该药片,研成粉末放入硬质玻璃管中加热,充分反应后测得装置C增重2.16g,装置D增重0.44g。(1)铝碳酸镁片加热分解的产物为Al2O3、MgO、CO2和水,则为分别测定CO2和水的质量,装置C和D中盛放的药品应选择:C D (填序号)。①浓硫酸 ②碱石灰 ③氯化钙 ④纯碱
(2)实验开始前先通入一定量空气,其操作方法是关闭弹簧夹 ,打开弹簧夹 ,目的是 。
(3)一段时间后,打开弹簧夹 ,关闭弹簧夹 ,点燃酒精灯加热,充分反应后,停止加热,继续通入空气至玻璃管冷却的目的是 (填序号)。
①排净空气防爆炸 ②防止空气中水和二氧化碳进入C、D影响测定③使生成水和二氧化碳进入C、D被充分吸收
【实验二】另取mg该药片,加入100g 9.8%稀硫酸,充分反应后滤去不溶物,得到含有MgSO4和Al2(SO4)3等溶质的滤液,向滤液中逐渐加入足量稀NaOH溶液,产生沉淀的物质的质量与加入NaOH质量的关系如图二。
已知:MgSO4+2NaOH═Mg(OH)2↓+Na2SO4 Al2(SO4)3+6NaOH═2Al(OH)3↓+3Na2SO4
Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O,Mg(OH)2不溶于NaOH,NaAlO2可溶于水。
(1)图中NaOH加入0.80g,仍没有沉淀,说明滤液中含 。当加入NaOH的质量到X时,生成的沉淀有 和 ,其中Al(OH)3的质量是 g,则X= g。
(2)有医生建议患有严重胃溃疡的患者最好慎用该药,试用你所学的知识解释这样建议的理由是 。
(3)试确定铝碳酸镁的化学式为 。
22.小苏打(碳酸氢钠)在日常生活中有广泛的用途,工业上制取小苏打有多种方法,其中有一种是气相固碳法,其利用的原理是:Na2CO3 + H2O + CO2 =2NaHCO3。
资料: 碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度表(一个标准大气压下)(部分)
学校实验小组验证反应原理,在室温为15℃时,同学们将10g氢氧化钠固体完全溶解溶于80g水中,而后匀速的通入二氧化碳气体。同时用传感器测定溶液的pH变化,同时用数据采集器记录并绘制图像如图2所示。
⑴ 图1所示实验中,用“分液漏斗”而不用“长颈漏斗”其原因是 ;
⑵ 通过图像分析,小苏打溶液是显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),图像中M点处发生的主要化学反应方程式为 ;
⑶ 为了确定M处溶液的成分,同学们进行如下实验:
⑷ 实验过程中,同学们发现18min后溶液的pH基本不再变化,则此时烧杯中就可观察到的现象有 。
23.碱式碳酸盐广泛应用于工农业生产。
(1)某碱式碳酸盐样品M(OH)2·MCO3,为确定金属M的相对原子质量,某研究小组设计如下实验装置及步骤(不考虑植物油中溶解CO2产生的影响)。
①连接装置并 ;②准确称量样品的质量;③装药品,调节量气装置两边液面相平,读数;④加热至样品质量不再减少;⑤冷却到室温;⑥调节量气装置两边液面相平,读数、列式计算。
Ⅰ.请将上述实验步骤补充完整;
Ⅱ.装置B的作用是 ,少量植物油的作用是 ,C中的试剂是 (填字母序号);
a.碱石灰 b.浓硫酸 c.硫酸铜
Ⅲ.步骤⑥中调节液面相平的操作是将水准管 (填“缓慢上移”或“缓慢下移”)。
Ⅳ.若其他操作均正确,仅因下列因素可使M相对原子质量的测定结果偏大的是 (填字母序号);
a.反应前量气管水面在0刻度处,反应后仰视读数 b.样品未分解完全即停止实验 c.量气管中未加植物油
(2)实际生产中的碱式碳酸铜可表示为Cu(OH)2·mCuCO3,某研究小组仍使用上述装置测定m的值,测得3组数据如下表所示。取3组数据的值得到CO2的体积为 mL,又知常温常压下CO2的密度为1.964 g/L,据此计算m的值。(写出计算m的过程,最后结果保留小数点后两位) 。
24.铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。
(一)铁的广泛应用(1)我国东汉时期就大量使用铁制品,但是出土的铁器文物较少见,其原因是铁器在潮湿的环境中容易生锈,铁锈的主要成分是Fe2O3•nH2O,可知铁生锈主要与空气中的 有关。现代社会为了延缓铁制品生锈通常将铁制品做成“不锈钢”,“不锈钢”属于 (填字母)。a.合金 b.单质c.混合物d.纯金属
(2)人体中铁的含量一般在4~5g,这里的铁一般是指 (填字母)。a.单质 b.元素 c.原子 d.分子
(3)高铁酸钠Na2FeO4是一种“绿色”净水剂,主要用于池塘、水库消毒。其生产原理为:2FeCl3+10NaOH+3NaClO=9X+2Na2FeO4+5H2O,则X的化学式为 。高铁酸钠在水中产生氧气将细菌及有害杂质氧化,起到杀菌消毒的作用,同时生成红褐色沉淀氢氧化铁吸附水中的悬浮杂质,同时生成NaOH,则高铁酸钠与水反应的化学方程式为 。
(二)铁红(Fe2O3)的制备
铁红(Fe2O3)广泛应用于印染行业,其生产流程如下,反应均在氢氧化铁悬浊液中进行,氢氧化铁所起作用类似于催化剂。
(4)反应得到的铁红固体需经过过滤、洗涤、烘干。洗涤的目的是 ,实验室中洗涤操作一般在 中进行。
(5)该工艺生产铁红的总反应方程式为 。
(三)铁触媒催化剂【单相碳化铁(FexCy)】组成分析触媒催化剂的主要成分为单相碳化铁,工业单相碳化铁中常常含有铁单质。资料:①Fe,FexCy在加热时与O2反应能生成相应氧化物。②FexCy不与酸反应。
实验1:取36.0g样品,加入足量稀H2SO4,充分反应后生成0.2g H2。
实验2:另取36.0g样品,按如图进行实验。
表:装置A和B的质量变化
实验后A中固体全部变为红棕色,装置A、B的质量变化如上表。
(6)装配好装置后,实验前先要 。
(7)反应结束后继续通一段时间氧气,其作用是 。
(8)装置C的作用是 。
(9)FexCy中,x:y= 。表中m的值是 。
(10)反思:若用空气替代O2进行实验,测得x:y的值偏大,可能的原因是 。
25.软磁铁氧体是用量很大的一种磁性材料,也是电子信息和家电工业等的重要基础功能性材料。Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料,实验室以SO2气体制备少量高纯Mn3O4的操作步骤如下:
【资料】①亚硫酸(H2SO3)在Mn2+催化作用下被O2氧化为硫酸,硫酸与MnO2在常温下不易发生反应,
②MnSO4在空气中高温煅烧生成Mn3O4和SO3,当温度超过1000℃时,Mn3O4易被氧化。
【步骤I】制备MnSO4溶液:在三颈烧瓶中(装置见图1)
加入一定量MnO2和水,先通氮气,再通入SO2和N2混合气体,搅拌反应3小时。停止通SO2,继续反应片刻后过滤得MnSO4溶液。
(1)烧杯中石灰乳的有效成分为 ,它在烧杯中的作用为 。
(2)三颈烧瓶中生成MnSO4的反应化学方程式为 。
(3)步骤I中,先通入氮气的目的是 。为使SO2尽可能转化完全,在不改变固液投料比,且通入的SO2和N2比例一定的条件下,可采取的合理措施有:及时搅拌反应液、 (任写一条)。
【步骤Ⅱ】制备MnSO4·H2O晶体:利用硫酸锰的溶解度在100℃以上随温度升高而急剧降低的原理,用压力釜升温加压结晶法后,过滤、洗涤、低温干燥,得纯净的MnSO4·H2O晶体。
【步骤Ⅲ】制备Mn3O4固体:准确称取101.4mg MnSO4·H2O,将MnSO4·H2O晶体在空气中高温煅烧,图2是用热重分析仪测定煅烧时温度与剩余固体质量变化曲线。
(4)该曲线中A段所表示物质的化学式为 。
(5)试通过计算确定反应至图中C点时所对应的剩余固体成分的化学式 。
(6)若要制得101.4mg MnSO4·H2O,不考虑其他损失,理论上至少需要通入SO2的质量为? (计算过程)
26.某学习小组对CO2展开研究。
I.对CO2收集方法的探究:资料;一定范围内,CO2在水中溶解越多,所得溶液pH越小。
实验一:探究CO2在水中的溶解情况
(1)写出图1标号仪器的名称:① :② 。
(2)检查甲装置气密性的方法是关闭K1、K2,向分液漏斗中加水,打开分液漏斗活塞,观察到 ,说明装置气密性良好。
(3)甲装置中反应的化学方程式为 ;乙装置可除尽CO2中HCl气体,目的是 。
(4)待丙装置中收集举瓶气体时,关闭K3、K4,充分振荡丙装置,测得丙、丁装置中溶液的pH值分别为5.7和6.5。说明丙装置中所溶解CO2的体积 (填“>”或“=”或“<”)丁装置所收集液体中CO2的体积,丙装置中反应的化学方程式为 。
实验二:用传感器比较常见收集方法收集CO2的特点
(5)图2排水法和向上排空气法收集的气体中CO2体积分数随时间变化的关系图,分析图像,可得出的结论有:① ;② 。
Ⅱ.CO2转化途径
(6)我国CO2减排的战略是CCUS(CO2的捕集、利用与储存)
①捕集:氨法吸收的原理是向氨气的水溶液中通入CO2,反应生成碳酸氢铵。则该反应的化学方程式为 。
②利用:超临界CO2可以清洗餐具上的油污,清洗时,溶剂是 。
③储存:天然矿石中MgO与CO2反应,生成长期稳定存在的碳酸镁,从而使CO2固化,反应的化学方程式为 。
27.绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]是重要的化工试剂。工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备绿矾、硫酸亚铁铵(如下图)。
已知:(1)废铁屑中含有FeS等杂质,FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑,生成的H2S气体有毒。
(2)在0~60℃时,硫酸亚铁铵的溶解度比硫酸铵、硫酸亚铁的小,冷却混合液至室温便析出硫酸亚铁铵。
(3)硫酸亚铁易被氧气氧化为硫酸铁,影响硫酸亚铁铵的等级。
请回答下列问题:
实验一:制备绿矾:图Ⅰ中仪器①盛放的液体是 ,除了发生的反应FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑外,还发生的另一个反应的化学方程式是 。广口瓶的作用是 ,烧杯中主要的反应是CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4,硫酸铜溶液的作用是 ;此处烧杯中的导管最好换成多孔球泡,目的是 。
实验二:制备硫酸亚铁铵:如图Ⅱ。实验步骤如下:
①连接仪器,
②制备FeSO4溶液:先关闭止水夹A,再打开止水夹 ,从分液漏斗滴入稀H2SO4至锥形瓶中。其中NaOH溶液中发生反应的化学方程式为 ,此过程中氢气的作用是 。
③制备硫酸亚铁铵:待锥形瓶中的铁屑快反应完时,关闭止水夹 ,打开止水夹 ,不久会看到锥形瓶中的液体被压入饱和硫酸铵溶液中,放置一段时间,试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵晶体。
实验三:对所制得的硫酸亚铁铵样品进行加热分析:
温度与TG%的关系如图所示,已知,200℃以前只有结晶水失去。[Mr(FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O)=392],已知:TG%=剩余固体质量原样品质量×100%。
TG%从100%降低为72.4%时,发生反应的化学方程式是 。试计算AB段物质的化学式 (写出计算过程)。
28.二氧化碳是实验室经常制备的一种气体,通常用向上排空气法收集,那么,二氧化碳能否用排水法收集?某小组同学对该气体做了如下探究:
资料:通常状况下,1 体积水约能溶解1体积二氧化碳,所得溶液的pH约为5.6;
【设计实验】(1)实验一:图1中滴加稀盐酸的仪器名称为 ,反应的化学方程式 。待生成的二氧化碳将锥形瓶中空气排尽时,连接a和b。检验锥形瓶中的空气已排尽的方法是 。
(2)实验二:待乙瓶中收集半瓶气体时,停止通入二氧化碳,关闭乙瓶左、右的弹簧夹;测得丙瓶中溶液的pH=6.5;充分振荡乙瓶后,测得其溶液的pH=5.6。分析可知,丙瓶中所溶解二氧化碳的体积 (填“大于”、“小于”或“等于”)乙瓶中液体的体积。实验中,甲瓶中饱和碳酸氢钠溶液的作用是 ,若没有该装置,则乙瓶中测出的溶液pH 会 (填“偏大”、“偏小”或“不影响”)。
(3)实验三:图3是用二氧化碳检测仪测得的排空气法和排水法收集的气体中二氧化碳体积分数随时间的变化曲线关系图,由实验一、二、三分析,你认为二氧化碳 (填“能”或“不能”)用排水法收集。用排水法收集二氧化碳时,能减少二氧化碳在水中溶解能力的措施是 。(写一条即可)
29.为了测定样品CaSO4•XH2O和CaCO3混合物的组成,实验小组利用下图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验。
(1)实验前首先要 ,再装入样品。装置A中碱石灰的作用是 。
(2)C装置的作用是应用了浓硫酸具有 的性质。
(3)已知CaSO4•XH2O失去全部结晶水的温度为160℃,1350℃时CaSO4开始分解;CaCO3在900℃时分解完全。现控制B装置温度900℃进行实验,并采集了如下实验数据:
a.样品的质量为m1g b.反应后玻璃管中固体的质量为m2g
c.装置C实验后增重m3g d.装置D实验后增重m4g
若实验测得m1=22.20 g,m3=3.60 g,m4=2.20 g。
求:①样品中CaCO3的质量 g;②X的值 。
(4)装置E的作用是 ,若缺少E装置,测得CaCO3的质量 (选填“偏大”、“偏小”、“不变”),X的值会 (选填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
(5)你认为还可选用下列_________(选填序号)数据组合也可求出X的值。A.abB.abdC.bcd
(6)CaSO4当温度达到1350℃时分解会产生一种固体氧化物与两种气体,其中一种气体有刺激性气味,其分解的化学方程式为 。
四、流程题
30.硼酸(H3BO3)能溶于水,可用于玻璃、医药、纺织等工业。碳酸镁可用于制造防火涂料、牙膏等。某工厂以硼镁铁矿(主要成分为Mg2B2O5⋅H2O,杂质有SiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3)为原料制备硼酸、碳酸镁的工艺流程如下图所示:
已知:①常温时实验条件下几种金属离子形成沉淀的pH如下表;
②SiO2不溶于水,也不与酸反应;
③硼酸各温度下的的溶解度如下表。
硼酸的溶解度
(1)预处理的内容包括矿石的筛选、 ,写出料渣1的化学式 。
(2)酸浸时Mg2B2O5⋅H2O与硫酸反应生成硫酸镁和硼酸,写出化学方程式 ;氧化过程的化学方程式为:X+H2SO4+2FeSO4=Fe2SO43+2H2O。X化学式是 ,X作氧化剂的优点 。
(3)为提高产品纯度,控制的pH范围是 ;试剂Y为 (填选项)。
A.MgO B.Fe2O3 C.Fe(OH)3 D.Mg(OH)2
(4)为测量所得硼酸纯度,取3.00g制取的硼酸样品溶于甘露醇与蒸馏水混合溶液中配成500mL溶液,取出25.00mL放入锥形瓶并滴加3滴酚酞试液,用0.004g/mLNaOH标准溶液进行中和滴定,滴定终点时消耗22.00mL标准溶液。则滴定终点时的现象是 ,样品中硼酸的纯度是 ?(请写出计算过程,小数点后保留一位有效数字,中和反应的化学方程式为H3BO3+NaOH=NaH2BO3+H2O)。
(5)操作Z包括: 、 、过滤、洗涤、干燥。
(6)此工艺流程中提高硼酸产率措施有: 、 ……
31.我国是金属钙生产和出口的大国,世界上80%以上的金属钙是由我国生产的。真空热还原法生产钙主要原理为:在真空热还原过程中,铝还原氧化钙生成钙蒸气和氧化铝。主要转化过程如下:
“还原渣”中主要含有3CaO⋅Al2O3、12CaO⋅7Al2O3
(1)“粉碎”的目的是
(2)“高温煅烧”中发生反应的化学方程式为 。
(3)“还原渣”中 (选填“3CaO⋅Al2O3”“12CaO⋅7Al2O3”)越多,反应物的转化效率越高。
(4)氩气在流程中的用途相当于下列___________中气体的性质(选填序号)。
A.灯泡中填充的氮气B.高炉炼铁中的一氧化碳C.大棚里释放的二氧化碳
(5)依据上述信息,生成4t钙锭,至少需要含碳酸钙80%石灰石的质量 12.5t(填“大于”“等于”“小于”)
(6)关于该生产钙的工艺,下列说法正确的是___________(选填序号)
A.该工艺耗能太高,不符合低碳理念
B.因为固体间反应不易充分,还原渣中易残留铝粉,铝粉的利用率不高
C.还原渣不需要回收,用处不大
32.以FeSO4·7H2O为原料制备铁红(Fe2O3)的一种方法如下:
已知“沉淀”时的主要反应为:2FeSO4+H2O2+2H2O=2FeO(OH)↓+2H2SO4
(1)FeO(OH)中铁元素的化合价为 。FeO(OH)可表示为mFe2O3·nFe(OH)3,mn = 。
(2)“沉淀”时需控制溶液的pH与反应的温度。
①“沉淀”时调节溶液的初始pH约为4,过程中应始终保持溶液的pH为3.0~4.5,需不断加入物质Z调节溶液的pH,Z应具备的性质有 (填字母)。A 能与酸反应B 能与碱反应C 不与FeO(OH)反应
②“沉淀”时反应温度不宜过高,其原因是 。
(3)“过滤”后需对固体进行洗涤与干燥。洗涤时被除去的沾于固体表面的阴离子为 (填离子符号)。
(4)“煅烧”时反应的化学方程式为 。
(5)如图为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响。煅烧温度较低时,产品中Fe2O3质量分数较低,其原因是 。当煅烧温度达800℃时,继续升高温度,产品中Fe2O3质量分数降低,且铁元素质量分数升高,所得产品发黑,其可能原因是 。
(6)用该方法制备Fe2O3,计算理论上13.9 t FeSO4·7H2O(相对分子质量为278)可制得Fe2O3的质量(写出计算过程)。 。
33.Li2CO3是生产锂电池的重要原料,电解铝废渣(主要含AlF3、LiF、NaF、CaO等物质)可用于制备Li2CO3。已知:Li2CO3的溶解度:0 ℃ 1.54 g;20 ℃ 1.33 g;80 ℃ 0.85 g。
(1)在加热条件下酸浸,反应生成能腐蚀玻璃的氟化氢(HF)气体,写出AlF3发生反应的化学方程式: ,该化学反应属于 反应(填写基本反应类型)。
(2)滤渣B的主要成分是 。
(3)“转化”后所得LiHCO3溶液中含有的Ca2+需要加入Li3PO4除去。除钙步骤中其他条件不变,反应相同时间,温度对除钙率和Li2CO3产率的影响如图所示。随着温度升高最终Li2CO3的产率逐渐减小的原因是 。
(4)热分解后,获得Li2CO3需趁热过滤的原因是 。进行过滤操作需要的玻璃仪器有玻璃棒、 、 ,玻璃棒的作用是 。
(5)将酸浸时产生的气体通入Al(OH)3和Na2SO4溶液的混合物中可产生难溶物冰晶石(Na3AlF6),该反应的化学方程式为 。
34.蛇纹石矿可以看做 MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如图所示:
查阅资料:A.几种物质沉淀和溶解时的 pH 如下表
B.难溶性碱加热会生成两种氧化物,各元素化合价都不变。
探究一:制取碱式碳酸镁
(1)在操作Ⅰ中发生的中和反应是 (用化学方程式表示)。
(2)进行操作Ⅰ时,需控制溶液 pH=6~7,Ca(OH)2不能过量。若 Ca(OH)2过量, 可能导致 溶解、 沉淀。
(3)从沉淀混合物 A 中提取红色氧化物作颜料,先向沉淀物 A 中加入 (填物质的化学式),然后 、 、灼烧(依次填写实验操作名称)。
(4)物质循环使用,能节约资源。上述实验中,可以循环使用的物质是 。
探究二:确定产品碱式碳酸镁(mMgCO3·nMg(OH)2·xH2O)的组成,组装如图 1 仪器:
实验测得:硬质玻璃管中剩余的固体质量为 2.0g,C 处浓 H2SO4增重 0.9g,D 处碱石灰增 重 1.76g。
(1)在装好试剂后,加热前应进行的操作是 ;
(2)A 框中装置的作用是 ;
(3)通过计算写出碱式碳酸镁的化学式 。(请写出计算过程)
【交流与反思】
