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Na2SO3·7H2O是食品工业中常用的漂白剂、抗氧化剂和防腐剂。Na2SO3在30℃时的溶解度为35.5g/100gH2O。
1)计算30℃时Na2SO3饱和溶液中Na2SO3的质量分数。(保留2位小数)
2)计算30℃时271g Na2SO3饱和溶液中水的质量。
3)将30℃的Na2SO3饱和溶液271g冷却到10℃,析出Na2SO3·7H2O晶体79.5g。计算10℃时Na2SO3在水中的溶解度。
正确答案
1)
2)135.5:100="271:x " x=200(g)
3)Na2SO3.7H2O中Na2SO3的质量分数为0.50
略
(14分)工业上可以利用氟硅酸、碳酸氢铵制备冰晶石(Na3AlF6),其工艺如下:
请回答下列问题:
(1)反应①中生成的无色气体A是 ,滤液①的溶质是 。
(2)经测定NH4HCO3溶液呈中性,请分析原因(用离子方程式和文字表述说明理由)
。
(3)经反应②后,过滤得到的冰晶(Na3AlF6)固体,该固体上附着有杂质,需要洗涤,请简述如何证明冰晶石固体已经洗涤干净 。
(4)温度和NH4HCO3浓度会影响反应①的速率。现设计如下实验方案探究温度和NH4HCO3浓度对反应①速率的影响。请在表格空白处填写适当的反应条件。
(5)下图是滤液①溶质的质量分数随温度变化的曲线图:
请分析t2℃时,滤液①中溶质的质量分数下降的原因是 。
正确答案
(1)CO2 NH4F
(2)NH+H2O
NH3·H2KO+H+
HCO+H2O
H2CO3+OH
NH和HCO
的水解程度基本相同
(3)取洗涤后的溶液,向其中滴加BaCl2溶液,无现象,说明已经洗涤干净;若有白色沉淀生成,说明没有洗涤干净。(其他方法合理给分)
(4)60℃ c1
(5)温度升高NH4F会分解(或答出NH4HCO3会分解也给分)
(1)碳酸氢钠能和氟硅酸反应生成二氧化碳气体、二氧化硅、氟化铵以及水,二氧化硅不溶于水,氟化铵易溶于水;
(2)NH4+和HCO3-均水解,前者水解显酸性,后者水解显碱性;
(3)经反应②后,过滤得到的冰晶(Na3AlF6)固体上附着有杂质硫酸铵,根据硫酸根的检验方法确定硫酸根的存在;
(4)对比实验的关键是控制变量法,当温度一定时,变化浓度,当浓度一定时,变化温度;
(5)氟化铵的性质和氯化铵相似,不稳定,受热易分解.
解:(1)碳酸氢钠能和氟硅酸反应生成二氧化碳气体、二氧化硅、氟化铵以及水,二氧化硅不溶于水,过滤后形成滤渣,氟化铵易溶于水,形成滤液,故答案为:CO2;NH4F;
(2)NH4+和HCO3-均水解,前者水解显酸性,后者水解显碱性,二者水解程度相同,溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,溶液呈中性,故答案为:NH4++H2ONH3?H2O+H+、HCO3-+H2O
H2CO3+OH-,NH4+和HCO3-的水解程度基本相同;
(3)经反应②后,过滤得到的冰晶(Na3AlF6)固体上附着有杂质硫酸铵,硫酸根的检验方法:遇到钡离子产生不溶于硝酸的白色沉淀,来确定硫酸根的存在,只要硫酸根存在,沉淀就未洗涤干净,故答案为:取洗涤后的溶液,向其中滴加BaCl2溶液,无现象,说明已经洗涤干净;若有白色沉淀生成,说明没有洗涤干净;
(4)对比实验的关键是控制变量法,当温度一定时,通过变化浓度来分析浓度的影响,故Ⅰ和Ⅱ的温度相等,当浓度一定时,通过变化温度来分析温度的影响,故Ⅱ和Ⅲ温度不同,但浓度要相同,故答案为:60℃; c1;
(5)氟化铵的性质和氯化铵相似,不稳定,受热易分解(5)温度升高NH4F会分解,故答案为:温度升高NH4F会分解.