(1)若将 E 框中的装置去掉,对实验结果的影响是 m 值 ,x 值 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(2)已知碳酸镁和氢氧化镁在不同温度下受热易分解为氧化物。为精确测定此碱式碳酸镁受热分解过程中时间与剩余固体质量的关系,结合以上数据,作出图2坐标系,试回答。
①t4~t5时间段固体的化学式为 ;
②t5~t6时间段发生反应的方程式为 。
35.碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体。
【制取MgCO3·3H2O】工业上从弱碱性卤水(主要成分为MgCl2)中获取MgCO3·3H2O的方法如下:
图1 获取MgCO3·3H2O的工艺流程
图2 沉淀过程的pH变化 图3 不同温度下溶液中镁离子含量随时间的变化
(1)沉淀过程的化学方程式为:
MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O=MgCO3·3H2O↓+2 。
(2)沉淀过程的pH随时间的变化如图2所示,沉淀过程的操作为 (填字母)。
a. 向卤水中滴加NaOH溶液,同时通入CO2
b. 向NaOH溶液中滴加卤水,同时通入CO2
c. 向卤水中通入CO2至饱和,然后滴加NaOH溶液,同时继续通入CO2
d. 向NaOH溶液中通入CO2至饱和,然后滴加卤水,同时继续通入CO2
(3)沉淀过程的溶液中镁离子含量随时间的变化如图3所示,不同温度下所得到沉淀产物如表所示。
不同反应温度下的水合碳酸镁
则沉淀过程选择的温度为 ,理由是 。
【测定MgCO3·3H2O的纯度】
利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,以确定MgCO3·3H2O的纯度。
依据实验过程回答下列问题:
(4)实验过程中需持续缓缓通入空气,其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有 。
(5)C中反应生成CaCO3的化学方程式为 ;D中碱石灰的作用为 。
(6)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是 (填标号)。
a.在加入硫酸之前,应排净装置内的CO2气体 b.为了缩短实验时间,快速滴加硫酸
c.在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置 d.在C装置左侧导管末端增添多孔球泡
(7)实验中准确称取15.0 g样品三份,进行三次测定,测得中生成CaCO3沉淀的平均质量为10.0 g。请计算样品中MgCO3·3H2O的纯度(写出计算过程)。
(8)小明认为应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由除了Ba(OH)2溶解度大,浓度大,使CO2被吸收的更完全外,还有 。
(9)若获取MgCO3·3H2O的样品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O,则产品中镁元素的质量分数 (填“偏大”“不变”或“偏小”,下同),样品中MgCO3·3H2O的纯度 。
36.我国制碱工业的先驱侯德榜将制碱与制氨结合起来的联合制碱法,为纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献。其生产工艺流程示意图如下:
(1)粗盐水中主要含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子,工业上常用加入稍过量的① NaOH溶液、② Na2CO3溶液、③ BaCl2溶液及适量的盐酸等除杂、精制。则加入试剂合理的顺序为 (填字母序号)。
A.①②③ B.③②① C.①③②
(2)加盐酸的作用是(用方程式表示) 、 。
(3)制碱原理可看作是由① CO2 + NH3 + H2O = NH4HCO3和② NaCl + NH4HCO3 = NaHCO3+ NH4Cl两个反应加合而成。反应②为复分解反应,请根据复分解反应发生的条件及表1中相关物质20℃时的溶解度,分析反应②为何能顺利进行? 。
表1 相关物质的溶解度(20℃)(单位:g)
(4)操作2为洗涤、煅烧。晶体应在以下装置 中(填字母序号)进行“洗涤”操作。
在上述操作中,如何判断晶体已经洗涤干净 。
(5)X的化学式为 ,若X直接排放到空气中会造成的后果是 。
(6)Y是滤液中最主要成分,Y与Ca(OH)2反应的产物之一可用于循环使用,该产物的名称为 ,Y的化学式为 ,写出Y的一种用途 。
37.某兴趣小组利用硫酸厂的烧渣(主要成分为:铁的氧化物、少量FeS及SiO2),在实验室制备碱式硫酸铁[化学式为Fex(OH)y(SO4)z·nH2O],主要流程如下:
(1)焙烧时产生的二氧化硫可用石灰乳吸收,发生反应的化学方程式为 ,该步骤中用石灰乳而不用澄清石灰水的原因是 。
(2)酸溶时加入的试剂a是 (填化学式),酸溶时发生反应的属于 反应(填基本反应类型)。过滤后获得的滤渣的主要成分是 。
(3)反应l中加双氧水的目的是为了将溶液中的Fe2+氧化为 (填离子符号)。双氧水作为该反应氧化剂的优点是 。
(4)流程中获得碱式硫酸铁[化学式为Fex(OH)y(SO4)z·nH2O]前省略的操作是 ﹑冷却结晶﹑ 和低温烘干。
(5)为确定碱式硫酸铁的化学式,进行了如下实验:
①称取1.692 g碱式硫酸铁样品溶于足量的稀盐酸中并充分混合;
②向①所得的混合物中加入足量的BaCl2溶液,充分反应后,经过滤、洗涤、干燥、称重,得沉淀2.330 g。
③若向步骤②的滤液中加入过量的NaOH溶液,充分反应后,再将沉淀过滤、洗涤、灼烧、称重,得固体0.640g。则碱式硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z·nH2O]样品中的y∶z的值为
38.从古至今,铁及其化合物一直被人类广泛应用。
(一)铁及其化合物的应用
(1)明代科学著作《天工开物》中记载:
①“其器冶铁锥,其尖使极刚利”,“铁锥”为开挖盐井的工具。所取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”,“釜”指生铁制作的铁锅。上述描述中利用铁的 (选序号)。
a. 导热性 b. 导电性 c. 硬度大
②“泥固塞其孔,然后使水转釉”是指高温下CO将红砖中的Fe2O3转化为Fe3O4而形成青砖。该转化的化学方程式为 。
(2)铁的化合物在现代更多领域发挥着重要作用。
①碳酸亚铁(FeCO3)不溶于水,可作补血剂,服用后与胃酸反应生成 (填化学式)被人体吸收,促进血红蛋白的生成。
②火星探测器发回的信息表明,火星上存在FeOOH,从而证明火星表面曾经存在过水,其理由为 。
(二)FeOOH的制备
用废铁屑(主要成分为Fe,含少量Fe2O3和FeCO3)制备FeOOH主要流程如下。
(3)“酸溶”时适当提高反应温度和H2SO4浓度,目的是 ,产生的气体为 。
(4)“还原”发生的反应为Fe2(SO4)3+Fe═3FeSO4;“沉淀”反应的化学方程式为2FeSO4+H2O2+2H2O═2FeOOH↓+2H2SO4。“沉淀”时会有部分FeOOH与FeSO4反应生成Fe3O4,反应的化学方程式为 。
(三)FeOOH的含量测定
已知:FeOOH及铁的氧化物加热分解的温度如下。
FeOOH→ T1℃Fe2O3→ T2℃Fe3O4→ T3℃FeO
称取含Fe3O4的FeOOH样品76.6g,进行热分解实验。控制不同的温度对样品加热,测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。
(5)样品中FeOOH的含量为 %。(写出解题过程,精确到0.1%)
39.锰元素能形成MnO、MnO2、Mn2O3和Mn3O4等多种氧化物,其中Mn3O4是重要的结构材料。工业上用软锰矿(主要成分为MnO2,含有少量FeO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质)制备MnO4的流程如图1所示:
已知:①3MnO2+2Fe+6H2SO4=3MnSO4+Fe2(SO4)3+6H2O,Fe2+容易被H2O2氧化为Fe3+;
②Mn2+在pH大于6的环境中易形成Mn(OH)2沉淀,有关氢氧化物沉淀pH见表:
(1)酸浸时为了提高浸取率,可采取的措施是 (只写1个);加氨水调节pH保持在5.5的目的是 。
(2)用MnF2进行深度除杂的目的是除去MgSO4。发生的反应为复分解反应,则该反应的化学方程式为 。
(3)“沉淀”时滤液主要成分可以作为常见的固态化肥,则该成分可能为 (填化学式),在实验室中过滤时玻璃棒的作用是 。
(4)“氧化”时,Mn(OH)2与空气中的氧气在60℃条件下反应生成Mn3O4,该反应的化学方程式为 。
(5)通过测定固体产物中锰元素质量分数来推断产物成分。 “氧化”所得固体产物中锰元素质量分数随通空气时间的变化如图2所示。通空气8小时左右,所得固体几乎全部为Mn3O4,推出该结论的依据是 。
40.碱式碳酸铜可用作有机催化剂。工业上以辉铜矿(主要成分为 Cu2S,含 SiO2及少量 Fe2O3)为原料制备碱式碳酸铜,工业流程如下:
(1)①“浸取”时辉铜矿中的 Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式为 。
②某小组测得铜浸取率随 H2O2浓度(ml/L、一种浓度的表示方式)及温度影响的变化曲线如图:
由图 2 可知 H2O2适宜的浓度范围为 (ml/L);由图 2 中的点 a 分析,浸取时Fe2(SO4)3也起到了氧化辉铜矿的作用,其理由是 ;图 3 浸取铜较合适的温度是 ℃,请分析原因是 。
(2)“除铁”步骤调 pH 可加入下列试剂中的 (填选项字母),该试剂除了调节 pH 外,还具有的优点是 。
a.CuCl2 b.HCl c.CuO
(3)“沉铜”时的反应为:2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2 X +CO2↑。X 的化学式是 ,“沉铜”后经过滤可得产品 Cu2(OH)2CO3,该操作中所用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、 ;得到的产品需用水洗,判断晶体是否洗涤干净的操作是 。
(4)实验时发现,若反应时溶液的 pH 过大,所得产品 Cu2(OH)2CO3的产率偏低,但 Cu元素含量偏大,原因是 ;实验时发现,若反应时溶液的温度过高,所得产品Cu2(OH)2CO3的产率偏低,原因是 。
(5)研究发现,制备过程中Na2CO3与CuSO4的投料配比不同,所得产物纯度不同。若以a 表示Na2CO3与CuSO4的投料配比,通过测定固体样品的热重分析曲线(样品质量随温度变化曲线),获得固体残留率可检测样品纯度。
已知:固体残留率=剩余固体的质量样品质量×100%
图4、图5分别是a=0.795和a=0.530时所得固体的热重分析曲线,依据曲线判断制备Cu2(OH)2CO3适宜的a为 (填“0.795”或“0.530”),结合数据分析,说明你选择的理由 。
41.以某菱镁矿石(主要成分是MgCO3,含少量MnCO3、SiO2)制取MgSO4·7H2O,流程如下:
已知:①MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
②NaClO+MnSO4+H2O=MnO2↓+NaCl+H2SO4
③MgSO4·7H2O受热易分解、失去结晶水。
(1)“酸浸”时,为了提高浸取率,除了搅拌、提高硫酸浓度外,还可采取的措施有 (写出一种)。此时,MgCO3与硫酸发生的反应和CaCO3与盐酸的反应类似,化学方程式是 。
(2)若实验室用质量分数为98%的硫酸配制200g质量分数为24.5%的稀硫酸,需要水(密度1g⋅mL-1)的体积为 mL,需要用到的玻璃仪器有胶头滴管、玻璃棒、烧杯和 ,量取水时俯视,配得的稀硫酸质量分数 (填“>”或“<”)24.5%。
(3)①“操作1”的具体操作是:蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、低温干燥。洗涤经常选用95%的乙醇,优点是 (填一个答案)。烘干操作需在低温条件下进行,其原因是 。
②“操作1”所得滤液中能分离出一种可循环使用的物质,该物质是 (填化学式)。
(4)若用100t碳酸镁质量分数为84%菱镁矿石可制得多少tMgSO4·7H2O产品,忽略反应过程中镁元素损失。(写出计算过程) 。
42.烟台海洋资源十分丰富,以下是我市对海水资源的部分利用。
(1)某工业生产的氯化钠中含有少量硫酸镁杂质,不能满足科研的需要,实验室提纯过程如下图所示。
提纯过程所用试剂X、Y分别是(写溶质化学式) 、 。步骤Ⅱ发生反应的化学方程式 。
(2)我国化学家侯德榜创立的联合制碱法,将碱厂与氨厂联合,既提高效益又减少污染。某化学项目小组设计联合制碱法的模拟流程如下图一所示。
①通常状况下,NH3的溶解度远大于CO2的溶解度。为了提高产率,吸氨碳化塔中应该先通入的是 (填“NH3”或“CO2”)。
②吸氨碳化塔中温度控制在30℃~35℃,发生反应的化学方程式为 。
③三种盐的溶解度随温度变化的曲线如图二所示。结合图二分析,吸氨碳化塔中析出NaHCO3固体的主要原因是 (填序号)。
A.溶剂质量减少;
B.NaHCO3难溶于水;
C.30℃~35℃时,NaCl、NaHCO3、NH4Cl的溶解度相比较,NaHCO3的溶解度最小,易达到饱和而析出
④碱厂与氨厂联合后,用NH4Cl代替氨水做氮肥,其优势是 (答1点)。
(3)氯化钠可制取84消毒液。84消毒液的有效成分为次氯酸钠(化学式为NaClO)。84消毒液中有效氯含量一般为4%-7%,即每100g“84消毒液”中含有的NaC1O中氯元素的质量为4g-7g。
①要配制6000g有效氯含量为0.03%的“84消毒液”稀溶液用于桌椅消毒,需要有效氯含量为6%的“84消毒液”的质量是 g。
②某品牌“84消毒液”的有效氯含量是3.55%,则一瓶500g该品牌“84消毒液”中次氯酸钠(化学式NaC1O)的质量是 g。
43.电石渣[主要成分为Ca(OH)2,还含有MgO等杂质]是一种工业废渣,以它为原料可生产纳米碳酸钙,制备方案如下:
已知:①NH4Cl溶液显酸性;
②“浸取”时的主要反应为Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3·H2O;
③“碳化”时的主要反应为CaCl2+2NH3·H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl+H2O。
(1)电石渣久置在空气中会产生一定量的碱式碳酸钙[Ca3(OH)2(CO3)n],化学式中的n为 。
(2)用不同质量分数的NH4Cl溶液浸取电石渣时,Ca元素提取率和Mg元素去除率的数值如图所示,你认为较适宜的NH4Cl质量分数是 。
(3)浸取时,向浸取液中滴加氨水调节pH,将镁元素全部沉淀,则操作1为 (填操作名称)。
(4)工业上将操作1所得溶液碱化后,进行喷雾碳化,碳化塔的构造如图所示,CO2从 处通入(填“A”或“B”),其目的是 。
(5)测得不同温度下碳化反应所需时间如下表(其他条件相同):
实际碳化反应的温度采用了60℃,温度不宜过高的原因可能是 (写出一条即可)。
(6)该工艺流程的核心反应在“浸取”和“碳化”这两步,请书写由Ca(OH)2制备碳酸钙的总反应方程式 。结合制备方案判断可循环利用的物质为 。
(7)用电石渣[Ca(OH)2质量分数92.5%]制备1tCaCO3,计算所需电石渣的质量(写出计算过程)。 。
44.MnCO3可用作涂料和清漆的颜料。已知MnCO3、Mn(OH)2均难溶于水,MnCO3在100℃时开始分解。以软锰矿(主要成分MnO2)为原料制备高纯MnCO3的流程如下:
(1)反应塔1中的反应为:MnO2+SO2=MnSO4,该反应的基本类型是 反应;反应塔1中往往有副产物MnS2O6生成,温度对该反应的影响如下图所示,为减少MnS2O6的生成,最适宜的温度为 ℃;为了提高锰元素的浸出率,通常还可以采取的措施是 。
(2)反应塔2中的反应为MnSO4+2NH4HCO3=NH42SO4+MnCO3↓+X↑+H2O,则X的化学式为 。反应塔2中需控制溶液的酸碱度,若碱性过强,MnCO3粗产品中将混有 (填化学式)。
(3)向反应塔2中加入碳酸氢铵溶液时,往往需要控制温度在30~35℃,温度不宜太高的原因是 。(用化学方程式表示)。
(4)洗涤塔中洗涤的目的是 ,判断洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤液少许于试管中,向其中滴加 溶液,无白色沉淀产生,则证明已洗涤干净。
(5)若所得产品的产率(产率=产品的实际质量产品的理论质量×100%)偏高,其可能的原因为 。
a.反应物未完全沉淀 b.过滤时滤纸破损
c. MnCO3未洗涤干净 d.高温烘干MnCO3
(6)在空气中加热34.5g碳酸锰,一段时间后得到24.5gMnO2和MnO的混合物。计算该混合物中MnO2的质量。(请写出计算过程)
45.以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3,少量FeS2等)为原料,生产Al2O3并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:
【查阅资料】2CaO+2SO2+O2=2CaSO4
(1)“焙烧”过程均中会产生SO2,用NaOH溶液吸收SO2的化学方程式为 。
(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如下图所示。焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率 (填“高”或“低”),其主要原因是 (用语言文字描述)。
(3)工业上为了加快“碱浸”速率,可采取的措施有 (写1点)。“碱浸”过程中Al2O3转化为偏铝酸钠(化学式为NaAlO2),发生反应的化学方程式是Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+X,X的化学式为 。
(4)“过滤”需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 。向滤液中通入过量CO2,铝元素转化为Al(OH)3;Al(OH)3受热分解为Al2O3,写出该反应的化学方程式 。
(5)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3.Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上完全反应时消耗Fe2O3与FeS2的化学计量数之比为 。
46.纯碱是重要的化工原料,在玻璃、肥料、合成洗涤剂等工业中有着广泛的应用。
(1)工业上“侯氏制碱法”以NaCl、NH3、CO2及水等为原料制备纯碱,其反应原理为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。然后再焙烧NaHCO3制得纯碱(Na2CO3)。生产纯碱的工艺流程示意图如下:
请回答下列问题:
①操作A的名称为 。
②可用 结晶的方法获得物质B固体。
③向沉淀池中先通入足量NH3,后通入CO2,析出NaHCO3晶体而不是Na2CO3晶体,其原因是 。
④析出NaHCO3晶体中可能含有少量氯离子杂质,实验室确定NaHCO3晶体表面杂质洗净的方法
(2)常温下在10mL10.6g·L-1Na2CO3溶液中逐滴加入3.65g·L-1HCl溶液20mL,溶液中含碳元素的各种微粒的质量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
根据图示回答下列问题:
①在同一溶液中,CO32-、HCO3-、H2CO3 (填“能”或“不能”)大量共存。
②当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为 和 (填化学式)。
47.KMnO4可用作消毒剂、氧化剂、药物和分析化学试剂等.某小组为探究制备高锰酸钾的绿色化方案,设计了如图所示的实验流程.