已知气态氯化铝分子以双聚形式存在,其结构式如下图所示:
图中“Cl→Al”表示Cl原子提供了一对电子与Al原子共享,又已知硼酸H3BO3为白色固体,溶于水显弱酸性,但它却只是一元酸。可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元酸的原因。请写出下面这个方程式右端的两种离子的表达式:
______+______
正确答案
题中给出的信息说明,在氯化铝双聚分子中,铝原子除了与3个氯原子形成共价键外,还能接受另一氯原子提供的孤对电子而形成配位键。硼元素与铬元素同一主族,核外电子排布与原子相似,因而硼酸分子中的硼原子也能接受另外原子提供的孤对电子而形成配位键。由于水分子中的氧原子也有孤对电子,当硼酸与水分子接触后,水分子中的氧原子就会把孤对电子提供出来与B形成配位键。此时水分子中的一个氢仍与氧原子相连,还有一个氢就以离子形式电离出来,即:
因此,硼酸是一元酸,它电离出的H+实际上来源于水,而不是它本身。否则它的三个性质等同的-OH均应该发生电离,那硼酸就是三元酸。
(1)某建筑材料,主要成分为铝硅酸盐,化学式是MgAl2H4Si4O14;化学式改写成氧化物形式为_________。该材料与酸或碱反应时可以看作各氧化物分别与酸、碱反应,则材料该与足量的氢氧化钠反应后过滤,滤渣主要是_______。
(2)除去FeCl2溶液中少量的FeCl3最好加入_________物质。
(3)鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液可选用_________。(填序号)
①NaOH;②Ca(OH)2;③BaCl2;④K2SO4;⑤Ca(NO3)2
(4)某溶液中有①SO42―②Mg2+③Fe2+④Al3+四种离子,若向其中加入过量的氢氧化钠溶液,加热并搅拌,再加入过量盐酸,溶液中大量减少的阳离子是
(5)将盛有18mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2mL无色气体,则原混合气体中O2的体积是( )
①1.2mL②2.4mL③3.6mL④5.2mL
正确答案
(1) MgO·Al2O3·4SiO2·2H2O MgO(各1分)
(2)Fe (3)③⑤ (4)Fe2+ (5)C
试题分析:(1) 硅酸盐由于组成比较复杂,常用氧化物的形式表示:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。氧化物的顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系数配置原则:除氧元素外,其他元素按配置前后原子个守恒原则配置系数。MgO、Al2O3均能和足量的稀硝酸反应,生成溶液,只有SiO2和硝酸不反应,过滤后成为滤渣,故答案为:SiO2;
(2)因为铁离子能和铁反应生成亚铁离子,化学方程式为2FeCl3+Fe═3FeCl2,故可用铁除去FeCl2溶液中的少量氯化铁;
(3)①NaOH与Na2CO3不反应,能和NaHCO3反应,但是没有明显现象,所以无法用NaOH鉴别:
②Na2CO3与NaHCO3都与石灰水反应,虽然反应的离子方程式不同,但都能生成CaCO3沉淀,故不能用石灰水鉴别它们;
③BaCl2溶液滴加到Na2CO3溶液中能产生白色沉淀;滴加到NaHCO3溶液中无白色沉淀产生,所以可以鉴别;
④K2SO4与Na2CO3,K2SO4与NaHCO3都不反应,所以无法用K2SO4鉴别;
⑤Ca(NO3)2与BaCl2溶液类似,Ca(NO3)2溶液滴加到Na2CO3溶液中能产生白色沉淀;滴加到Ca(NO3)2溶液中无白色沉淀产生,所以可以鉴别;
(4)混合溶液中加入过量的NaOH时,生成Mg(OH)2、Fe(OH)2沉淀和NaAlO2,Fe(OH)2沉淀在空气中不稳定,迅速氧化生成Fe(OH)3,再向混合物中加入过量盐酸,则Mg(OH)2、Fe(OH)3和NaAlO2与过量酸作用分别生成MgCl2、AlCl3、FeCl3,则减少的离子主要是Fe2+,
(5)氧气过量,则剩余2mL无色气体为氧气,设参加反应的氧气的体积为x,则有:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4x x
4x+x=18mL-2mL=16mL,
x=3.2mL,所以氧气的体积为:3.2mL+2mL=5.2mL;
如NO2过量,则剩余2mL无色气体为NO,设氧气的体积为y,
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4y y
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3 1
(18mL-y-4y) 2
y=2.4mL,
(10分)按要求填空:
(1)除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3的离子方程式为: 。
(2)呼吸面具中发生反应的化学方程式为: 。
(3)由铝盐制取氢氧化铝的离子方程式为: 。
(4)白色的Fe(OH)2在空气中发生的颜色变化为 。
(5)将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制备氢氧化铁胶体的化学方程式为: 。
正确答案
(10分)(每空2分,共10分)
(1)CO2+CO32-+H2O=2HCO3-
(2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
(3)Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
(4)白色迅速变为灰绿色最终变为红褐色
(5) FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3(胶体) + 3HCl
(1)除去NaHCO3溶液中少量Na2CO3方法是向该溶液中通入CO2,将其中Na2CO3电离出的CO32-转变成HCO3-。所以正确的离子方程为:CO2+CO32-+H2O=2HCO3-