【资料】:
①K2MnO4水溶液呈墨绿色,在水及酸性条件下会发生歧化反应,生成KMnO4和MnO2。
②在K2CO3溶液中持续通入 CO2,会生成 KHCO3。
③室温时,K2CO3、KHCO3、KMnO4的溶解度分别为 111g、33.7g、6.36g。
(1)共熔时(加温加压),反应生成 K2MnO4和 H2O,反应的化学方程式是 。
(2)浸取前,需将共熔后所得的物质粉碎,目的是 。
(3)歧化反应的化学方程式是 3K2MnO4+ 2CO2= 2KMnO4+ MnO2+2______ 。判断歧化时K2MnO4完全反应的方法是:用璃棒蘸取溶液点在滤纸上,若观察到 ,表示反应已完全.当溶液 pH 为 10~11,停止通 CO2,若 CO2过多,可能造成的不良后果是 。
(4)操作 1 的名称是 ,在实验室完成此操作,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒 和 ,玻璃棒的作用是 。
(5)从经济角度考虑,实验中可循环使用的物质是 (填化学式 )。
(6)实验中,也可以加入醋酸(HAc)进行歧化,图是歧化时 HAc 加入量与产物中 KMnO4含量的关系图.可以发现:当 HAc 加入量为 mL 时,产物的纯度较高。
(7)实验室中可用 KMnO4制取氧气.理论上 31.6g高锰酸钾完全分解可以制得多少克氧气.写出计算过程,计算结果精确到小数点后1 位) 。
48.某工厂产生的烧渣(主要含FeO、Fe2O3,还有一定量的SiO2)可用于制备七水合硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O),其工艺流程如图1。
查阅资料:
资料1:SiO2不溶于水,也不与稀硫酸反应。
资料2:+2价的铁元素容易被空气中的氧气氧化。
资料3:七水合硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)俗称绿矾,绿矾的溶解度曲线如图2所示。
(1)“浸取”步骤中,FeO、Fe2O3和稀硫酸发生反应的化学方程式分别为:FeO+H2SO4═FeSO4+H2O、 。
(2)过滤用到的玻璃仪器有烧杯,玻璃棒和 。其中玻璃棒的作用是 。
(3)为提高“浸取”步骤的反应速率,可采取的具体措施有 (写一条,不考虑“使用催化剂”);
(4)“还原”步骤的目的是将Fe2(SO4)3转化为FeSO4,转化原理的化学方程式为 。测得“还原”后溶液的pH明显增大且有大量气泡,其原因是 。
(5)FeSO4溶液经过蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、低温干燥后得到FeSO4•7H2O晶体,低温干燥的目的是 。
(6)以上结晶过程最好在氮气环境中进行,氮气的作用是 。
(7)下图3是用共沉淀法由七水合硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)和六水合氯化铁铁晶体(FeCl3·6H2O)制备纳米四氧化三铁的流程。
查阅资料:Fe(OH)2+2Fe(OH)380℃Fe3O4+4H2O
①证明沉淀已经洗涤干净的操作是 。
②为了使产物Fe3O4的纯度最大化,则起始所用FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的质量之比为 。而实际生产中为提高产率,往往大于以上的理论比,原因是 。
49.碳酸钙广泛应用于塑料、造纸、日化等行业,下图是用电石渣废渣制备纳米碳酸钙的工艺流程。回答问题。
【资料卡片】:
①NH3极易溶于水,溶于水生成 NH3·H2O。
③电石渣浸取液碳化的反应化学方程式为:CaCl2+2NH3⋅H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl+H2O 。
(1)浸取时,电石渣中 Ca(OH)2和 NH4Cl 溶液反应的化学方程式为 。
(2)操作Ⅰ的名称是 ,实验室完成此操作需要用到玻璃棒,其作用是 ,完成此操作所需的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、 。滤渣 A 含多种物质,其中一种为红褐色碱类,该物质是 (填化学式)。
(3)“……”为一系列操作,包含过滤、洗涤及干燥。洗涤(蒸馏水洗涤)时,为检验产品是否洗净,最适合的检验试剂为 。
A AgNO3溶液 B BaCl2溶液 C NaOH 溶液与湿润的红色石蕊试纸
(4)生产中,浸取逸出的少量 NH3应该回收利用,此外,还可以循环使用的物质有 。有 同学指出,“……”系列操作中过滤后的滤液及产品洗涤后的洗液不宜直接循环使用,结合下图分析,理由是 ,改进的方法是 。从物质循环利用角度考虑,碳化时,可用 代替 CO2.
A NH4HCO3溶液 B Na2CO3溶液 C CO
(5)电石渣浸取时,最适合的浸取温度为 40℃,结合下图分析,理由是 。
(6)下图是电石渣浸取液碳化时的实验装置图,碳化时,需打开搅拌器搅拌,这既能搅拌反应液,还能 ,使碳化更充分。
(7)现有 10 吨电石渣,经测定其中 Ca(OH)2 含量为 90%,Ca2+的浸取率为 95%(假设电石渣中其他物质中不含钙元素,其他生产环节 Ca 元素无损失),则理论上可得多少吨纳米碳酸钙? (,写出计算过程,精确到小数点后 2 位) 。
五、科学探究题
50.碱式碳酸铜可用于生产木材防腐剂等。工业上常在含有硫酸铜的废水中加入碳酸钠溶液,得到碱式碳酸铜沉淀。
(1)产品生产中加入Na2CO3溶液时,反应液pH对产品中SO42-的含量以及反应液中Cu2+沉淀效率的影响如图1所示,沉淀时溶液pH最好控制在 左右。
(2)验证碱式碳酸铜的分解产物,装置如图2所示。
①甲同学将装置按B→C→A的顺序组合进行实验,装置A中盛放的试剂的作用是 ,装置C中的现象为 。
②实验结束,B装置中粉末完全变黑。关于黑色物质的成分,有人认为可能有碳,请从物质的物理性质和元素守恒角度说明此猜想的依据是 。
③乙同学为确认该黑色粉末是氧化铜而不是碳粉,设计如下实验,请完成下表:
(3)探究组成:工业上所制得的碱式碳酸铜种类较多,其组成表示为:xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O。为测定某种产品的组成,丁同学设计的实验方案中有如下步骤:①称取12.0g的样品;②高温分解;③测出生成CO2的质量为2.2g;④测出生成水蒸气的质量为1.8g。请根据实验数据,计算确定该碱式碳酸铜的化学式。写出计算过程。
【提示:xCuCO3·yCu(OH)2·zH2OΔ (x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O】
51.碳酸钙是初中阶段化学学习中的常见物质,某化学兴趣小组围绕此物质展开探究。
【实验探究Ⅰ】测石灰石中碳酸钙的含量,石灰石中其它成分对实验影响忽略不计。
实验一,选择药品。分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的盐酸在三颈烧瓶中反应,采集数据。
(1)据图2分析,选择粉末状样品的依据是 。
(2)据图3分析,影响实验测定准确性的原因:一是水蒸气含量增加;二是 。为提高实验的准确性,小组成员将盐酸换成稀硫酸后,利用图4装置进行测定。打开活塞,将稀硫酸滴入试管,反应结束后读数,读数前调节U型管左右液面相平,需要进行的操作是 (填“上移水准管”或“下移水准管”)。
实验二:优化装置。在老师指导下,小组优化并设计了图5装置进行测定
资料:室温时,CaSO4微溶于水。
(3)试剂a是 。
(4)加入足量稀硫酸,一段时间后反应停止。再加入氯化铵溶液,发现又产生气泡,推测加入氯化铵的作用是 。
(5)实验二中,样品质量为mg,加入稀硫酸体积为V1mL,加入氯化铵溶液体积为V2mL,右侧针筒最后读数为VmL,该实验条件下CO2密度为dg/mL,则样品碳酸钙质量分数表达式为 。
【实验探究Ⅱ】测碳酸钙悬浊液的酸碱性
已知:电导率传感器可用于测定溶液的导电性强弱,在其他条件相同下,溶液中离子浓度越大;溶液的电导率越大。
(6)在相同实验条件下,用电导率传感器测得水的电导率为8.5,碳酸钙悬浊液电导率为74。碳酸钙悬浊液中有部分碳酸钙溶于水,形成碳酸钙的 (填“饱和”或“不饱和)溶液。
继续探究碳酸钙悬浊液的酸碱性,做了下面的对照实验:用pH传感器分别测得在常温下五种混合体系的pH,如下表所示。
(7)结合上面数据分析可知,Na2CO3溶液显碱性与碳酸钠组成中 离子(填离子符号)有关。查阅资料可知碳酸钠能与水发生一定程度的反应生成一种钠盐和一种碱,试写出此反应中生成的钠盐和碱的化学式: 、 ,结合⑤的数据分析,碳酸钙悬浊液显碱性的原因与碳酸钠溶液显碱性本质上是一致的。
(8)进一步探究,加热碳酸钙悬浊液,测得pH减小。联系所学知识,对此现象产生的原因猜测合理的是 (填字母)。
A.碳酸钙的溶解度随着温度的升高而降低
B.温度升高增大了某离子与水作用的速率,碱性增强
C. 加热时部分碳酸钙发生了分解反应
(9)将上述悬浊液过滤后,立即把碳酸钙平均分为两等分,分别加热,如图6曲线表示固体质量随时间的变化曲线。曲线a用酒精灯作为加热工具,曲线b用酒精喷灯作为加热工具。(酒精灯加热温度400-500℃:酒精喷灯加热温度800~1200℃)
①取曲线a固体产物放入盛有水的烧杯中,滴加酚酞,溶液不变红。根据固体在试管中加热时,试管口需略向下倾斜的原因,可推测出实验中减少的物质主要是 。
②2分钟后曲线b固体质量减少速率明显增大,原因是 ,曲线b实验进行到8分钟时固体的成分及各成分的质量 。(写出计算过程)
52.某“茶垢清洁剂”外观为白色粉末,主要成分为过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2),能快速清洁茶具上附着的茶垢。某兴趣小组对该茶垢清洁剂展开探究。
已知:过碳酸钠具有Na2CO3与H2O2的双重性质,溶于水后分解成Na2CO3和H2O2。
【问题一】使用时,将产品倒入茶具中,加入热水,产生大量气体。
【提出猜想】
猜想1:该气体是O2;猜想2:该气体是CO2;猜想3:该气体是O2和CO2
【进行实验】
【问题二】测定该样品的纯度(过碳酸钠的质量分数)。
方案一:测定沉淀质量(按下面流程将Na2CO3转化为CaCO3沉淀)。
(3)加入“足量”CaCl2溶液的目的是 。
(4)过滤使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 。
(5)判断Na2CO3是否已完全转化为沉淀的方法 。
方案二:取0.700g样品和MnO2于装置A锥形瓶,滴加适量水,利用装置B测定。
(6)实验前,调节右侧水准管的高度,若 (填字母),说明装置气密性良好。
A.两端液面相平 B.两端液面有稳定的高度差
(7)装置A中产生O2的化学方程式为 ,充分反应后需冷却至室温再读数,说明该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(8)装置A中使用橡皮管的优点有两点;
Ⅰ.调节气压,使分液漏斗中的溶液顺利滴下;
Ⅱ. 。
(9)该小组记录的实验数据如下,反应开始前量气管的读数为2.8 mL,反应结束后量气管的读数为70.0 mL,该实验条件下O2密度为1.429g/L。则样品中过碳酸钠的质量分数为 。(可选择“方案一”或“方案二”数据) Mr(2Na2CO3·3H2O2)=314
(10)下列实验操作会使实验结果偏大的有 (填字母)。
A.方案一:未完全洗涤干净,烘干后直接称重
B.方案一:结束后,发现过滤使用的滤纸底部有破损
C. 方案二:结束后未冷却至室温便读数
D.方案二:结束后未调节右侧水准管高度,直接读数
53.某化学兴趣小组进行草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)分解的实验探究。
【查阅资料】白色无水硫酸铜CuSO4固体遇水会变成蓝色CuSO4·5H2O。
【猜想】草酸亚铁晶体分解会产生CO、CO2和H2O三种气体。
【实验方案】按照下图装置进行实验,验证猜想(夹持装置部分未画出)。
【问题讨论】
(1)实验开始前需要先鼓入一段时间的N2,该操作的目的为 。
(2)E中碱石灰的作用是 。
【结果分析】
(3)定性分析:
①证明分解产物中存在CO的现象是 (需要从D、F、G三装置中的现象答全);
②小明认为应增加H装置,则H装置应放在 两个装置之间,若观察到H装置的现象 ,则证明草酸亚铁晶体分解有水生成。
(4)定量分析(假定每一步反应进行完全):
取3.6g草酸亚铁晶体进行上述实验,测得装置A玻璃管中残余1.44g黑色固体FeO,装置F中玻璃管固体质量减轻0.32g,则草酸亚铁晶体分解得到的CO2的质量为 。
【反思评价】
(5)从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是 。
(6)文献显示:FeC2O4·2H2O受热分解时,固体的质量随温度变化的曲线如图所示:
①写出加热到400℃时,FeC2O4·2H2O受热分解的化学方程式 :
②根据图象,若有3.6gFeC2O4·2H2O在敞口环境中充分加热,最终得到红棕色固体1.60g,则该物质的化学式为 。
54.胃酸过多可遵医嘱,服用某些含有碱性物质的药物,以中和过多的胃酸。
Ⅰ.抗酸剂的选择:
(1)任选下列一种物质,写出其与盐酸反应的化学方程式 。其中可选作胃药的是 (填字母)。
A 碳酸氢钠 B 氢氧化钠 C 氢氧化铜 D 氢氧化铝
一般能选作抗酸的药物至少应具备的特点有:①碱性物质,能与胃酸反应;② ;③ ;
(2)某抗酸药铝碳酸镁片中有效成份是铝碳酸镁[Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O],其相对分子质量为602,仿照碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3可看成CuCO3·Cu(OH)2,铝碳酸镁[Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O]可看成的形成是 。它受热时生成4种不同的氧化物,请写出该物质受热分解的化学方程式: 。
Ⅱ.抗酸剂含量测定:某研究型学习小组要测定一种市售的铝碳酸镁片中铝碳酸镁的质量分数。
【查阅资料】①铝碳酸镁与稀硫酸反应的化学方程式为:Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O+9H2SO4=6MgSO4+Al2(SO4)3+CO2↑+21H2O。
②药片中除了铝碳酸镁外含有一定量的辅料——淀粉等物质,辅料不与酸反应。
③胃中气体增多能刺激胃分泌胃酸,对严重胃溃疡病人有引起胃穿孔的危险。
【设计方案】
(1)设计了下图所示的实验装置。取10.0g市售的铝碳酸镁药片研磨成粉末,进行实验。
(2)操作步骤:
①连接好装置,检查装置的气密性②打开弹簧夹C,在A处缓缓通入一段时间的空气③称量F的质量④关闭弹簧夹C,慢慢滴加稀硫酸至过量,直至D中无气泡冒出⑤打开弹簧夹C,再次缓缓通入一段时间空气⑥再次称量F的质量,得前后两次质量差为0.44g。
(3)问题探究
B装置中发生的化学方程式为 。B、E装置的作用分别是 、 。
(4)数据计算
根据实验数据,求出铝碳酸镁药片中铝碳酸镁的质量分数(写出计算过程)。
【方案评价】
若没有G装置,则测定的铝碳酸镁的质量分数会 (填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
有学生设计如下实验,在空气中充分灼烧该药片,根据灼烧前后固体的质量变化,测定药物成份含量。测该方案不合理的原因是 。
Ⅲ.抗酸剂效果比较:
为比较铝碳酸镁与小苏打的抗酸效果,学习小组用盐酸模拟胃酸,设计了如下实验:一定量的稀盐酸,分别与等质量有效成分的铝碳酸镁片与小苏打片反应,测得pH-时间曲线变化如图所示。
由图可知,药效更好的 (填化学式)。根据题中信息,除图中因素外,该药物药效较好的原因还有 。
55.目前全世界的镍(Ni)消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产,也常用作催化剂。
Ⅰ.【镍粉制备】:
工业用电解镍新液(主要含NiSO4、NiCl2等)制备碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O],并利用其制备镍粉的流程如下:
(1)反应器中的一个重要反应为3NiSO4 + 3Na2CO3 + 2H2O = NiCO3·2Ni(OH)2 +3Na2SO4 + 2CO2↑,生成的气体直接排放对环境的影响是 。
(2)物料在反应器中反应时需要控制反应条件。
分析上图,反应器中最适合的温度及pH分别为 、8.3。
(3)生产中,pH逐渐增加,生成Ni(OH)2含量也相对增加,则生成的碱式碳酸镍晶体中,镍的含量将 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(4)操作2含过滤、水洗、95%酒精浸泡、晾干等操作。其中使用95%酒精浸泡的目的是
Ⅱ.【测定碱式碳酸镍晶体的组成】:
为测定碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]组成,某小组设计了如下实验方案及装置:
【资料卡片】
①碱式碳酸镍晶体受热会完全分解生成NiO、CO2和H2O
②碱石灰是NaOH和CaO的混合物,可以吸收CO2和H2O
【实验步骤】
①检查装置气密性;②准确称取7.54g碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]放在B装置中,连接仪器;③打开弹簧夹a,鼓入一段时间空气,分别称量装置C、D、E的质量;④关闭弹簧夹a,加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出;⑤打开弹簧夹a,缓缓鼓入一段时间空气;⑥分别准确称量装置C、D、E的质量;⑦根据数据进行计算(相关数据如下表)。
【实验分析及数据处理】
(5)实验过程中步骤③鼓入空气的目的是 。装置A的作用是 。
(6)计算7.54g碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]完全分解中镍元素的质量 。最终通过计算得到了碱式碳酸镍晶体的组成,x:y:z=
【实验反思】
(7)另一小组同学加热时在酒精灯上加了铁丝网罩,实验结束后,称得装置B中残留固体质量明显偏大。经查阅资料发现:在温度控制不当导致温度过高时,NiO会部分被氧化成Ni2O3。 该组同学称得的残留固体混合物的质量可能是 。
A 4.5g B 4.6g C 4.98g D 5.2g
56.某研究性小组对氢氧化钠溶液和稀盐酸中和反应进行了探究:
Ⅰ、(1)甲同学为了证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能够发生反应,设计并完成了如图1所示实验,则X溶液是 。实验过程中所用滴管 清洗(填“能”或“不能”)。
(2)乙同学用传感器探究稀NaOH溶液与稀盐酸反应过程中温度和pH的变化,测定结果如图2所示。通过分析可知,稀NaOH溶液与稀盐酸反应会 (填“放出”或“吸收”)热量。30s时,溶液中的溶质为 (写化学式)。
Ⅱ、丙同学为了验证上述实验,也将盐酸滴入某氢氧化钠溶液中,发现有气泡产生,他认为该氢氧化钠溶液已经变质,变质原因用化学方程式可表示为 。取变质后的溶液少量于试管中,滴加无色酚酞,变红;加入足量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,红色没有褪去,则所取变质后的溶液中溶质成分为 (写化学式)。
Ⅲ:为了测定该氢氧化钠溶液中碳酸钠的质量分数,丙同学设计了如图3所示的实验装置。(已知分液漏斗中装有10%的稀盐酸,装置内试剂均足量。)
【实验步骤】
①按如图3连接好装置后,并检查装置气密性;
②关闭K1和K2,向B装置中加入100.0g该氢氧化钠溶液样品(忽略原装置内空气中二氧化碳对实验的影响);
③打开K2,向锥形瓶内滴加盐酸,直到B中不再产生气泡为止;
④打开K1,关闭K2,通入一段时间空气,至装置C中不再产生沉淀为止;
⑤将装置C中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称得固体质量为5.0g。
【实验分析及数据处理】
①A装置的作用是 。
②写出第③步生成气泡的化学方程式 。
③若缺少步骤④,则测定结果将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
④用实验数据,计算该氢氧化钠溶液中碳酸钠的质量分数为 。
【实验反思】
下列各项措施中,能提高该实验测定准确度的是 (填字母)。
A 缓缓滴加稀盐酸
B 在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶
C 在装置B、C之间增加盛有饱和NaHCO3的洗气瓶
57.向CuSO4溶液中加入一定量NaHCO3,产生大量气泡和绿色固体,溶液逐渐变为无色。
(1)将产生的气体通入澄清石灰水,变浑浊,则该气体为 。
(2)某同学经过滤、洗涤等操作得到绿色固体和无色溶液,并进行如下探究。
[资料]常见绿色固体有碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]和碱式硫酸铜[Cu4(OH)6SO4],都不溶于水,但能与酸反应。Na2SO4固体受热不易分解。
I.绿色固体成分的探究
[实验1]取洗净后的绿色固体,加入足量的 溶液,产生大量气泡,振荡后滴加 ,无现象,则该固体只含碱式碳酸铜。
II.溶液成分的探究
[猜测]取一定量溶液经蒸发、低温干燥等操作得到白色固体,作如下猜测:白色固体可能是:①Na2SO4 ②NaHCO3 ③Na2SO4和NaHCO3
[实验2]取该白色固体8.4g充分加热至质量不再改变为止,测得剩余固体的质量 ( 选填“<”、“=”或“>”)5.3g,则猜测①、②、③都不成立。
[实验3]有同学查阅资料得知上述固体应为Na2SO410H2O和NaHCO3的混合物。为进一步确定白色固体的组成,该同学取适量白色固体,充分加热至质量不再改变,并使产生的气体全部缓缓通过下图 (选填 “甲”或“乙”)装置,测定生成气体的质量。
[数据]①浓硫酸增重2.7g;②碱石灰增重2.2g。则固体中各成分的质量比为 。
[结论]写出CuSO4溶液和NaHCO3溶液反应的化学方程式 。
58.碳酸钠广泛用于造纸、纺织、制革等工业,是一种重要的化工原料。我国侯德榜发明了将制碱与制氨结合起来的联合制碱法,为碳酸钠的工业化生产作出了巨大贡献。
【查阅资料】侯氏制碱法中主要反应:
Ⅰ.NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
Ⅱ.2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑
【实验探究】小明以粗盐配制饱和食盐水,并采用如图1所示装置模拟制备碳酸氢钠,进而制得碳酸钠。
实验操作如下:
①关闭K1,打开K2通入NH3,调节气流速率,待其稳定后,打开K1通入CO2;
②待三颈烧瓶内出现较多固体时,关闭K2停止通NH3,一段时间后,关闭K1停止通CO2;
③将三颈烧瓶内的反应混合物过滤、洗涤、低温干燥,并将所得固体置于敞口容器中加热,记录剩余固体质量。请回答下列问题:
(1)粗盐中除了含有泥沙等不溶性杂质,还含有少量的MgCl2等。若要除去粗盐中的MgCl2,可加入过量的NaOH溶液,写出对应的化学方程式 ,再过滤,然后向滤液中加入适量 ,得到氯化钠溶液。
(2)饱和 NaHCO3溶液的作用是除去CO2中混有的HCl,反应的化学方程式为 。
(3)三颈烧瓶上连接的长颈漏斗的主要作用是 ,有同学认为应该在长颈漏斗内放置一团蘸有酸液的棉花,理由是 ;关闭K2停止通NH3后,还要继续通一段时间CO2,其目的是 。
(4)根据实验记录,计算t2时 NaHCO3固体的分解率(已分解的 NaHCO3质量与加热前原NaHCO3质量的比值),请写出计算过程 。
【拓展延伸】小华设计如图2的实验装置测定某纯碱样品 (含少量杂质NaCl)中碳酸钠的质量分数:取一定量的样品与足量稀硫酸反应,通过排饱和碳酸氢钠溶液测定生成CO2的体积,计算样品中碳酸钠的质量分数。(已知常温常压下CO2的密度是1.977g/L)
(1)如果样品质量为5.3g,则实验中选用的量气管规格最合适的是 (填字母)。
A.500mL B.1000mL C.1500mL D.2000mL
(2)若实验中测得碳酸钠质量分数偏小,下列可能的原因是 。
a.装置漏气
b.读取数据时量气管的液面低于水准管的液面
c.反应结束后烧瓶中有CO2残留
d.读取数据时仰视读数
e.稀硫酸加入烧瓶占据体积
59.碳酸镁晶须(MgCO3·nH2O,n = 1~5的整数)是一种新型吸波隐形材料中的增强剂。
【查阅资料】(1) MgCO3·nH2O微溶于水;
(2) MgCO3·nH2O在230℃时开始失去结晶水, 400℃以上时开始分解生成三种氧化物。
I.合成碳酸镁晶须
步骤:①配制一定溶度的MgSO4溶液和NH4HCO3溶液;②量取一定量的NH4HCO3溶液于容器中,搅拌并逐滴加入MgSO4溶液,控制温度50℃,反应一段时间;③用氨水调节溶液pH至9.5,放置1h后,过滤、洗涤、干燥得碳酸镁晶须产品。
(1)步骤①配制一定溶质质量分数的MgSO4溶液所需要的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、玻璃棒、 ;
(2)步骤②反应的温度控制在50℃,较好的加热方法是 ;
(3)氨水、硫酸镁、碳酸氢铵三者反应,除生成MgCO3·nH2O沉淀外,同时生成的产物还有 ;
(4)检验沉淀已洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤的滤液,滴入 ,若无沉淀说明已洗涤干净。
(5)干燥得碳酸镁晶须产品温度不能过高,目的是 。
II.测定产品MgCO3.nH2O中的n值
【方案一】将碳酸镁晶须放入A装置中加热(仪器和装置如下图所示),回答下列问题:
(6)上述装置的连接顺序为 (按气流方向,用接口字母表示),其中B处的长玻璃导管的作用是 ,C装置的作用是 。
(7)加热前先通入N2排尽装置中的空气,然后称取C、D的初始质量。再次连接好装置,边加热边通入N2,此时通入N2的作用是 。
(8)若B装置中无残留物。装置C反应前后质量差为m1,装置D反应前后质量差m2 。根据以上实验数据,确测定n值, n= (用含m1、m2的代数式表示)。
(9)有同学提出上述连接好的装置仍不够完善。需要在C装置的后面连接下图装置,目的是 ,否则测得n值会 (“偏大”、“偏小”、“无影响”) 。
【方案二】
称量100g碳酸镁晶须放入如下图所示的广口瓶中,加入水,滴入稀硫酸与晶须反应,生成的CO2被过量NaOH溶液吸收,在室温下反应4~5h,反应后期将温度升到30℃,最后,烧杯中的溶液加入已知浓度的盐酸恰好完全反应,测得CO2的总量;重复上述操作2次。
(10)氢氧化钠吸收二氧化碳的化学反应方程式 ;
(11)图中气球的作用是 ;
(12)上述反应后期要升温到30℃,主要目的是 ;
(13)设3次实验测得每100 g碳酸镁晶须与稀硫酸反应产生的CO2平均值为ag,则n值为 (用含a的代数式表示);
(14)称取100g上述晶须产品进行热重分析,热重曲线如图2,则该条件下合成的晶须中,n= (写出过程)。
60.鸡蛋主要由蛋壳、蛋壳膜、蛋白、蛋黄等几个部分组成,其中蛋壳的主要成分是CaCO3,里面覆盖一层蛋壳膜。化学活动兴趣小组的同学开展了以下探究活动:
【提出问题】蛋壳中的CaCO3含量是多少?
【查阅资料】
a、蛋壳经过科学检测其中含CaCO3的质量分数约为82%~85%,含蛋白质质量分数约14-17%。
b、蛋壳膜中蛋白质含量约为90%~93%。
c、Ba(OH)2是一种碱,化学性质与Ca(OH)2相似。
【设计方案】
方案一:用“灼烧法”,将该蛋壳放在空气中充分灼烧并采集相关数据进行测定。
方案二:用“酸处理法”,将蛋壳与稀盐酸反应后再进行吸收转变为碳酸钡进行测量处理。
【进行实验】
方案一:称取12.0 g蛋壳研磨成粉末置于通风橱中,灼烧至质量不再减少,再称量剩余固体的质量为7.16 g。
方案二:用下图所示的连接实验装置,称取12 g蛋壳样品进行实验(假设其他成分均不与HCl反应,装置内试剂均足量。)
【实验步骤】
① 按上图连接好装置后,并检查装置的气密性;
② 向B装置中加入蛋壳样品后,先通入一会儿空气;
③ 关闭K1,打开K2,向蛋壳样品中滴入10%的盐酸,直到 为止;
④ 关闭K2,打开K1,再缓缓通入空气一会儿,至装置C中不再产生沉淀为止;
⑤ 将装置C中的固液混合物进行过滤、 、烘干后称量其质量;
⑥ 重复上述实验。
【数据处理】
方案一:产生的CO2质量 g,蛋壳中的CaCO3的质量分数为 %。(保留一位小数)
方案二:重复3次实验,记录数据如下:
方案二:实验测得蛋壳中的CaCO3的质量分数 (写出计算过程,)
(已知:Mr(CaCO3):100 Mr(BaCO3):197)
【评价反思】
(1)方案二中装置D的作用是 。
(2)方案一测定值与科学检测的数据有较大误差,主要原因是 。
61.过氧化钙(CaO2)广泛应用于水产养殖、污水处理等领域,是优良的供氧剂。
【资料】过氧化钙(CaO2)常温下能与水反应生成氢氧化钙和氧气。
【探究一】证明某种供氧剂的主要成分为过氧化钙
(1)取一定量该供氧剂放置于试管中,向其中加水,再将带火星的木条伸入试管口中,观察到 ,证明该供氧剂的主要成分为过氧化钙。
(2)此供氧剂的保存方法是 。
(3)此供氧剂长期暴露在空气中,会变质生成CaCO3。为检验此供氧剂是否变质,可向其加入稀盐酸,若观察到有气泡生成,则判断此供氧剂已变质。你是否认同上述方案,理由 。
【探究二】此类供氧剂中过氧化钙(CaO2)的含量测定
【方案一】通过测定产生氧气的体积,最终计算出供氧剂中过氧化钙的含量。
(1)取一定质量的供氧剂溶于水,按照图一装置进行装配。充分反应后,待量筒中液面不再变化,还要 ,再读出体积。
(2)为保证测量结果的准确性,收集气体的时机是 。
a.导管口还没有气泡产生时 b.导管口连续均匀冒出气泡时
c.导管口冒出气泡很多时
(3)用此装置测得的含量会偏大,如果将发生装置换成图二中的装置 (填序号)可以避免此误差。
【方案二】把样品中的过氧化钙转化为碳酸钙,通过测定碳酸钙沉淀的质量,进而求得过氧化钙的质量。具体流程如下图:
(1)写出供氧剂与水反应的化学方程式 ;
(2)滴加的Na2CO3溶液要过量的原因是 ;
(3)洗涤沉淀的目的是 ;
(4)检验沉淀已经洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤液,滴加 溶液,若无明显现象,则表示已经洗净。
(5)若供氧剂的质量m=5 g, 碳酸钙质量n=5 g,请通过计算得出供氧剂中的过氧化钙的含量。 (实验过程)
(6)若CaCO3沉淀过滤后不洗涤,则过氧化钙的含量将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(7)此方案排除所加试剂和操作的原因,测定的过氧化钙含量也可能偏大,原因是 。
62.某兴趣小组展开了金属及合金的相关探究。
【探究一】口香糖包装纸表面的金属探究。
兴趣小组做了图1所示实验:取口香糖包装“锡纸”剪成条状,将“锡纸”带“锡”的一面接在电池两极,发现纸条中间处很快开始起火苗,熄灭后剩下一层薄薄的金属。“锡纸”能燃烧起来的原因是电能转化为热能,达到纸的 。同学们对“锡纸”上的金属继续展开探究。
I 探究问题一:“锡纸”上的金属是锡吗?
【查阅资料】(1)以前锡纸是用锡制造的,现在大多数是铝箔纸。
(2)“曾青得铁则化为铜”的反应原理为 (用化学方程式表示),该原理说明在一定条件下,活泼金属能置换出不活泼金属。部分金属活动性排序如下(越靠前的金属越活泼):K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au。
【实验方案】(1)将处理后的锡纸剪成小块放入小烧杯中。
(2)分别向烧杯中滴加①FeSO4溶液②CuSO4溶液③ZnSO4溶液④MgSO4溶液,观察现象。
【实验结论】根据实验现象,口香糖包装“锡纸”实际是铝箔纸。
【反思评价】上述方案中,一定不需要滴加的试剂是 (填编号)。
II 探究问题二:为什么金属没有燃烧 ?
【实验方案】(1)将一块铝箔放在酒精灯火焰上加热,轻轻晃动,发现铝熔化但不滴落也不燃烧。
(2)如图2所示把铝箔卷成筒状,下部裹一纸片。点燃纸片后立即伸入盛有氧气的集气瓶中,观察到铝箔剧烈燃烧,发出白光。
【实验分析】(1)铝箔在空气中不能燃烧的主要原因是 。
(2)铝箔在氧气中燃烧的方程式为 。夹持铝箔的仪器名称是 ,集气瓶底放少量细沙的目的是 。
【延伸拓展】如图3所示,甲同学将纸卷成一空心卷,上半部包上一层铝箔,点燃下端纸卷后,发现还可以在铝箔卷上方点燃,上下形成较稳定的“子母火”现象,其原因可能是下方纸张不完全燃烧产生了 气体,该气体通过纸卷上升至铝箔卷口处燃烧,其燃烧的反应方程式是 。此过程中,下侧纸卷燃烧而接近铝箔的上侧纸卷没有燃烧,铝箔卷发挥的作用可能是 。
【探究二】某铝镁合金(用M表示)中铝含量的分析。
【查询资料】①铝镁合金国家标准:铝含量不能低于78%。
②Al和Mg均能与盐酸反应,反应方程式分别为 、 。
③铝能与NaOH溶液反应(在横线上补充一种反应物):2Al+2NaOH+2 =2NaAlO2+3H2↑。镁不与NaOH反应。
兴趣小组设计如图装置进行实验。
(1)检查该装置是否密封的操作是 。
(2)在图示Y型管两侧分别装入足量氢氧化钠溶液与a g铝镁合金粉末(固体M),使两者充分反应的操作是 ;待充分反应后,进入量气管气体的体积为V mL(氢气密度用 0.09 g/L)。若量气管最大量程为100 mL,则固体M中铝的质量不应超过 g。
(3)若a =38 mg,V=30.0 mL,该合金 (填“符合”、“不符合”)国家标准;若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸,则反应停止后量气管内气体体积 (填“>”、“<”、“=”) V mL。
63.某品牌维C泡腾片标签如图1所示。为研究其性质并测定其中NaHCO3含量,设计如下探究过程。
(1)维C泡腾片中属于有机物的有橙味香料、柠檬酸、 。
(2)将维C泡腾片投入水中,观察到有大量气泡产生,主要是因为柠檬酸(H3C6H5O7)和NaHCO3发生反应,请完善该反应:
3NaHCO3+H3C6H5O7= Na3C6H5O7+3 H2O+ 。
(3)为测定NaHCO3含量,设计图2装置,并按下述步骤操作。
实验步骤:称取样品m g装填到胶囊中,在小试管中放入小型磁力搅拌子,再加入足量稀盐酸,再把胶囊放到试管中;在500 mL洗瓶内装入一定量的饱和碳酸氢钠溶液;把小试管小心放入洗瓶(如图2),盖好洗瓶的盖子,放在磁力搅拌器上;胶囊溶解,泡腾片与盐酸作用,反应接近完成,打开搅拌器,直至洗瓶内无液体流出,用量筒接取洗瓶内流出的液体读数为V mL。使用胶囊的目的是 ,搅拌子的作用是 ,饱和碳酸氢钠代替水,可以防止 。已知该温度下CO2密度是ρ g/mL,则维C泡腾片中NaHCO3含量是 。
(4)下列操作可能导致测定结果偏小的是 。
a.小试管中盐酸溢出到洗瓶内 b.实验结束,仰视量筒读数
c.称量m g维C泡腾片时,其他操作均正确,最终天平指针偏左即结束称量
d.维C泡腾片在装填到胶囊中时少量撒出
(5)某同学设计装置(如图3)测定NaHCO3含量。实现样品与稀硫酸反应的操作是 ,
欲测定NaHCO3含量需要的数据组合有 、 。
a.样品质量m g
b.反应前后A装置质量a g、a1 g
c.反应前后B装置质量b g、b1 g
d.反应前后C装置质量c g、c1 g
请选择其中一组数据,表示NaHCO3含量 。指出该装置的一个缺陷是 。
64.下图是“XX牌贴身暖宝宝”使用说明书,小王等同学阅读了使用说明后,对它的成分和发热原理产生了兴趣,和同学们一起进行了实验探究。
(1)【初步探究成分及发热原理】
【提出问题】“暖宝宝”为什么能发热?
【做出猜想】“暖宝宝”发出的热量主要来自铁粉氧化(即生锈)的过程。
【设计实验】
【继续探究】小王和同学们想继续探究“暖宝宝”发热后,剩余物质中是否还含有活性炭,他们取适量A袋内物质于烧杯内,加入过量 ,充分反应后过滤,洗涤、干燥滤渣。
为进一步验证黑色滤渣的成分,小王和小李同学分别设计了甲、乙两个如图所示的装置,点燃滤渣,用澄清石灰水验证产物,你认为 图的装置结论更可靠,理由是 。
同学们分析铁生锈是一个缓慢氧化的过程,从原料角度分析“暖宝宝”放热现象之所以很明显是因为:
①铁呈粉末状,活性炭有吸附性,促使铁能与氧气、水等反应更快;② ;
(2)【测定“暖宝宝”中的含铁量】
取一片包装完好的“暖宝宝”,剪开包装,利用袋内物质立即进行实验。
【实验方法】 取样品m g,利用如图丙所示装置与药品,测反应后生成气体的体积。
【实验步骤】① 连接仪器, ;
② 将实验所用药品装入各仪器中,记录量气管初始刻度;
③ 打开分液漏斗活塞,加入足量稀硫酸至不再有气泡冒出。在实验过程中,若烧瓶和量气管内气体压强过大,可将水准管 (填“上提”或“下移”);
④ 等恢复至室温,并 后,再次记录量气管刻度。
【数据处理】
若实验条件下,氢气的密度为d g/mL,测得氢气体积为v mL。则该“暖宝宝”中铁粉的质量分数的表达式为 。(用含dvm的字母表示)
【交流讨论】利用丙装置,即使操作无失误,测量结果仍会偏大,原因是 ,
小王重新设计了一个如图丁的实验装置,利用该装置实验时,在气密性良好的前提下,如果往锥形瓶中注入的稀硫酸体积为V1 mL,充分反应后,右侧针筒中气体变化的读数为V2 mL,则反应生成的氢气的体积为 mL。
(3)【测定“暖宝宝”中的氧化铁的含量】
小李取了一片外袋已有部分破损的“暖宝宝”,剪开包装,取10g袋内物质立即进行实验。
【查阅资料】① 2Fe(OH)3Δ Fe2O3 + 3H2O ② Fe + 2 FeCl3 = 3 FeCl2
③ 在HCl和FeCl3的混合溶液中Fe先与FeCl3反应
【实验记录】
【实验结论】①写出产生气体的化学方程式
②经该实验测定,该片已有破损的“暖宝宝”中的氧化铁的含量为 。(写出计算过程)
65.锌是人体必需的的微量元素,称“生命元素”。
【锌的广泛应用】
(1)处于生长发育期的儿童、青少年如果缺锌,会导致发育不良,食欲差,反应迟钝。缺乏严重时,将会导致“ 症”和智力发育不良。 补“锌”采用药补与食补并举,经常吃贝壳类海产品、红色肉类等含锌的食物有利补“锌”,这个“锌 ”指 。
A.单质 B.元素 C. 原子 D.分子
(2)实验室用锌与稀硫酸制取氢气,同时得到副产品硫酸锌。反应的化学方程式为 。
【制备七水硫酸锌】
以含锌废渣(主要成分为ZnO,杂质为FeO﹑CuO)为原料制备七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O)的流程如下。
(1)粉碎的目的是 。
(2)若实验室用质量分数为98%,密度为1.84g/ml的浓硫酸配制200g、25%的稀硫酸,需要浓硫酸的体积为 (精确到小数点后一位),配制时,需要的玻璃仪器有量筒﹑玻璃棒、烧杯和 ,
(3)物质X是 ,滤渣中含有的金属单质有 ,
(4)流程中获得七水硫酸锌前省略的操作是 ﹑冷却结晶﹑过滤、洗涤和低温烘干。
(5)某温度下,Fe(OH)3分解得到一种铁﹑氧质量比21:8的氧化物,该氧化物的化学式 。
(6)除铁过程中,温度、pH对除铁效果的影响分别对如图所示。由图可知,除铁时温度应控制在 ℃为宜,pH应控制在 为宜。
【组成测定】在一定条件下,向ZnSO4溶液中加入Na2CO3溶液,充分反应后,经过滤、洗涤、低温干燥得到纯净滤渣aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O。为了确定aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O组成,进行如下实验:
【查阅资料】(假设每步反应、吸收均完全。碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物。)
aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O受热分解生成ZnO、H2O、CO2三种产物,
其中ZnCO3 ZnO+CO2↑;Zn(OH)2ZnO+H2O。
现称取35.9 g aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O在B装置中进行煅烧,将完全煅烧过程中产生的气体依次通过装置C和装置D,它们分别增重7.2 g和4.4 g。
【实验分析及数据处理】
(1)装置A的作用是 。
(2)若没有E装置,测得二氧化碳的质量 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)根据上述数据,化学式a ZnCO3·b Zn(OH)2· c H2O中的a:b:c = 。
【反思与拓展】
滤渣成分因温度等不同导致a、b、c会有差异,假设B化学式为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,向该B中加入稀硫酸,反应的化学方程式为: 。
66.金属镁是一种重要的金属。小明在做镁带燃烧实验时,发现从实验室中取出来的镁条表面呈灰黑色,这灰黑色物质是什么呢?是氧化镁吗?小明想了一下,很快就把它否定了,他的理由是 。小明通过查阅资料灰黑色固体为碱式碳酸镁。
【查阅资料】1.碱式碳酸镁有多种组成。如Mg2(OH)2CO3、Mg4(OH)2(CO3)3、等,可以表示为xMgCO3·yMg(OH)2(x、y都是正整数)。
2.MgCO3Δ__MgO +CO2 ↑ ;Mg(OH)2Δ__MgO +H2O
3.碱式碳酸镁能与盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水。
Ⅰ.确定镁带表面碱式碳酸镁的成分
小明同学为确定镁带表面碱式碳酸镁的组成,设计如图所示的实验:
图中B处为两个单向阀:推注射器时A1关闭,A2处打开;拉注射器时,A1打开进空气,A2关闭。
【实验步骤】
①按图组装好仪器后, ;
②称取灰黑色样品,并将其放入硬质玻璃管中;
③打开弹簧夹,反复推拉注射器;
④称量E、F的质量,E的质量为87.6g,U型管F的质量为74.7g;
⑤关闭弹簧夹,加热D处试管直到反应不再进行;
⑥打开弹簧夹,再次反复缓缓推拉注射器;
⑦再次称量E、F的质量,E的质量为89.4g,U型管F的质量为87.9g。
【问题讨论】
(1)补充好实验步骤 ,E中所装药品是 ;
(2)C、F、G中装有碱石灰(CaO与NaOH的固体混合物),则C的作用是 ,若没有G装置,则测定的x的值会 (填“偏大”、“偏小”、“无影响”);
(3)步骤⑥目的是 ;
(4)根据上述实验数据,推算该碱式碳酸镁的化学式为 。
Ⅱ.测定镁带样品纯度
【问题讨论】
(5)装置B的作用是 ,装置C的作用是 ;
(6)称取1.0g镁带样品与足量浓盐酸充分反应后,收集到的氢气的体积为0.448 L(已知该实验条件下氢气的密度为0.089g/L),计算镁带样品纯度为 ;
(7)有同学认为用这种方法测定的结果一定偏大,原因是 ;
(8)小江同学认为测定产物中CO2的质量(即反应前后装置②的质量差)也可测定样品中单质镁的纯度。但利用上述实验装置测得CO2的质量并计算样品的纯度,结果偏低,你认为原因可能是 。(填序号)
①浓盐酸易挥发,产生的氯化氢气体被装置
②二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置B中冷凝而被吸收
③装置A、B内空气中的二氧化碳被装置B吸收
④实验结束时烧瓶中残留二氧化碳
⑤气体从氢氧化钠溶液中逸出时带走部分水蒸气
67.碱式碳酸镁高温能分解,可用于镁盐制备,制药工业等。其组成一般以xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O表示。
Ⅰ.研究其分解产物
(1)取样高温灼烧,检测到有二氧化碳和水生成,充分反应后,得到白色固体,由此推断生成物中肯定不含金属镁及单质碳,理由是 。
(2)检验生成物中是否含有碳酸镁、氢氧化镁。
(3)用酚酞试液检验是否存在氢氧化镁不能用冷水代替热水是因为 。综合上述实验推断碱式碳酸镁的分解产物为二氧化碳、水和 。
Ⅱ.测定碱式碳酸镁中碳元素的质量分数
按下图一进行实验。
①量气管中装有饱和碳酸氢钠溶液,不能用水代替是因为 ,若用稀盐酸代替稀硫酸,则测出碳元素的质量分数将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②实验中共消耗稀硫酸20mL,根据所测数据求得生成气体的质量为1.32g,则进入量气管的气体体积为 ,碳元素的质量分数为 。(实验条件下CO2密度为1.97g/L)
Ⅲ.确定碱式碳酸镁的组成
设计如上图二装置,并按下述步骤操作。
步骤1:检查装置的气密性,将36.4g样品置于试管中,称量装置B的质量为192g。
步骤2:加热装置A直至样品完全反应。
步骤3:用止水夹夹紧装置A和装置B间胶皮管,停止加热,冷却至室温。
步骤4:称量装置B的质量为199.2g。
(1)装置B中物质为 ,装置C的作用为 。判断样品完全反应的方法:当观察到装置B中 ,则样品已完全反应。
(2)根据上述实验数据求出碱式碳酸镁的化学式,写出计算过程。
Ⅵ.有人说“加热碱式碳酸镁最后阶段固体质量减少是因为生成二氧化碳”是真的吗?