(2)呼吸面具的材料主要是Na2O2,与二氧化碳反应放出氧气。
(3)为了避免生成的氢氧化铝溶解在过量的碱中,在制备氢氧化铝时,通常采用铝盐与弱碱氨水反应,氢氧化铝不溶于弱碱。离子方程为:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
(4)白色的Fe(OH)2在空气中迅速被氧化变为灰绿色,最终全部被氧化成红褐色的氢氧化铁。
(5)制备氢氧化铁胶体是用氯化铁与沸水反应制得,方程为: FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3(胶体) + 3HCl
某化学兴趣小组用含铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用。其实验方案如下图所示:
试回答下列问题:
(1)过滤时用的器材已有:滤纸、铁架台、铁圈和烧杯,还要补充的玻璃仪器是________。
(2)由滤液A制AlCl3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条,你认为合理的是________,理由是_____________________________。
(3)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是________。
(4)写出用滤渣F制备胆矾晶体的化学方程式_______________________。
(5)有同学提出可将方案中最初用于溶解合金的烧碱改为盐酸,重新设计方案,也能制得这三种物质,你认为后者的方案是否合理?________,理由是________________________________________________。
正确答案
(1)漏斗、玻璃棒
(2)途径Ⅱ 因为滤液A是NaAlO2溶液,按途径Ⅰ直接向A加入盐酸得到的AlCl3中含有大量的NaCl杂质;按途径Ⅱ通入C(CO2)气体,得到D[Al(OH)3]沉淀,将Al(OH)3溶于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液,所以途径Ⅱ更合理
(3)蒸发浓缩,冷却结晶
(4)2Cu+O22CuO
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O
(5)不合理 该方案不符合实验方案设计的简约性原则,操作步骤多,消耗试剂量大,时间长
(1)过滤需要漏斗、玻璃棒。(2)制AlCl3溶液途径Ⅱ合理,因为滤液A是NaAlO2溶液,加足量盐酸会生成NaCl杂质。(3)绿矾是FeSO4·7H2O,需浓溶液冷却结晶才能含结晶水。(4)需三步反应:2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O,(5)先用盐酸溶解会步骤多,且浪费药品。
(4分)现有下列4种物质:① NH3、② NO2、③Cl2、④NaHCO3溶液。其中,常温下为黄绿色气体是 (填序号,下同),能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是 ,红棕色的气体是 ,与盐酸反应能生成气体的溶液是 。
正确答案
(4分) 3 , 1 , 2 , 4 。(填序号)
略
(4分)A、B、C、D四种气体,都是大气的污染物。国家环境保护法严格禁止把这类气体大量排入空气中,工业上通常都用碱液加以吸收。已知A的水溶液是一种无氧酸,A在空气中充分燃烧得到B;B是形成酸雨的主要污染物;C是一种单质,其水溶液具有漂白作用;D是硝酸工业尾气中有害物质之一,易溶于水。根据推断结果和下列要求写出有关的化学方程式。
(1) A在空气中完全燃烧: 。
(2) B的水溶液被空气氧化: 。
(3) C跟消石灰反应: 。
(4) D跟水反应: 。
正确答案
略
混合气体中有 A 的形成过程 。
正确答案
H2 HCl 工业制盐酸过程中所得混合气体中有 H2,是由于 Cl2在过量 H2中燃烧的结果。
2∶71 恰为 HCl 气体中 H 元素和 Cl 元素的质量比,可见混合物应为 H2和 HCl 的混合气体。生产 HCl 时,可使 H2在 Cl2中燃烧,也可使 Cl2在 H2中燃烧,工业上采用后者。可以减少环境污染,保障生产安全。
(13分)短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大, A元素阳离子的原子核外没有电子,B是空气中含量最多的元素;C元素原子最外层电子数是其电子层数的三倍;C与D可形成两种常见的离子化合物;工业上常用电解C与E的化合物来制备E单质。
(1)写出D元素的基态原子电子排布式 。C、D、E的简单离子半径由小到大的顺序 (用离子符号表示)。
(2)工业上常用A和B的单质合成一种常见气体,该气体的电子式 。
检验该气体的常用方法是 。
(3)D2C2与H2O反应的化学方程式是 ,D2C2与CuSO4溶液反应的现象是 。
(4)A、B、C三种元素可组成一种常见离子化合物,其水溶液呈酸性,该溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(5)电动汽车的某种燃料电池,通常用NaOH作电解质,用E单质、石墨作电极,在石墨电极一侧通入空气,该电池的正极反应: 。
正确答案
(1)1s22s22p63s1 , Al3+ Na+ O2- 2分
(2) 1分,用润湿的红色石蕊试纸接近该气体,若试纸变红,证明氨气存在 2分
(3) 2Na2O2 + 2H2O =" 4NaOH" + O2↑ 2分、 产生蓝色沉淀并有气泡放出 2分
(4) NO3->NH4+>H+ >OH- 2分 (5)O2+ 2H2O +4e- =" 4" OH- 2分
根据元素的结构及性质可知,A是H,B是N,C是O,D是Na,E是Al。
(1)根据构造原理可知,Na元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s1。核外电子排布相同的微粒,其微粒半径随原子序数的增大而减小,因此离子半径由小到大的顺序是Al3+ Na+ O2-。