另取一定量碱式碳酸镁样品在空气中加热,测出样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如图所示,请回答下列问题。
①0至t1℃过程中固体质量保持不变的原因是 。
②分析图像数据判定该说法是 (填“真的”或“假的”),判定理由是 。
68.某同学发现某维生素C泡腾片遇水产生大量气泡,对其产生兴趣并进行了一系列研究。已知维生素C泡腾片的配料:维生素C 2%、乳糖、碳酸盐等。
【生成气体成分及原因】
猜想:气泡中含有CO2,依据是 。
猜想产生气体的原因:该泡腾片中含有酸性物质与碳酸盐反应。
进行实验:将维生素C泡腾片溶解于一定量水,用 测量反应后的溶液酸碱度为3,说明该维生素C泡腾片含有酸性物质。
上述实验中固态酸性物质与碳酸盐反应时,水的作用是溶解固态酸性物质形成酸溶液,使之与碳酸盐反应.因此,储存该维生素C泡腾片应注意 。
【探究二氧化碳源】
猜想:该维生素C泡腾片含有质量分数为20%的二氧化碳源(钠盐),有关资料记载二氧化碳可能是①NaHCO3② ③NaHCO3和Na2CO3的混合物。
实验:利用图2装置(夹持仪器略)进行探究,图2中装稀硫酸的仪器名称是 .主要实验步骤有:①检查装置气密性;②称取4.20g泡腾片粉末装入烧瓶中,松开弹簧夹K,通入一段时间空气;③称量装置D为200.00g,夹上弹簧夹K,滴加稀硫酸;④松开弹簧夹K,再通入一段时间空气;⑤称量装置D质量为200.44g。反应开始前通入空气的目的是 。步骤④的作用是 。
数据处理:通过计算判断出以上猜想 (填序号)成立。
反思交流:
(1)E装置的作用是 。
(2)有同学提出,将D装置替换成与E相同的装置更加合理,原因是 。
(3)如果没有C装置,对该实验有没有影响 。
69.在一次化学实验中,同学们将饱和硫酸铜溶液逐滴加到5mL饱和氢氧化钠溶液中,观察到以下异常实验现象:
在实验①中同学们根据所学初中化学知识判断蓝色沉淀是氢氧化铜,请你写出生成蓝色沉淀的化学方程式 。
实验①中蓝色沉淀为什么消失?同学们继续进行如下探究。
【查阅资料】
I.氢氧化铜在室温下温度,70℃—80℃时可脱水分解生成氧化铜
II.铜酸钠[Na2Cu(OH)4]溶于水,溶液呈亮蓝色。
【猜想与讨论】
小陶认为蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜发生了分解。其他同学一致否定了他的猜测,理由是 。
同学们交流讨论后,提出以下两种猜想。
猜想一:少许氢氧化铜可溶于足量水中。
猜想二:氢氧化铜可在足量氢氧化钠浓溶液中溶解,溶液呈亮蓝色。
【实验探究】
为验证猜想,同学们用氢氧化铜粉末(其它试剂可任选)设计如下实验。请你填写表中的空格。
【结论与反思】
(1)根据实验,并进一步查阅资料知道,氢氧化铜在氢氧化钠溶液中溶解生成Na2Cu(OH)4,反应的化学方程式是 。
(2)根据实验可知饱和硫酸铜溶液与饱和氢氧化钠溶液的反应是放热反应,依据的实验现象是 。
70.某兴趣小组为了探究铁粉与水蒸气反应的产物,做了下面实验。
资料:在不同温度下,铁粉与水蒸气反应的产物不同。
Fe +H2O<570℃FeO+H2 3Fe +4H2O>570℃Fe3O4+4H2
实验一:某兴趣小组用下图所示装置,使铁粉与过量水蒸气充分反应并检验固体产物的组成。
铁粉与水蒸气的反应装置
(1)实验过程中,应先点燃 (选填“酒精灯”或“酒精喷灯”);目的是 ,装置中石棉绒的作用是 。
(2)若在实验中的某段时间内生成H20.04g,则这段时间内参加反应的铁粉质量至少是 g。
(3)实验二:铁粉完全反应后,兴趣小组对硬质玻璃管中生成的FeO和Fe3O4的质量进行测定,实验流程如下图。
实验前如何检查装置A的气密性关闭止水夹K,从长颈漏斗向试管内加水,至长颈漏斗中管内的 液面高于管外液面,静置一段时间,若液面高度差 ,则气密性良好。
(4)装置A中发生的反应方程式 。
(5)为了安全,在点燃酒精灯之前,在F装置出口b处必须 。
(6)装置C中所放试剂为 ,则装置B的作用是 。
(7)干燥管E右边又连接干燥管F的目的是 。
若无干燥管F,测得Fe3O4的质量将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(8)若FeO和Fe3O4混合物的质量为15.2g,反应完全后干燥管E的质量增加了4.5g,则完全反应后D装置中固体的质量为 g;混合物中Fe3O4的质量为 g。
71.碱式碳酸镁密度小,是橡胶制品的优良填料。其组成一般以xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O表示。
【探究一】碱式碳酸镁的制备
碱式碳酸镁可用复盐MgCO3·(NH4)2CO3·H2O作原料制备。取一定量的该复盐放入三颈烧瓶中,并将三颈烧瓶放在恒温水浴锅中加热(如图所示),按一定的液固比加入蒸馏水,开启搅拌器同时加入预定的氨水,待温度到达 40℃时开始分解,此时滴加卤水(氯化镁溶液)并继续滴入氨水,保持10分钟,一段时间后过滤洗涤,滤出的固体在120 ℃干燥得到碱式碳酸镁产品。
回答下列问题:
(1)①搅拌的目的是 ;
②选择水浴加热方式,其优点是 。
(2)所得碱式碳酸镁产品中常检出有少量Cl-,其原因是混有 (填化学式)。
(3)设计实验检验碱式碳酸镁中含有Cl-
【探究二】定量测定碱式碳酸镁的组成
已知:碱式碳酸镁分解反应方程式为:xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O=(x+y)MgO+xCO2↑+(y+z)H2O
探究小组利用下图测定xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O组成。
实验步骤:
步骤1:检查装置的气密性,将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中。
步骤2:打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭,称量相关装置的质量。
步骤3:加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4: (请补充该步操作内容)。
步骤5:称量相关装置的质量。
某同学在实验过程中采集了如下数据:
A.反应前玻璃管的质量100.0 g
B.反应后玻璃管与残留固体总质量120.0 g
C.装置C实验后增重9.0 g
D.装置D实验后增重17.6 g
回答下列问题:
(1)检查整套实验装置气密性的方法如下:将装置A的左端、装置E的右端分别接上导管,放入盛有水的烧杯中, ,对装置B用酒精灯微热,观察,若 ,则气密性良好;
(2)如果没有装置A,则测定得到的z值 (填“偏大”、“偏小”、“无影响”),
装置C中的酸为 (写名称);
(3)根据实验测定的数据,求出碱式碳酸铜(xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O)中x∶y∶z= 。
【交流反思】
(4)如果不称量装置C实验前后的增重,要根据实验数据,求出x∶y∶z的值,还可测量的实验数据是 。
72.碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的盐,通过实验验证、探究它们的化学性质.
【查阅资料】
①Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
②2NaHCO3Δ Na2CO3+CO2↑+H2O
③Ca(HCO3)2 易溶于水.
④CaCl2 溶液分别与 NaHCO3、Na2CO3 溶液等体积混合现象(表中的百分数为溶液中溶质的质量分数):
【进行实验】
【解释与结论】
(1)实验1中,NaHCO3与盐酸反应的化学方程式为 .
(2)实验2中,试剂a为 .
(3)实验3中,NaHCO3 与 CaCl2 反应的化学方程式为:2NaHCO3+CaCl2═ + + +H2O
【反思与评价】
(1)实验 2 中,加热 NaHCO3后,试管Ⅰ中残留固体成分可能为 (写出所有可能).
(2)资料④中,NaHCO3溶液与 CaCl2 溶液混合的现象中,有些只观察到浑浊、未观察到气泡,原因可能是 .
(3)用2种不同的方法鉴别Na2CO3和NaHCO3 固体,实验方案分别为:
① .
② .
73.数字传感器的诞生,极大地方便了化学实验研究,现用下图装置,进行一系列实验探究。
【设计实验】
实验一:检查装置的气密性
(1)传感器I、II分别是温度传感器和压强传感器。用注射器吸取20ml水,将水全部推入三颈烧瓶并压住活塞,若 则装置气密性良好。
实验二:探究CO2与NaOH溶液能否发生反应
传感器I、II分别是pH传感器和压强传感器。三颈烧瓶中充满CO2气体,注射器中装少量pH为13.8的NaOH溶液,将溶液全部推入三颈烧瓶并压住活塞,实验结果:A.压强数值先变大后变小;B.溶液pH值持续变小,最终定格在8.3。
(2)能确定CO2气体和NaOH溶液发生了化学反应的实验结果为 (用序号A、B选填)。
(3)此NaOH溶液若全部生成Na2CO3溶液pH应该为11.5左右。由此可知,本实验中Na2CO3又反应生成了NaHCO3,生成NaHCO3的化学方程式为 。
【拓展延伸】装置如图1、图2,甲瓶中充满二氧化碳,乙中是水,实验前K关闭。
(4)图1装置甲中仪器a的名称 。
(5)将装置甲中胶头滴管中的浓NaOH溶液挤入瓶中,振荡;打开装置甲中K,观察到乙中的现象是 ,原因是 。接着将装置甲仪器a中的稀盐酸注入甲中,先无气泡后产生气泡,观察到乙中的现象是 。
(6)为了充分证明二氧化碳与氢氧化钠能发生反应,某同学设计了图2所示的实验方案,则装置丁中X试剂含有的溶质为 和 (填化学式),装置丙的作用是 。
实验三:探究稀盐酸与NaOH溶液的中和反应
传感器I、II分别是pH传感器和温度传感器。三颈烧瓶装溶液X,注射器装溶液Y,将溶液Y缓缓推入三颈烧瓶并压住活塞,以推入溶液Y的体积为横坐标,绘制了图3、图4。
(7)溶液Y是 溶液,恰好完全反应时消耗Y溶液 ml。
(8)b点到c点,溶液温度降低的原因是 。
实验四:定量探究影响铁锈蚀的因素
已知:碳粉可加快铁锈蚀,碳粉不与盐酸反应。
传感器I、II分别是温度传感器和压强传感器,将5g某型号铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,t1时刻加入2ml饱和NaCl溶液后,再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上(此时没有推动注射器活塞),采集数据。
(9)据图5,说明铁生锈是 (填“放热”或“吸热”),t2~t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低,原因是 。
(10)据图6分析t3时刻后压强突然变大,原因是 。
【拓展延伸】:测定部分生锈的铁粉中铁的含量
(11)连接如图7装置。取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)0.6g于锥形瓶中,加入足量稀盐酸进行实验。完全反应后,立即读出生成气体体积为0.2L,已知该条件下氢气密度为0.09g/L,根据以上数据,请列式计算该固体中铁的质量分数。
【反思评价】
(12)学习小组有同学提出:用这种方法测得的气体体积不够准确,可能会会导致测定的铁的质量分数变大,可能的原因是 (填序号)。
A.装置的气密性不好
B.铁与盐酸反应放热
C.生成的气体会部分滞留在锥形瓶中
D.没有扣掉加入的盐酸的体积
74.化学兴趣小组对CO2与NaOH溶液反应的发生进行了探究。
(1)从压强变化的角度探究。
①利用图1装置进行实验,先挤压胶头滴管,再打开止水夹,观察到烧瓶内形成红色“喷泉”,原因是:烧瓶内压强 (填“大于”或“小于”)外界大气压。
②利用图2装置进行实验,分别将等体积的NaOH溶液和水同时注入盛有等体积CO2的玻璃容器中。证明CO2与NaOH溶液发生反应的实验现象是 。
③写出CO2与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
(2)利用“数字化实验”探究。
①石灰石和稀盐酸反应的化学方程式为: ,检验CO2的方法是 。
②实验测得烧杯中溶液的pH随时间的变化关系如图4所示,可推知反应过程中浓度不断减小的离子是 (填离子符号)。
(3)氯碱工业生产的烧碱样品中常含有Na2CO3和NaCl等杂质。为测定烧碱样品中Na2CO3的质量分数,称取20g烧碱样品,加足量水溶解,再加入足量的BaCl2溶液,充分反应后,过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,得到0.197g碳酸钡(BaCO3)固体。
①检验烧碱样品中是否含有Na2CO3,可选择的试剂是 (填序号)。
A.稀盐酸 B.澄清石灰水 C.酚酞
②计算烧碱样品中Na2CO3的质量分数 (写出计算过程)。
六、计算题
75.现有一种Na2CO3和NaHCO3的混合物,某同学为测定其含量,取一定量的该样品溶于水,逐滴加入稀盐酸并不断振荡,首先发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,然后才发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O。
已知:该温度下CO2密度为1.98g/L,实验测得产生的CO2的与加入稀盐酸的数据如图。
(1)当加入 g盐酸时,才开始产生CO2;图中V= mL。
(2)请计算:①所加入盐酸中HCl的质量分数为多少?
②原样品中Na2CO3和NaHCO3的质量各是 ?(百分数精确到0.1%,质量精确到0.01g)
76.有一份铜锌合金粉末样品(设只含铜、锌),为认识其组成等,某学习小组进行了以下探究,请参与并完成有关计算:
(1)取样品20g,和足量稀硫酸充分混合,待反应完全后过滤,将滤渣洗涤,干燥后称得其质量为13.5g。该样品中铜的质量分数为______。
(2)再取三份不同质量的样品,分别加入到三份100g相同浓度的硫酸溶液中,充分反应后,测得的数据如下表:
试计算所用硫酸溶液的溶质质量分数(写出计算过程,结果精确到0.01%)。_______
七、综合应用题
77.碳酸锂(Li2CO3)是制备锂电池的重要原料,工业上可通过以下两种途径制备。
方案一:以锂辉石精矿(主要成分为Li2O,其余成分不溶于水,也不参与反应)为原料制取碳酸锂粗产品,其主要工艺流程如图所示:
查阅资料:①碳酸锂的溶解度与温度的关系见下表:
②碳酸锂与碳酸钙类似,能与酸发生复分解反应。
(1)在投入酸浸槽前,锂辉石精矿需进行粉碎研磨的预处理,其目的是 。
(2)酸浸槽中发生的反应的化学方程式为 。
(3)沉锂池中分离Li2CO3的操作名称是 。
(4)洗涤时使用热水的原因是 。
(5)验证Li2CO3洗涤干净的操作是,取最后一次洗涤液,向其中加入 溶液,无明显现象,则Li2CO3洗涤干净。
方案二:利用废旧磷酸铁锂电池采用“过氧化氢+硫酸”浸出体系,在外加电场作用下使锂离子脱出,选择性回收锂。浸出液经过除杂后再加入过量的碳酸钠溶液可获得粗碳酸锂。
(6)浸出过程保持更高的氧化还原电位,可以更好地促进锂的浸出,抑制铁的溶解,从而更好地实现了锂的选择性浸出。综合图2、图3,该过程选择最适宜的pH范围是_____(填字母)。
A.2.5-3.0B.3.0-4.0C.5.0-6.0
(7)方案二利用废旧磷酸铁锂电池制备粗碳酸锂,其显著的优点是 。(答一点)
测定碳酸锂粗产品的纯度
为测定碳酸锂粗产品纯度(杂质不溶于水,也不参与反应),设计如下实验装置。
【查阅资料】碱石灰主要成分是氧化钙和氢氧化钠固体,能吸收水和二氧化碳。
【操作步骤】
①连接好装置,检查装置的气密性。
②在C中加入8g碳酸锂粗产品。打开弹簧夹K1,在A处缓缓通入一段时间的空气。
③称量E的质量为342.5g。
④关闭弹簧夹K1,慢慢滴加稀硫酸至过量,直至C中 。
⑤再次称量E的质量为346.9g,试回答下列问题:
(8)请将步骤④补充完整 。
(9)B装置的作用是 。
(10)下列各项措施中,能提高测定准确度的是_____(填字母)。
A.缓慢滴加稀硫酸
B.在B.C之间增加装有浓硫酸的洗气瓶
C.将D、E装置调换顺序
D.去除F装置
E.在步骤⑤之前,再次打开弹簧夹K1,在A处缓缓通入一段时间的空气
(11)根据实验数据,计算碳酸锂粗产品的纯度。 (写出计算过程)
78.铜及其化合物在生产、生活中都有广泛的应用。
I.铜的性质及其应用
圆明园十二生肖兽首中的兔首为青铜器(铜、锡合金),兔首表面呈有绿色斑点,这是因为铜器长期暴露在空气中生了铜绿(主要成分为碱式碳酸铜,化学式为Cu2(OH)2CO3)。
(1)为了弄清铜绿的组成和铜生成铜绿的条件,某化学兴趣小组进行了如下探究:
探究铜生锈的条件。
①依据铜绿组成和查阅资料判断,铜绿可能是铜与氧气及 共同作用而形成的。
②借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验,小泽设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验,实验如图所示(所用铜片洁净、光亮);实验较长时间后,发现 试管中铜片最先生锈(填试管字母编号)。
③小俊认为小泽设计的实验还不够完善,要得出正确的结论,还要补充一个实验。你认为小俊要补充的一个实验是 。
④小泮发现从不同地点收集到的两个铜器(一个材质是纯铜,一个材质是青铜)中,纯铜器的铜绿比青铜器的少,他据此分析认为青铜比纯铜易锈蚀。小泮的分析是 (填“全面”或“不全面”)。
Ⅱ.铜的制备研究
黄铜矿(主要成分是CuFeS2)是重要的含铜矿物,常用于冶炼金属铜。
(2)黄铜矿在潮湿的空气中一段时间会发生如图所示的变化。
写出黄铜矿在潮湿的空气中发生反应的化学方程式: 。
(3)用黄铜矿常温细菌冶铜和高温火法炼铜的流程如下图所示
细菌冶铜时,当黄铜矿中伴有黄铁矿可明显提高Cu2+的浸出速率,其原理如右图所示:
①冶炼过程中,FeS2周边溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②火法炼铜时,由CuS2制得铜的原理是3Cu2S+3O2高温6Cu+3SO2 。
两种炼铜方案中,“细菌冶铜”相比“火法炼铜”的优点是 (答一点即可)。
III.铜的化合物的制备研究
(4)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要的硫酸盐,在生产工业中应用广泛。以下是一种实验室制备胆矾的流程。
已知:“酸浸”时X是稀硫酸和稀硝酸的混合酸,发生的反应为3Cu+3H2SO4+2HNO3=3CuSO4+4H2O+2NO↑ 。
①“结晶”时的操作为 、冷却结晶。
②实验室可采用沉淀法测定所得胆矾晶体中CuSO4·5H2O的含量,经加水充分溶解,加入足量BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥、称量,最后得到沉淀23.3g。在过滤前,需要检验SO42-是否沉淀完全,检验方法是:静置后,向上层清液中 ,该实验流程获得胆矾的产率为 。(写出计算过程)
79.铁及其化合物在生活、生产中应用广泛。
(一)铁的相关知识
(1)生铁的含碳量比钢 (填“高”或“低”);
(2)由生铁制成的铁锅初次使用前,需“烤蓝”处理,即高温烈焰使其表面形成致密的Fe3O4膜,该层膜隔绝了铁与空气中的 接触,以防生锈;
(3)用铁锅烹煮食物,说明铁具有 性;
(4)工业上,常用稀HCl去除铁锈,其反应的化学方程式是 。
(二)氯化铁晶体(FeCl3﹒6H2O)的制备
以工业烧渣(含Fe2O3、FeO及少量二氧化硅)为原料生产氯化铁晶体的流程如下:
资料:二氧化硅难溶于水,不与盐酸反应。
(5)酸浸时,HCl过量的原因是 。下列操作能提高酸浸速率的是 。
a.将烧渣粉碎 b.适当提高盐酸浓度 c.反应过程中搅拌
(6)X的化学式是 。
(7)FeC13溶液中含有盐酸,但不会影响氯化铁晶体纯度,其理由是 。
(8)蒸发浓缩后,“一系列操作”含…、过滤、洗涤、晾干等,其中省略的操作名称为 。
(三)红褐色固体的热重分析
某同学蒸发氧化铁溶液获得了红褐色固体,经查阅资料获知,该固体是氢氧化铁和碱式氯化铁晶体【Fe2(OH)2Cl4﹒xH2O】的混合物。兴趣小组称取红褐色固体7.18g,在科研人员的指导下用下图装置进行热分解实验。
【资料】
①碱式氯化铁晶体在200℃完全分解为Fe2O3、H2O、HCl;
②220℃时,Fe(OH)3开始分解,500℃时完全分解为Fe2O3;
③无水CaC12作为干燥剂,不吸收HCl;
④碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的固体混合物。
(9)装配好实验装置后,要先 。
(10)加热前后均需通入N2,加热后通N2的目的是 。
(11)D中碱石灰的作用是 。
(12)控制不同的温度对装置A中固体样品加热,测得装置B、C中的质量变化如下表:则x= 。加热玻璃管至500℃时,测得玻璃管内剩余固体的质量为3.20 g。则样品中铁元素的质量为 g。(两空均需写出计算过程)
80.金属材料及金属的化合物在生产、生活中有着广泛的应用前景。
(一)铜的获得和应用
(1)西汉时期《淮南万毕术》中有“曾青得铁则化为铜”的记载,其中蕴含化学反应方程式是 。
(2)我国古代制黄铜的原理如图。
①黄铜的硬度比铜和锌都 (选填“大”或“小”)。
(3)铜可用作制导线,主要利用了铜的 性。
(4)CuSO4可配制波尔多液等。向铜粉中加入稀H2SO4,通入O2并加热可得到CuSO4溶液,反应的化学方程式为 。
(二)废铁的再利用
黄钠铁矾[NaFex(SO4)y(OH)z]是一种高效净水剂。用废铁屑(主要成分为Fe,含少量Fe2O3和FeCO3)制备黄钠铁矾的主要流程如下:
(5)将废铁屑研磨成粉末的目的是 。
(6)“酸溶”时H2SO4与Fe、Fe2O3反应外,还发生反应的化学方程式有 和Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。
(7)“转化1”发生反应的温度不宜过高的原因是 。
(三)黄钠铁矾组成确定
称取9.70g黄钠铁矾,用下图装置进行热分解实验。
【资料】①黄钠铁矾在T1℃分解生成H2O,提高温度至T2℃继续分解生成SO3气体,并生成Fe2O3和Na2SO4。
②浓硫酸可用于吸收SO3。
(8)装配好实验装置后,先要 。
(9)分别控制温度在T1℃、T2℃对A中固体加热。
①控制温度在T1℃加热,实验后测得B装置质量增加1.08 g。
②用D装置替换B装置,控制温度在T2℃,加热至反应完全。
③T1℃时,加热后通入一段时间N2,目的是 。
(10)反应完全后,将A装置中固体溶于足量的水,过滤、洗涤、烘干得4.80 gFe2O3,将滤液蒸干得1.42gNa2SO4。
【结论】实验后D装置质量增加 g,NaFex(SO4)y(OH)z中,x:y:z= 。
【反思】若该实验过程中缺少C装置,则x:z的值 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
81.硫酸亚铁铵晶体俗名为摩尔盐,化学式为xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O,在制药、电镀方面有广泛的应用。
资料: ①硫酸亚铁铵晶体易溶于水,不溶于乙醇;
②相关物质的溶解度(单位:g)如下表:
③硫酸亚铁铵晶体受热时,在200℃以下只有结晶水失去。
【探究一】:制备硫酸亚铁铵晶体
某兴趣小组的学生用含有少量铜的废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体,流程如下:
(1)操作①中发生反应的化学方程式为 ;
(2)操作①中过滤时,要趁热进行的原因是 ,过滤后得到的固体中一定含有的物质是 ;
(3)操作②的目的是得到硫酸亚铁铵晶体。操作顺序是b→ → →d;
a.过滤 b.加热浓缩 c.冷却结晶 d.洗涤干燥
(4)操作②中使用乙醇洗涤。这样做的优点是______;
A.避免用水洗涤所造成的晶体损耗
B.酒精易挥发,可低温晾干晶体
【探究二】:探究硫酸亚铁铵的组成
【实验步骤】:取2份等质量的硫酸亚铁铵晶体,分别进行实验。向一份中加入过量的NaOH溶液,充分反应后得到0.68gNH3;向另一份中加入过量的BaCl2溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥得到9.32g沉淀。
回答下列问题:
(5)实验中生成的NH3能使湿润的 变蓝;写出(NH4)2SO4与NaOH反应的化学方程式 ,属于 反应;
(6)实验中加入过量BaCl2溶液的目的 ;
(7)取最后一次洗涤液,加入Na2SO4溶液, ,则说明沉淀已经洗涤干净;
(8)为进一步确定硫酸亚铁铵晶体的组成,另取7.84g硫酸亚铁铵晶体,并加热使其分解,剩余固体质量与温度的关系如图所示。则:
根据实验及图示数据,硫酸亚铁铵晶体中,x:y:z= ;
(9)写出A点到B点发生反应的化学方程式 。
82.我国化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”联合工业生产纯碱和氮肥,工艺流程图如图。
(1)精盐的获得。
食盐是海水通过淡化处理后被使用。常用的海水淡化方法有蒸馏法和反渗透法等。
利用太阳能蒸馏淡化海水是一种节能的方法,其原理如图所示。
蒸馏法过程为:海水→a水蒸气→b淡水。
①从能量角度看,a过程需要 (填“吸收”或“放出”)热量:
②从微观角度看,b过程中发生的改变是 (具体描述)。
(2)纯碱的获得
①使用原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了 (填“循环Ⅰ”或“循环Ⅱ”),流程中物质X为 (填化学式)。
②在实验过程中,需要控制装置的温度在30℃~35℃,宜采取的方法是 。其温度不能过高也不能过低原因是: 。
(3)某校化学兴趣小组的同学根据Na2CO3和NaHCO3的性质进行了一系列探究。
【查阅资料】
①溶解度比较:
②已知碳酸氢钠在270℃左右就能分解而碳酸钠受热不分解。
③常温下,浓度相同的Na2CO3溶液比NaHCO3溶液的碱性强。
【探究一】NaHCO3和Na2CO3性质差异的探究。
①验证水溶液的酸碱性的差异:分别测两种物质等浓度溶液的pH,测定结果:NaHCO3溶液的pH (填“>”或“<”)Na2CO3溶液。
②利用溶解度的差异鉴别NaHCO3和Na2CO3:小方同学分别取xg两种固体粉末加入20℃10g水中充分溶解,通过观察现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠,x可能是 。
A.2 B.0.96 C.0.5 D.3
【探究二】测定某NaHCO3和Na2CO3混合物中NaHCO3的质量分数利用如图装置进行实验,装置B中放有样品(整套装置气密性良好,各装置中气体吸收剂足量)。
【实验步骤】
①检查装置的气密性;②称取样品10g,加到装置B中;③称量装置B、D的质量(含药品);④连接装置;⑤加热;⑥停止加热继续通入空气;⑦再次称量装置B、D的质量(含药品)。
【数据记录】
【问题讨论】
①B装置中盛样品的仪器名称是 。
②写出装置A中可能发生复分解反应的的化学方程式: 。
【数据分析】③选择合适的数据进行计算NaHCO3和Na2CO3混合物中NaHCO3的质量分数是 ?
【拓展应用】④固体Na2CO3中混有少量NaHCO3,可通过 的方法除去。
83.金属及其化合物的应用及制备。
(一)铁、铜的广泛应用
(1)航母用钢要具有低磁性。下列具有磁性的是______(填序号)。
A.FeOB.Fe3O4C.Fe2O3
(2)“航母”螺旋桨可由特制的铜合金制造。铜合金比铜的硬度 (填“大”或“小”)。铜比铁在海水中耐腐蚀的原因是 。
(3)生铁炼钢时,硅(Si)与氧化亚铁在高温条件下转化为二氧化硅和铁,该反应的化学方程式为 。
(二)硫酸铜的制备
下图为某兴趣小组用含杂质的铜粉制取硫酸铜晶体[CuSO4·5H2O]的两种实验方案。
(4)制备中需过滤得到硫酸铜晶体。过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(5)灼烧杂铜除去其中的杂质,产生CO2和少量CO。灼烧后的产物为CuO及少量Cu。产物中含有Cu的可能原因是______(填序号)。
A.灼烧过程中,部分氧化铜与一氧化碳反应
B.灼烧不充分,铜未被完全氧化
C.该条件下铜无法被氧气氧化
(6)方案Ⅰ通入氧气,少量Cu转化为CuSO4。该反应的化学方程式为 。
(7)方案Ⅱ中加入浓硫酸发生的反应有Cu+2H2SO4(浓)加热CuSO4+SO2↑+2H2O。方案Ⅰ优于方案Ⅱ的理由是 。
(三)波尔多液的制备及组成测定
波尔多液是常见的杀菌剂,为天蓝色碱性悬浊液,可以硫酸铜、生石灰及水为原料制得。为测定从波尔多液中分离出的天蓝色固体[CuSO4·aCu(OH)2·bCa(OH)2·cH2O]的组成,设计如下实验:
【实验Ⅰ】称取64.4g天蓝色固体,加入足量稀HNO3使其完全溶解,再加入过量Ba(NO3)2溶液,过滤,洗涤干燥得白色固体23.3g。
(8)判断Ba(NO3)2溶液已过量的方法是:静置,向上层清液中滴加 溶液,无现象。
【实验Ⅱ】另取64.4g天蓝色固体,用下图装置进行热分解实验:
【资料】①CuSO4、Cu(OH)2、Ca(OH)2在一定温度下能受热分解,分别生成两种氧化物,分解过程中各元素的化合价均不改变。
②天蓝色固体在110℃时,完全失去结晶水。
③Cu(OH)2在100℃时分解完全。CuSO4和Ca(OH)2在580℃左右时开始分解,到650℃时均能分解完全。
④浓硫酸可用于吸收SO3。
(9)按图连接好装置,实验前要先 。
(10)控制温度在110℃充分加热,测得B装置增重10.8g。再升温至650℃充分加热,B装置又增重了15.2 g。最终剩余固体中的成分是 。
(11)整个加热过程中,天蓝色固体分解生成水的总质量为 g。
(12)天蓝色固体CuSO4·aCu(OH)2·bCa(OH)2·cH2O中,a∶b∶c= 。
84.呼吸自救器是人在缺氧环境或高浓度有害气体中使用的防护装置(图1),其供氧装置由“初期生氧器”和“生氧罐”组成。
Ⅰ、探究“初期生氧器”
【资料】①“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等成分。
②Fe3O4能与硫酸反应Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
(1)“初期生氧器”主要依靠氯酸钾和二氧化锰制氧,其化学反应方程式
(2)小组成员对于铁粉的作用展开了研究。
(3)“初期生氧器”中铁粉与氧气反应 (填“吸热”或“放热”),从而使氯酸钾的分解反应持续进行。
Ⅱ、探究“生氧罐”
【资料】①“生氧罐”内部装有颗粒状超氧化钾作为制氧剂,制氧方程为:
4KO2+2H2O=4KOH+3O2↑;4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。
②超氧化钾能与硫酸反应:4KO2+2H2SO4=2K2SO4+3O2↑+2H2O。
同学们对KO2是否变质展开了研究,取出久置的“生氧罐”内固体,称得样品质量为69.3g,进行如图2所示实验,待实验结束测得C装置增重2.2g,E装置内固体变黑且增重19.2g
(4)反应开始前通入N2的目的是 。
(5)E装置中发生反应的方程式为 。
(6)超氧化钾 (选填“未”“部分”或“全部”)变质。
(7)样品中未变质的KO2质量为 克。(写出计算过程)
(8)生产该“生氧罐”时加入的KO2质量为 克。
85.在生活生产中,含锰物质的应用较为广泛。
(一)含锰物质的有关知识
(1)植物生长需微量的锰,这里的锰是指 (选填序号)。
a 原子 b 单质 c 元素
(2)实验室用双氧水制氧气,须在其中加MnO2,其作用是 。
(3)普通锌-锰干电池是由锌筒、电解质层、炭包、炭棒、铜帽、封口剂、电池盖和商标、热塑套(或铁皮)等组成。以上叙述中不涉及到 (选填序号)。
A 金属材料 B 无机材料 C 合成材料 D 复合材料
(二)制取硫酸锰铵晶体
软锰矿主要成分为MnO2(含少量Fe2O3、SiO2等),可用于制备硫酸锰铵晶体。
(1)取经粉碎软锰矿先后加硫酸、草酸溶液,得MnSO4、Fe2(SO4)3混合溶液,加适量MnCO3消耗多余硫酸并将Fe2(SO4)3转化为沉淀,再趁热过滤得MnSO4溶液。
①将软锰矿粉碎的目的是 。
②MnCO3和硫酸发生复分解反应的化学方程式为 。
(2)用以上热MnSO4溶液和过量(NH4)2SO4并采用冰水浴制硫酸锰铵晶体,反应装置如图。
①下列说法正确的是 (选填序号)。
a 用过量(NH4)2SO4能提高晶体产率
b 采用冰水浴可加速晶体形成
②从制备装置中分离出的晶体须经洗涤、滤纸吸干。选用酒精洗涤晶体,其优点是 。
(三)硫酸锰铵晶体的热分解实验
取12.27g硫酸锰铵晶体[(NH4)2SO4·MnSO4·7H2O],用下图装置进行热分解实验。
【查阅资料】371℃时,(NH4)2SO4·MnSO4·7H2O(相对分子质量409)完全失去结晶水。剩余物质在850℃完全分解为锰的某氧化物、NH3、H2O、SO2、SO3。
(1)装配好实验装置后,先要 。
(2)加热前后及过程中均通入N2,停止加热后继续通N2的目的是防止倒吸和 。控制不同的温度对A中固体加热,测得装置B和C中的质量变化如下表、剩余固体质量随温度的变化如下图所示。
①图中m1的值为 ,m2的值为 。
②F点对应固体的化学式为 。
③将图中H点固体在空气中充分加热,进一步氧化,发现固体增加0.32g后质量不再改变,写出此过程中发生反应的化学方程式 。
86.氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3和不与酸反应的不溶性杂质)为原料制备高纯氧化镁的实验流程图如下。
(1)酸溶时,需将菱镁矿磨成粉末状,目的是 。MgCO3与稀硫酸反应的方程式为 。
(2)氧化时,反应的方程式为2FeSO4+H2O2+ =Fe2(SO4)3+2H2O,KMnO4溶液也能将Fe2+氧化成Fe3+,并生成可溶性的锰盐,选择H2O2的优点是 。
(3)沉淀时,需严格控制NH3•H2O的用量,其目的是使Fe3+完全沉淀, (填离子符号)不沉淀。
(4)过滤2中,所需的仪器有铁架台、玻璃棒以及 (填图1中字母序号),所得滤液的溶质主要有 (填化学式)。
(5)流程中“一系列操作”主要过程为:蒸发浓缩, ,过滤、洗涤、干燥等。
(6)煅烧过程中发生的主反应是2MgSO4+C高温2MgO+2SO2↑+CO2↑,副反应是MgSO4+C高温MgO+SO2↑+CO↑,MgSO4+3C高温MgO+S↑+3CO↑,且硫酸镁与炭的配比对硫酸镁转化率的影响如图2。
①硫酸镁转化率最高时m(MgSO4)∶m(C)= 。
②依据图2回答,当配炭比12∶1时,硫酸镁转化率低的原因是 。
③煅烧后还得到硫磺固体,将其隔绝空气加热至500℃,就会变成蒸气,其中有一种相对分子质量为128的气体。该气体的化学式为 。
(7)欲通过该方法生产MgO 8.0 t,至少需要含MgCO3 84%的菱镁矿 t。(写出计算过程)
87.过氧化钙(CaO2)为白色粉末,是一种用途广泛的优良供氧剂。工业上可用碳酸钙作原料制备过氧化钙,某校活动小组同学模拟工业制备过氧化钙样品并测定其纯度。
[实验一]提纯碳酸钙
已知:“转化”步骤中的反应方程式为:CaCl2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl
(1)酸溶过程中发生反应的化学方程式是 。
(2)该流程中可循环利用的物质为 。
[实验二]过氧化钙的制备:
已知:① CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl
② CaO2•8H2O 在 0℃时稳定,加热至 130℃会完全脱水变为 CaO2.
③ CaO2在 350℃开始时分解,生成氧化钙及氧气。完全分解的温度为 425℃。
(3)沉淀流程中为控制温度为 0℃左右,在实验室宜采取的方法为 。
(4)操作 A 在实验室常用的步骤有 、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,此操作中洗涤晶体时不可选用的洗涤剂为 (填字母)。
A 冰水 B 40℃热水 C饱和NH4Cl溶液
(5)最后烘干得到过氧化钙时,适宜的温度范围为 。
[实验三]过氧化钙含量的测定
已知:① 过氧化钙在湿空气、遇水反应缓慢地释放出氧气。
② 过氧化钙易和酸反应生成 H2O2,CaO2+2HCl=CaCl2+H2O2(放热)
③ 过氧化钙样品中其他杂质不与盐酸反应生成气体.该小组取样品 1.5g,设计下列装置,通过测 O2体积,计算样品中 CaO2的质量分数。
(6)实验中 MnO2的作用是 。
(7)相同条件下, 能使测定结果更准确(填“装置 A”或“装置 B”)。实验步骤如下:
a连接装置并 ;
b称量样品的质量 1.5g;
c装药品,调节量气装置两边液面相平,读取量气管刻度为 10mL;
d向广口瓶内加入稀盐酸,充分反应;
e ;
f再次调节量气装置两边液面相平,读取量气管刻度为 234mL。
(8)请将上述实验步骤 a、e 补充完整;
(9)若标准状况下,每 32g 氧气的体积为 22.4L。根据实验数据计算样品中 CaO2的质量分 数 ; (写出计算过程。结果保留到 0.1%)
反思:若其他操作均正确,仅因下列因素可使测定结果偏小的是 (填字母);
A 广口瓶中残留少量 O2 B 烘干时温度过高,生成了部分 CaO
C 稀盐酸的用量不足 D 步骤 f 中没有调节量气装置两边液面相平,直接读数
88.镍粉常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产,也常用作催化剂。
I.【镍粉制备】
工业用电解镍新液(主要含 NiSO4、NiCl2)制备碱式碳酸镍晶体xNiCO3•yNi(OH)2•zH2O,并利用其制备镍粉的流程如图:
【资料】
(1)反应器中一个反应为3NiSO4+3Na2CO3+2H2O=NiCO3⋅2Ni(OH)2↓+3Na2SO4+2XO2↑
(2)操作 2 含过滤、水洗、95%酒精浸泡、晾干等操作。
①操作 1 名称是 ,其中,玻璃棒的作用是 。洗涤操作 1 所得固体时,需用纯水洗涤,检验其洗净的方法为取最后一次洗涤液,加入 溶液,若无 明显变化,则固体已洗净。
②气体 Y 是空气中含量最多的气体,其名称是 。
③物料在反应器中反应时需控制反应条件。分析下图,反应器中最适合的温度 为 ℃,最适合的 pH 为 。
Ⅱ.【测定碱式碳酸镍晶体的组成】为测定碱式碳酸镍晶体[xNiCO3•yNi(OH)2•zH2O]组成,某小组设计了如图实验方案及装置:
【资料】(1)碱式碳酸镍晶体受热会完全分解生成 NiO、CO2 及 H2O
(2)400℃左右,NiO 会被氧化生成 Ni2O3
【实验步骤】
①连接装置, ;
②准确称取 3.77g 碱式碳酸镍晶体[xNiCO3•yNi(OH)2•zH2O]放在 B 装置中,连接仪器;
③打开弹簧夹 a,缓缓鼓入一段时间空气,称量装置 C、D 的质量;
④关闭弹簧夹 a,加热装置 B 至装置 C 中导管末端无气泡冒出;
⑤打开弹簧夹a,缓缓鼓入一段时间空气;
⑥准确称量装置 C、D 的质量;
⑦根据数据进行计算(相关数据如表格)
【实验分析及数据处理】
(1)完善实验步骤①中的填空。
(2)装置 A 的作用是 。
(3)步骤⑤的实验目的为 。
(4)若没有 E 装置,则xNiCO3•yNi(OH)2•zH2O 中 x 的值 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(5)计算xNiCO3•yNi(OH)2•zH2O中 x:y:z 的值为 。(写出计算过程)
89.工业废料石膏(CaSO4•2H2O)可以“变废为宝”,用于生产氧化钙、硫酸钾、电石(化学名称为碳化钙)等。某研究性学习小组展开了如下系列研究。
一、高纯CaO的制备
【资料一】
Ⅰ.石膏(CaSO4•2H2O)与碳粉高温煅烧生成氧化钙和几种气态非金属氧化物。
Ⅱ.SO2能使品红溶液褪色,也能使澄清石灰水变浑浊。
甲同学用如图装置制备CaO并验证石膏与焦炭高温反应的其他产物。
实验过程中发现:B中无水硫酸铜变蓝;C中产生 现象证明有SO2生成;装置 中无明显变化和装置F中 现象证明有CO2生成
二、硫酸钾和电石的制备
乙同学模拟生产化肥硫酸钾和电石的流程如图:
【资料二】CaO与C在高温下反应生成碳化钙(化学式为CaCx)和CO。
(1)反应①的化学方程式为 。证明固体M中不含CaCO3的方法是 (写出实验的方法、现象)。
(2)反应②的化学方程式为(NH4)2SO4+2KCl═K2SO4↓+2NH4Cl,该反应能析出K2SO4晶体的原因是 。
三、假设上述流程中制得的碳化钙(化学式为CaCx)固体中只含杂质CaO,乙小组同学为测定CaCx中x的值进行如下实验。
【资料三】CaCx在空气中灼烧生成CaO和CO2。
步骤一:称取3.76g样品于图3所示石英管中(测定装置图如图3,夹持及加热装置省略),反应前缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的样品至反应完全后继续缓缓通入空气,测得丙溶液的质量比反应前增重了4.4g.(玻璃纤维可防止固体粉末进入导管)
步骤二:将石英管内剩余固体全部转移到水中,加入足量碳酸钠溶液,经搅拌、过滤、洗涤、干燥等操作得到碳酸钙固体6克。试回答下列问题:
(1)装置甲的作用是 。反应完全后继续缓缓通入空气的目的是 。
(2)根据步骤一、二计算该样品中钙、碳、氧的质量比为 ,计算确定CaCx的化学式(请写出计算过程)
(3)若碳酸钙未能完全干燥,则会导致CaCx中的x的值 (填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
90.铁和铁的化合物在工农业生产中有广泛的应用。
I.铁的冶炼和探究
已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合溶液。请回答下列问题:
(1)实验过程中A处对应的化学方程式为 。
(2)实验装置按如图连接,请将以下四步按正确操作步骤排序: (填字母)。
a.点燃A处酒精喷灯 b.通入 CO
c.停止通入 CO d.熄灭酒精喷灯
(3)实验装置图中虚线框内装置起到的作用有 (填字母)。
a.收集一氧化碳 b.吸收二氧化碳 c.检验二氧化碳
II.铁的腐蚀与防护
(4)为防止铁生锈,可对铁制品进行“发蓝”处理,使其表面生成致密氧化物(其中Fe、O元素质量比为21:8)保护膜,该氧化物的化学式为 。
III.已知:难溶性的碱受热分解生成对应的金属氧化物。
以FeSO4为原料制备铁黑颜料Fe3O4(其中Fe既有+2价,也有+3价)的过程如下:
资料:分解过程中的反应为 FeOH2+2 FeOH3ΔFe3O4+4H2O
(5)“沉淀”时的反应化学方程式为 。实验室进行过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 ,玻璃棒的作用是 。
(6)检验沉淀是否洗涤干净应选用的试剂是 (填化学式)。
(7)“转化”过程的反应为:4FeOH2+ ____+ 2H2O =4 FeOH3 。若原料中含FeSO49.12 t,理论上最终可以获得 Fe3O4的质量为 t。
(8)若“转化”过程参与反应的O2过量,则最终所得固体的质量 (填“偏大”,“偏小”或“不变”)。
(9)FeSO4高温下分解,产物是一种红棕色固体 A 和两种硫的氧化物气体且相对分子质量相差16,则该反应的化学方程式 。
91.空气是人类最宝贵的自然资源。空气中氮气的含量最多,氮气在高温、高压条件下可与某些物质发生反应,图1是以空气和其他必要的原料合成碳酸氢铵(NH4HCO3)的流程.请按要求回答下列问题:
(1)步骤①中可利用氮气和氧气的 不同分离出氮气和氧气。
(2)写出步骤②中发生反应的化学方程式是 。
(3)图2是化肥碳酸氢铵包装袋上的部分说明,碳酸氢铵具有的性质是 (填字母)。
A 易溶于水 B 有挥发性 C 受热易分解
(4)这种化肥含氮量是否达到16%,化肥中碳酸氢铵的含量是多少?带着这些问题,兴趣小组的同学取了一些化肥样品,进入实验室。
【查找资料】①碱石灰能够吸收水和二氧化碳,但是不吸收氨气。②浓硫酸能吸收氨气
【性质探究】兴趣小组的同学设计了如下的实验装置:
①用A装置给碳酸氢铵加热,装药品前,必进行的一步作是 ,加热,E中的现象是 。
③连接A、B装置,继续加热,观察到试管口的现象是 ,B中发生反应的化学方程式是 。
【含量分析】将装置A、C、D依次连接,加入20g化肥样品,加热至A中固体完全消失。兴趣小组的同学称量装置D的质量如表:
④由此分析得知:反应中产生氨气的质量为 g。
⑤通过反应的化学方程式可以知道:氨气中氮元素全部来自于碳酸氢铵(假设杂质中不含氮元素),请计算此化肥含氮元素质量分数为 。
⑥纯净的碳酸氢铵中氮元素质量分数为 (小数点后面保留1位)。
⑦31.6克碳酸氢铵和 克的硝酸铵(NH4NO3)含氮元素质量相等。
92.铝及化合物有极其重要的用途。
(一)铝的广泛应用
(1)铝是很活泼的金属,但用铝制作的炊具却耐腐蚀,其原因是 。使用铝制炊具会使人体摄入过量的“铝”,导致记忆力减退等许多不良症状。这里的“铝”是指 。
A 单质 B 元素 C 原子 D 分子
(2)氢能源是最理想的能源,科学家研发出一种以“铝镓合金”和水为原料制取氢气的新工艺。“铝镓合金”它属于 (选填序号)。
A 金属材料 B 无机非金属材料 C 合成材料 D 复合材料
(3)铝的化学性质比较活泼,还能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠(化学式为 NaAlO2)和一种可燃性气体单质,写出该反应的化学方程式 。
(二)硫酸铝铵晶体制取的探究
硫酸铝铵是一种用途广泛的含铝化合物。以某铝土矿(主要成分 Al2O3,含少量 SiO2、Fe2O3杂质)为原料制硫酸铝铵晶体((NH4)aAlb(SO4)c·xH2O)的流程如下:
(4)有关上述流程的说法正确的是 。
a “有序除杂、提纯”中有先加过量稀盐酸再过滤,该做法的目的是除去 SiO2
b 稀硫酸过量的目的只是保证 Al2O3溶解完全
(三)硫酸铝铵晶体分解的定性探究
【查阅资料】硫酸铝铵热分解可得到超细氧化铝。
兴趣小组设计实验探究硫酸铝铵晶体受热分解的产物。
(5)甲组同学设计了如图 1所示实验装置:
① 实验中,装置 B中观察到的现象是 。
② 装置 D中观察到酚酞溶液变红色,由此可知分解的产物中有 (写化学式)。
(6)乙组同学认为硫酸铝铵晶体受热分解的产物中还有 SO2、SO3和 N2。为进行验证,用甲组实验中的装置 A和上图 2所示装置连接进行实验。观察到装置 E中 ,证明了有 SO3生成;而 F装置中 、H最终没有胀大,表明没有SO2和N2生成。
(四)硫酸铝铵晶体成分的定量探究
(7)为确定硫酸铝铵晶体的组成,进行如下实验:
(实验 1)称取 45.3g样品与足量氯化钡溶液充分反应,生成白色沉淀 46.6g。
(实验 2)称取 45.3g样品在空气中持续加热,测定剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示。
①固体 H是 T1℃刚好完全失去结晶水的产物,则结晶水的个数 x= 。
②T3℃时固体 M的化学式 。
③请写出 T2℃→T4℃段发生反应的总化学方程式: 。
93.硫酸亚铁铵【(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O】俗称摩尔盐,可用于净水和治疗缺铁性贫血。工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑(含有少量杂质 Fe2O3)为原料制备(如图)。
某化学兴趣小组拟用下列方案制备硫酸亚铁铵并进行相关探究。 查阅资料:
(1)FeSO4易被氧气氧化为Fe2(SO4)3,影响硫酸亚铁铵的等级。
(2)在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体可制备硫酸亚铁铵晶体,该晶体比一般亚铁盐稳定,不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。
(3)在0~60℃时,硫酸亚铁铵的溶解度比硫酸铵、硫酸亚铁的溶解度小,冷却混合液至室温便析出硫酸亚铁铵。
【探究一】用如上图所示装置制备硫酸亚铁铵。实验步骤如下:
①制备 FeSO4溶液:先关闭止水夹 A,再打开止水夹 B和 C,从分液漏斗滴加稀硫酸至三颈烧瓶2中,此装置中发生的化学反应主要有(用化学方程式表示) 、 和Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。该过程中氢气的作用是 。
②待装置中的铁屑快反应完时,关闭止水夹 ,打开止水夹 ,观察到的现象是 。实验时为防止三颈烧瓶2中剩余铁屑通过导管进入三颈烧瓶3中,可采取的措施 是 。
③放置一段时间,试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵晶体,从中获得硫酸亚铁铵晶体的主要实验操作为过滤、洗涤、干燥。为洗涤(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 粗产品,下列方法中最合适的是 。
A 用冷水洗 B 先用冷水洗,后用无水乙醇洗
C 用 30%的乙醇溶液洗 D 用 90%的乙醇溶液洗
【探究二】探究硫酸亚铁铵样品的纯度取5g硫酸亚铁铵晶体溶于50mL水配成溶液,等分成两份,分别进行实验。
方案一:
(1)实验中加入过量BaCl2溶液的目的 。
(2)利用方案一测得的数据,计算该硫酸亚铁铵样品的纯度(列出具体计算步骤)。【(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的相对分子质量:392】
方案二:如图所示,向另一份中加入过量的NaOH溶液,充分反应后得到NH3
(3)(NH4)2SO4与NaOH反应的化学方程式为 。
(4)实验中需不断通入高温水蒸气,其作用是 。
(5)在实际测量中,利用方案二测得的样品纯度总是低于方案一测得的数值,可能的原因是 。
【探究三】对硫酸亚铁铵【(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O】晶体进行热重分析,温度与TG%的关系如下图所示
已知:温度低于 200℃,只有结晶水失去。
已知:TG% =剩余固体质量原样品质量×100%
TG%从 100%降低为 72.4%时,发生反应的化学方程式是 。试计算AB段物质的化学式 。
94.2018年1月11日,广西某地高速公路大桥上用于融冰作业的2包共100公斤含有亚硝酸钠的工业盐遗失,当地迅速组织警力开展搜寻遗失的工业盐,确保不流入市场和家庭。
【资料卡1】亚硝酸钠与食盐氯化钠相似,为白色有咸味的固体,但误食会使人中毒。腌制食品、泡菜等制作过程中会产生亚硝酸钠。
根据以上资料,回答下列问题:
(1)用盐融冰的原理是 ,该过程主要发生的是 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)下图是用不同浓度盐水腌制泡菜过程中亚硝酸盐含量测定曲线图。据此回答:当盐水浓度为6%时,第 天亚硝酸盐含量达到最大值。为了安全,泡菜腌制时盐水浓度最好是 并在腌制 天后再食用。
(3)兴趣小组欲测定某工业盐中亚硝酸钠的质量分数
【资料卡2】实验室常用亚硝酸钠与氯化铵溶液反应制取纯净的氮气,其化学方程式为:NaNO2 + NH4Cl 加热NaCl + N2↑+ 2H2O(此反应是放热反应)
【资料卡3】在酸性环境中高锰酸钾能与亚硝酸钠发生如下反应:2KMnO4 + 5NaNO2 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5NaNO3 + 3H2O
【方案一】取1g该工业盐样品与足量氯化铵溶液于如图装置中充分反应(该工业盐中其他成分不与氯化铵溶液反应),实验时加热片刻后,即可移去酒精灯,其原因 。最终量筒中收集到300mL水,已知该条件下氮气的密度为1.25g/L,则该工业盐样品中亚硝酸钠的质量分数为 (写出计算过程,结果保留一位小数,)。
实验结束后发现测量结果偏大,可能原因是 。
【方案二】为更准确地测定该工业盐中亚硝酸钠的含量,称取4.000g样品溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用含量为15.8g/L的酸性KMnO4溶液进行反应,实验所得数据如下表所示:
上述第 次实验所得数据明显异常,剔除异常数据后,计算出该工业盐中亚硝酸钠的质量分数为 。
95.硫酸是一种重要的化工原料,也是实验室中常用的化学试剂。下面是对硫酸的性质、制取、用途等方面的探究,请你共同参与并回答有关问题。
【探究一】硫酸的性质
(1)探究浓硫酸的某些特性。
①用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会后,可观察到 。
②浓硫酸的稀释:浓硫酸稀释过程如图1所示,b中盛放的物质是 ,a的作用是 。
③兴趣小组把98%的浓硫酸10ml和63.3%的硫酸溶液约20mL分别放入两个相同的小烧杯中,称量、观察、记录、分析,根据室温环境下实验的数据绘成的曲线如图2.由图2曲线你能得到的实验结论: , (写两点)。
(2)探究稀硫酸的化学性质。
如图3将适量的稀硫酸分别加入A~E的五只烧杯中。
①有产生气泡的是 (填序号,下同);有白色沉淀生成的是 。
②能证明C中发生化学反应的现象是 。
(3)请写出稀硫酸的一种用途 。
【探究二】硫酸的工业制法。
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程如图4所示。
(1)接触室中发生的化学方程式为 。
(2)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法正确的是 (填字母序号)。
A、为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎 B、催化剂能够提高SO2的反应速率和产量
C、吸收塔中得到的产品为混合物 D、沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(3)接触室中的SO2平衡转化率与温度及压强的关系如图5所示。催化剂活性与温度的关系见图6.在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是 ; 。
【探究三】探究某黄铁矿中FeS2的含量。
同学们进行了如下实验探究。
【查阅资料】①4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2
②Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O
【实验探究】
Ⅰ称取1.60g黄铁矿样品放入如图7所示装置(夹持装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气、高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至完全反应。
Ⅱ反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如图8处理
【问题讨论】
(1)I中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是 ;II中滤液所含的溶质一定有 。
【含量测定】
(2)II中最终得到的4.66g固体是 (填化学式)。
(3)计算该黄铁矿中FeS2的质量分数为 。(写出计算过程)
【交流反思】
(4)如果缺少甲装置,则最终测得FeS2的质量分数将会 (填“偏大”“偏小”“不变”)
(5)如何证明II中所加BaCl2溶液已过量(请简要写出操作方法及现象) 。
96.铜及其化合物在生产、生活中都有广泛的应用。
一、铜的性质及其应用
兔首和鼠首均为青铜器(铜、锡合金),表面呈绿色,这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈(铜锈俗称铜绿)。铜绿化学式是Cu2(OH)2CO3,它受热会分解生成三种氧化物。
(1)青铜器属于 (填序号)。
A.无机材料 B.合成材料 C.复合材料 D.复合肥
(2)铜绿分解的化学方程式为 。
(3)为了弄清铜生成铜绿的条件,某化学实验小组借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验,设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验,实验如下图所示(所用铜片洁净、光亮,试管内的“”为铜片)。
实验较长时间后,发现 (填试管编号)试管中铜片最先生锈。小组讨论后发现实验还不够完善,要得出正确的结论,还要补充一个实验。你认为要补充的一个实验是:Cu和 (写出试管中需要的物质)。可以省略不做的实验是试管 (填试管编号)。
二、铜的制备研究
铜可采用如下方法制备:
方法一:火法炼铜:Cu2S+O2 2Cu+SO2
方法二:湿法炼铜:CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
(4)上述两种方法中,你认为哪种方法更好 ,原因是 (写出1条原因即可)。辉铜矿的主要成分为Cu2S,常用于火法炼铜。若生成过程中铜元素的转化率为90%,生产64tCu需要含Cu2S 80%的辉铜矿 t(取整数)。
三、铜的化合物的制备研究
碱式碳酸铜可用于生产木材防腐剂等。工业上可用微蚀刻废液(含有一定量Cu2+、H+、SO42-、H2O2和微量Fe3+)制备高纯度碱式碳酸铜,其制备过程如下:
(5)加入试剂1的目的是除去废液中的酸性物质,试剂1最好选用 (填序号)。
a.Fe2O3 b. CaCO3 c.CuO
(6)加入Na2CO3沉淀前须除去Fe3+,否则Fe2(SO4)3会与Na2CO3反应,产生一种气体,同时生成NaFe3(OH)6(SO4)2沉淀,影响产品质量,6Na2CO3+3Fe2(SO4)3+6H2O=2NaFe3(OH)6(SO4)2+6CO2↑+5 。
(7)加入Na2CO3沉淀时,反应液pH对产品中的SO42- 含量以及反应液中Cu2+沉淀效率的影响如下图所示,第二次沉淀时溶液pH最好控制在 。
(8)所制得的碱式碳酸铜的组成可表示为:xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O。某研究小组设计如右上图实验装置测定其中CuCO3的质量分数(不考虑植物油中溶解CO2产生的影响)。
实验步骤如下:①连接装置并 ;②准确称量样品的质量1.2g;③装药品,调节量气装置两边液面相平,读取量气管刻度为10ml;④向锥形瓶内加入50ml(足量)的稀硫酸,充分反应;⑤冷却到室温;⑥再次调节量气装置两边液面相平,读取量气管刻度为172ml。
Ⅰ.请将上述实验步骤补充完整;
Ⅱ.装置B的作用是 ,少量植物油的作用是 ,C中的试剂是 (填字母序号);
a.碱石灰 b.浓硫酸 c.无水硫酸铜
Ⅲ.步骤⑥中调节液面相平的操作是将水准管 (填“缓慢上移”或“缓慢下移”)。
Ⅳ.若标准状况下,每44g二氧化碳的体积为22.4L。根据实验数据计算产品中CuCO3的质量分数(写出计算过程) 。(保留到0.1%)
Ⅴ.若其他操作均正确,仅因下列因素可使测定结果偏小的是 (填字母序号);
A.步骤③中平视刻度,步骤⑥中仰视读数
B.硫酸的用量不足
C.量气管中未加植物油
D.步骤⑥中没有调节量气装置两边液面相平,直接读数
(9)碱式碳酸铜【xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O】的热分解研究。小组同学用热分析仪对固体进行热分解,获得相关数据,绘成的固体质量与分解温度的关系如下图。
(已知Cu(OH)2的分解温度小于CuCO3的分解温度。)
Ⅰ.通过计算可得x:y:z= ;
Ⅱ.若将16.0g剩余固体继续加热到更高的温度,发现固体质量减少了1.6g后质量不再改变,写出此过程中可能发生反应的化学方程式: 。
97.聚合硫酸铁(PFS)是一种新型的饮用水处理剂和城市污水净化剂,其化学组成可表示为[Fex(OH)y(SO4)z]m。某中学化学兴趣小组以聚合硫酸铁的生产流程和相关性质进行了一系列的探究。
Ⅰ.聚合硫酸铁的工业生产。
如图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。
回答下列问题
(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁,铁锈的主要成分为 。“过筛”与化学实验中的 原理相似(填操作名称)。
(2)酸浸时最合适的酸是 ,写出铁锈与该酸反应的化学反应方程式 。
(3)反应釜中加入氧化剂的作用是将Fe2+转化为Fe3+。你认为下列氧化剂中最合适的是
(填标号),原因是 。
A.KMnO4 B.Cl2 C.H2O2 D.HNO3
(4)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是 。
A.有利于水分蒸发 B.降低沸点,防止晶体分解 C.降低生产成本
Ⅱ.聚合硫酸铁的成分探究。
该研究小组为确定聚合硫酸铁的化学式,进行了如下实验:
①称取5.52 g聚合硫酸铁样品溶于足量的稀盐酸中并充分混合;
②向①所得的混合物中加入足量的BaCl2溶液,充分反应后,经过滤、洗涤、干燥、称重,得沉淀4.66 g。
③若向步骤②的滤液中加入过量的NaOH溶液,充分反应后,再将沉淀过滤、洗涤、灼烧、称重,得固体3.20 g。
则聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z]m样品中的x:y:z的值为 。
试写出该聚合硫酸铁与盐酸的反应方程式 。
Ⅲ.聚合硫酸铁的热分解气体产物成分探究。
该小组将5.52 g聚合硫酸铁在一定条件下加热完全分解,对所得气体产物进行实验探究。(已知SO3的熔点为16.8℃)。
【提出假设】
假设1:所得气体的成分是SO3;
假设2:所得气体的成分是SO2、O2;
假设3:所得气体的成分是 。
【设计实验】
按下图装置进行实验。
实验过程中发现:B中无水硫酸铜变蓝,C中U形管内有无色晶体析出,D中品红溶液褪色,装置E的作用是 。
【实验结论】
通过实验现象判断,假设 成立。
如果最终试管中固体为一种红棕色纯净物,则质量为 。
98.过氧化钙(CaO2)为白色或淡黄色结晶粉末,是一种用途广泛的优良供氧剂,可用于鱼类养殖、农作物栽培、污水处理等多方面。工业上可用大理石作原料制备过氧化钙,某校课外活动小组同学模拟工业过程制备过氧化钙样品并测量其纯度。
[查阅资料]①过氧化钙固体难溶于水,加热至315℃时开始分解,完全分解的温度为400~425℃。
②常温下过氧化钙干燥且很稳定。过氧化钙能溶于稀酸生成过氧化氢,过氧化钙在湿空气或水中会逐渐缓慢地分解,长时间放出氧气。
[实验一]提纯碳酸钙
已知:“转化”步骤中的反应方程式为:CaCl2+NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl
(1)酸溶过程中发生反应的化学方程式是 。
(2)过程中的生成物可直接应用于流程的是 。
[实验二]过氧化钙的制备:
已知:①CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O+2NH4Cl;
②CaO2•8H2O不溶于水,在0℃时稳定,加热至130℃时逐渐变为无水CaO2。
(3)为控制沉淀的温度为0℃左右,在实验室宜采取的方法为 。
(4)操作A在实验室常用的步骤有 、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,此操作中洗涤晶体时不可选用的洗涤剂为 (用序号填空)。
a 冰水 b 40℃热水 c 饱和NH4Cl溶液
(5)最后烘干得到过氧化钙时,适宜的温度范围为 。
(6)已知产品的产率=产品实际质量产品理论质量×100%,则此制备流程中CaO2的产率为 。(写出计算过程,结果保留一位小数)。
(7)实验室现有溶质质量分数为37%、密度是1.18g•mL﹣1的浓盐酸,则配制12%的稀盐酸100g,需要水 mL(水的密度是1g•mL﹣1,计算结果保留一位小数)。
[实验三]过氧化钙含量的测定
该活动小组设计下列装置,通过测定生成O2的体积,计算样品中CaO2的质量分数。
已知:a.CaO2+2HCl=CaCl2+H2O2 b.杂质不与盐酸反应生成气体
(8)实验中MnO2的作用是 。
(9)相同条件下, 能使测定结果更准确(填“装置A”或“装置B”),检查该装置气密性的操作是 。另一套装置测定结果不准确的主要原因是 。
[观察生活]
(10)为防止过氧化钙在空气中变质,应 保存。
99.某冶炼厂用含氯化铜和盐酸的废液生产干燥的氢氧化铜,工程师设计了如下图流程,并用实验探究最佳工艺。试回答相关问题。
(1)不同种助剂对产品洗涤(达到相同效果)的实验结果见表。
根据表格可知,遵循绿色化学中的“减量”原则,助剂应该选用 (填助剂种类)。选择该助剂还有什么优点?
(2)调节pH对Cu2+回收率及产品纯度的影响见图1所示。
所以该工艺中需要调节pH至 为最佳。当pH逐步提高到14过滤,观察到沉淀量 同时溶液呈深蓝色的现象,说明Cu2+回收率明显下降。
(3)工艺中“搅拌1.5h”的目的是 。
(4)对实验产品进行热重分析,测得加热温度与样品质量的关系如图2所示:取干燥的产品98 g,当温度高于80℃时开始出现黑色固体氧化铜,同时生成另一种氧化物。持续升温到185℃时完全变黑且质量恒定,请计算x的值(写出计算过程)。
八、科普阅读题
100.阅读下面科普短文。
我们的胃液呈酸性,是因为胃腺壁细胞能分泌出盐酸。胃酸在人体的消化吸收中发挥着重要作用,比如为胃蛋白酶提供适宜的酸性环境,分解食物中的结缔组织和肌纤维。使其易于被消化吸收。
你知道吗?深受人们喜爱的早餐食品燕麦中常添加颗粒极小的铁粉,它既可以作为双吸剂(起到干燥和减缓食品变质的作用),还可以作为补铁剂。要把铁粉变为人体需要的、能吸收的营养元素,就离不开胃酸的帮助。
健康人胃液的pH在0.9~1.5,胃液的pH不仅影响人的消化吸收功能,还对伴随食物进入人胃内的各类病菌的繁殖有影响。某医院对99位胃溃疡和十二指肠溃疡等患者胃液的pH及胃液中病菌进行了检测,结果如下表所示。
表——人体胃液pH情况分析
胃酸过多会对胃黏膜产生侵蚀作用,并使人感觉反酸或胃灼热。治疗胃酸过多的药主要有两大类:一是抑酸药,能抑制胃酸分泌,但本身不能和胃酸反应;二是抗酸药,能直接与胃酸反应。常服用的抗酸药的药物有碳酸氢钠、氢氧化铝、氧化镁、氢氧化镁和碳酸钙等。
胃溃疡患者若服用不合适的抗酸药,会因胃内气体压力增大而引起胃穿孔。患者如长期使用抗酸药,很可能刺激胃酸分泌过多。因此,应遵医嘱合理使用抗酸类和抑酸类药物。
(一)依据文章内容回答下列问题。
(1)碳酸氢钠、氢氧化铝、氧化镁、氢氯化镁和碳酸钙,属于氧化物的是 (填化学式)。
(2)铁粉可以减缓食物变质,是因为铁可以和空气中的 反应。
(3)燕麦中的铁粉遇到胃酸发生的化学反应,化学方程式是 。
(4)分析表格数据,可以得出胃液pH越 (填“大”或“小”)越有利于病菌生存。
(5)下列说法正确的是_____(填字母字号)。
A.治疗胃酸过多的药物都能与盐酸反应
B.部分燕麦片中含有极少量的铁单质
C.氢氧化铝、氢氧化镁可以治疗各种胃酸过多
D.选用碳酸钙治疗胃酸过多,同时还可以补钙
(二)胃酸过多会引起不适,不同病症需要服用不同的抗酸药。实验小组同学对抗酸药选择进行探究。
【查阅资料】
1.抗酸药主要利用有效成分与胃液中的过量盐酸反应,药品用量一般为1~2片(约0.5g~1g)。
2.氧化镁和氧化铁均属于金属氧化物,与盐酸反应的原理相似。
3.胃蛋白酶是胃中唯一的消化性蛋白酶,当pH为3~5时活性较好,当pH超过6时,因变性而失去活性。
4.理想抗酸药应具备起效快速,避免产生气体刺激溃疡面等特点。
【进行实验】
Ⅰ.是否引起胃内压强的变化
锥形瓶中模拟胃酸过多的环境。将气球中的抗酸药加入锥形瓶中。
Ⅱ.是否引起胃内温度和pH的变化
利用图1进行实验。向4个烧瓶中分别加入抗酸药,打开恒压滴液漏斗,滴加0.37%的足量稀盐酸。传感器测得的相关结果见图2、3、4。
(6)碳酸氢钠的俗称是 。
【解释与结论】
(7)Ⅰ中,实验1-1发生反应的化学方程式为 。
(8)药品用量在1~2片内,针对“严重胃溃疡患者”不建议选用的抗酸药及理由是 。
(9)下列关于氧化镁粉末、氢氧化铝片分别与盐酸反应的叙述正确的是_____(填序号)。
A.氧化镁粉末的反应会引起温度上升 B.反应后溶液均显碱性
C.氢氧化铝片的反应更快 D.均有水生成
(10)由上述实验可知,铝碳酸镁咀嚼片的优势有 。
【反思与评价】
(11)查阅资料发现Ⅰ中实验1-3无明显现象是与物质的用量有关。小明同学设计实验证明了铝碳酸镁咀嚼片中含有碳酸根离子,实验操作和现象:取6片铝碳酸镁咀嚼片于试管中, 。序号
实验目的
实验方案
A
证明变质
取少量固体,加水溶解,滴加少量稀盐酸,观察是否有气泡产生
B
确定成分
取少量固体,加入石灰水,过滤,向滤液中滴加酚酞溶液
C
测定含量
取少量固体,加入足量稀盐酸,直接用排水法收集VmL气体
D
除去杂质
取固体,加水溶解,滴加石灰水至恰好完全反应,过滤
物质选项
甲
乙
丙
丁
A
CO2
CaCO3
H2O
O2
B
KOH
KCl
CO2
K2CO3
C
H2O2
H2O
O2
MgO
D
CaO
Ca(OH)2
H2O
CaCl2
物 质
所含杂质
除去杂质的方法
A
CO2
CO
通入氧气点燃
B
Cu粉
C粉
在空气中灼烧
C
NaCl
KNO3
冷却热饱和溶液结晶
D
CaCl2溶液
HCl
加过量CaCO3粉末,过滤
温度/
0
10
30
50
56.7
60
64
70
80
90
溶解度/g
14
17
25
33
35.2
35.3
35.6
33.0
30.5
27.0
析出晶体/g
FeSO4·7H2O
FeSO4·4H2O
FeSO4·H2O
温度/℃
0
15
20
30
40
50
60
碳酸氢钠溶解度/g
6.9
8.72
9.6
11.1
12.7
14.45
16.4
碳酸钠溶解度/g
7.1
13.25
21.8
39.7
48.8
47.3
46.4
实验步骤
加入试剂
实验现象
初步实验结论
①
滴入
溶液变红
有 物质
②
加入
组别
样品质量
CO2体积
组别
样品质量
CO2体积
组别
样品质量
CO2体积
第1组
0.21 g
22.39 mL
第2组
0.21 g
22.41 mL
第3组
0.21 g
22.40 mL
装置
A
B
反应前
300
400
反应后
m
408.8
温度/℃
溶解度,q/100g
温度,°C
溶解度,g/100g
0
2.77
40
8.90
10
3.65
50
11.39
20
4.87
60
14.89
25
5.74
80
23.54
30
6.77
100
38.00
开始沉淀
完全沉淀
Fe3+
2.7
3.2
Fe2+
7.6
9.6
Al3+
4.0
5.2
Mg2+
9.6
11.1
氢氧化物
溶液 pH
开始沉淀
沉淀完全
沉淀开始溶解
沉淀完全溶解
Fe(OH)3
2.3
3.4
沉淀不溶
沉淀不溶
Al(OH)3
3.3
5.2
7.8
12.8
Mg(OH)2
8.6
11.1
沉淀不溶
沉淀不溶
温度(℃)
产物
46.95
MgCO3·3H2O
47.95
MgCO3·3H2O
48.95
MgCO3·3H2O
49.95
Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O
NaCl
NH4HCO3
NaHCO3
NH4Cl
36.0
21.7
9.6
37.2
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Mg(OH)2
pH
3.2
5.0
9.8
12.4
温度
反应液浑浊所需时间(单位:秒)
反应完全所需时间(单位:分钟)
20℃
480
>180
40℃
120
180
60℃
1
50
80℃
1
68
实验操作
实验现象
实验结论
反应的化学方程式
取少量黑色粉末于试管中
向其中加入足量的稀硫酸,振荡
黑色粉末
均为氧化铜
混合体系
①Na2CO3溶液
②NaCl溶液
③CaCl2溶液
④K2CO3溶液
⑤CaCO3悬浊液
pH
11.6
7.0
7.0
11.6
10.1
实验步骤
实验现象
结论
取少量该茶垢清洁剂于试管中,向其中加入适量热水,塞上带导管的橡皮塞,将生成的气体通入澄清石灰水
(1)澄清石灰水
猜想1正确
(2)打开橡皮塞,向其中伸入 木条
观察到预期的现象
装置C/g
装置D/g
装置E/g
加热前
250.00
190.00
190.00
加热后
252.16
190.88
190.00
加热时间/min
t0
t1
t2
t3
t4
t5
剩余固体质量/g
未记录
15.3
13.7
11.9
10.6
10.6
实验次数
第1次
第2次
第3次
装置C中沉淀质量(/g)
19.68
19.75
19.67
实验操作
实验现象
解释或结论
步骤1
取A、B两袋“暖宝宝”,将A袋按使用说明打开外袋取出内袋;而B袋不打开外袋。并将两袋样品放置在同样的环境中。
A袋的“暖宝宝”温度很快上升;B袋温度 。
“暖宝宝”发热是由于袋内物质与 接触。
步骤2
24小时后,分别剪开A、B两袋,各取少量袋内物质于两支试管中,分别加入适量稀盐酸。
A袋内物质部分溶解,产生黄色溶液;B袋内物质 。
用化学方程式表示产生黄色溶液的反应
【得出结论】 “暖宝宝”发出的热量主要来自铁粉发生氧化(生锈)的过程。
操作现象
结论
①
取适量生成物置于试管中, 。
生成物中不含碳酸镁。
②
取适量生成物置于试管中,加入热水,滴入酚酞试液,观察到 现象。
生成物中不含氢氧化镁。
实验步骤
实验现象
实验结论
如图1,向试管中滴入几滴水,1min后振荡锥形瓶。
小试管中 ,澄清石灰水变浑浊,注射器活塞 。
猜想成立,且无其它气体生成。
实验序号
滴加CuSO4溶液的量
实验现象
①
第1~6滴
产生蓝色沉淀,但振荡后沉淀消失,形成亮蓝色溶液
②
第7~9滴
产生蓝色沉淀,且沉淀逐渐增多,振荡后沉淀不消失,很快沉淀逐渐变黑色
实验序号
实验方法与操作
实验现象
结论
③
将少许Cu(OH)2粉末加到5mL蒸馏水中,充分振荡
猜想一错误
④
猜想二正确
实验操作
实验现象
实验结论
①取样溶解,向样品溶液中滴加过量稀硝酸。
②再向上述所得溶液加 溶液
现象① ;
现象② ;
含有 Cl-
NaHCO3
Na2CO3
0.1%
1%
5%
0.1%
CaCl2
0.1%
无明显现象
有浑浊
有浑浊
有浑浊
1%
无明显现象
有浑浊
有浑浊,有微小气泡
有沉淀
5%
无明显现象
有浑浊
有沉淀,有大量气泡
有沉淀
序号
实验装置
主要实验步骤
实验现象
实验 1
向2支试管中分别加入少 量Na2CO3 和
NaHCO3 溶液,再分别滴加盐酸
2 支试管中均有气泡产生
实验 2
向Ⅱ中加入试剂a,向Ⅰ中 加入少量Na2CO3或 NaHCO3 固体,分别加热一段时间
Na2CO3 受热时Ⅱ中无明 显现象
NaHCO3 受热时Ⅱ中出现浑浊
实验 3
向Ⅱ中加入试剂 a,向Ⅰ中 加入少量 5%的 NaHCO3 溶 液,再滴加 5%的 CaCl2 溶 液
Ⅰ中出现浑浊,有气泡产 生Ⅱ中出现浑浊
实验序号
①
②
③
样品的质量/g
10
20
30
生成气体的质量/g
0.1
0.2
0.25
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
温度℃
室温
200
B装置/g
200.00
201.98
C装置/g
200.00
201.46
温度/℃
FeSO4
(NH4) 2SO4
xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O
10
20.0
73
17.2
20
26.5
75.4
21.6
30
32.9
78
28.1
溶解度
10℃
20℃
30℃
40℃
Na2CO3
12.5g
21.5g
39.7g
49.0g
NaHCO3
8.1g
9.6g
11.1g
12.7g
装置B
装置D
实验前物质的质量/g
180.0
122.2
实验后物质的质量/g
176.9
124.4
序号
实验步骤
实验现象
实验结论
①
取“初生氧器”反应后的物质于纸上,将磁铁靠近
有黑色物质被磁铁吸引
被吸引物质可能是Fe、Fe3O4或两者都有
②
取被磁铁吸引的物质于试管中,加入足量稀硫酸
固体完全溶解,得到澄清的黄色溶液
被吸引物质中一定有 (填化学式)
温度/℃
室温
371
850
B装置
200.00
203.78
208.96
C装置
200.00
200.00
201.02
装置 C/g
装置 D/g
加热前
200.00
180.00
加热后
201.08
180.44
实验前D装置的质量
149g
实验后D装置的质量
152.4g
实验次序
1
2
3
4
KMnO4溶液体积(mL)
20.60
20.02
20.00
19.98
助剂种类
过滤时间/min
滤渣状态
洗涤用水量/g
A
13
密实
639.8
B
12
密实
589.3
C
13
蓬松
326.5
D
13
较蓬松
350.0
分组
胃液的pH
受检患者人数
胃液中检出病菌的人数及比例
A
≤2.0
7
0(0.0%)
B
2.0-4.0
13
3(23.1%)
C
4.0-6.0
26
17(65.4%)
D
>6.0
53
45(84.9%)
1-1
氢氧化铝片
气球无明显变化
1-2
碳酸氢钠片
气球明显膨胀
1-3
铝碳酸镁咀嚼片
气球无明显变化
1-4
氧化镁粉末
气球无明显变化
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