(2)该气体是氨气,含有极性键的共价化合物,电子式为。氨气是一种碱性气体,据此可以检验。即用润湿的红色石蕊试纸接近该气体,若试纸变红,证明氨气存在。
(3)过氧化钠溶于水生成氢氧化钠和氧气,方程式为2Na2O2 + 2H2O =" 4NaOH" + O2↑。产生的氢氧化钠再和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,
(4)该离子化合物是硝酸铵,NH4+水解显酸性,所以离子浓度大小顺序是NO3->NH4+>H+ >OH-。
(5)氧气是得到电子的,所以空气再正极通入,电极反应式为O2+ 2H2O +4e- =" 4" OH-。
(8分)(1)白色的Fe(OH)2在空气中发生的颜色变化为________________________;
(2)写出硅酸钠溶液在空气中变质的化学方程式:____________________________;
(3)写出用熟石灰吸收氯气制漂白粉的化学方程式: ;
(4)将CaMg3Si4O12改写为氧化物的形式:__________________________________。
正确答案
(8分)①白色迅速变为灰绿色最终变为红褐色
②Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+ Na2CO3
③2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+H2O
④CaO·3MgO·4SiO2(每空2分,共8分)
略
(10分)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:
①上述生产纯碱的方法称 ,
②沉淀池中发生的化学反应方程式是 。
③写出上述流程中X物质的分子式 。
④向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用有 。
A.增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出
B.使NaHCO3更多地析出
C.使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
正确答案
①联合制碱法或侯德榜制碱法
②NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
③CO2
④A、C
试题分析:解:(1)目前工业制碱方法有二:氨碱法和联合制碱法.题中方法由我们侯德邦所创,称为侯氏制碱法,也称为联合制碱法,故答案为:联合制碱法或侯德榜制碱法
(2)反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓,沉淀池中发生的化学反应为饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体,反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓,
故答案为:NH3+H2O+CO2+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓;
(3)在联合制碱法中二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物,可以循环利用,
故答案为:CO2;
(3)向母液中通氨气作用有增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出和使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度.
(4)故答案为:ac.
点评:根据联合制碱法的原料为氨气、二氧化碳和饱和氯化钠,反应式为NH3+H2O+CO2+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓;
主要的副产物为氯化铵,需要考虑氯化铵的回收利用,要提高原料的利用率,可以用循环使用的方法,在等知识点来解题 ,难度不大。
已知X+、Y3+、Z-、W2-是短周期元素X、Y、Z、W形成的离子,下图中的甲、乙、丙均是由上述四种离子中的两种组成的化合物。
回答下列问题:
(1)通常状况下,Z的单质是一种黄绿色气体,工业上常用电解溶液C的方法制备该单质,制备反应的化学方程式是
(2)①甲的化学式是 ,乙的化学式可能是 (写一种即可)
②若W2-和Z-具有相同电子层结构,则乙的电子式是
(3)Y单质可用来制造Y—空气燃料电池,该电池通常以溶液C或氢氧化钾溶液为电解质溶液,通入空气的电极为正极。
①若以溶液C为电解质溶液时,正极的反应式为
②若以氢氧化钾溶液为电解质溶液时,电池的总反应式为
正确答案
(1)2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH (2)①AlCl3 Na2S或Na2O
②(3)①O2+2H2 O +4e-=4OH- ②4Al+3O2+4KOH=4KAlO2+2H2O
(1)Z的单质是一种黄绿色气体,所以Z是氯气。因此C是氯化钠。反应式为
2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH。所以丙是氯化钠,因此X是钠元素,Z是氯元素。由于甲的水溶液显酸性,所以甲是氯化铝。乙的水溶液显解析,因此乙是硫化钠或氧化钠。若W2-和Z-具有相同电子层结构,则乙是硫化钠,所以乙的电子式为
。
(2)略
(3)Y是单质铝,所以在该电池中铝是负极,氧气在正极通入。如果用氯化钠作电解液,则正极反应式为O2+2H2 O +4e-=4OH-。如果用氢氧化钾作电解液,则总反应式为4Al+3O2+4KOH=4KAlO2+2H2O。
(每空3分,共9分)在50mL amol/L的硝酸溶液中,加入6.4gCu,全部溶解,假设硝酸的还原产物只有NO2和NO,将反应后溶液用蒸馏水稀释至100mL时测得c(NO
)=3mol/L,
(1)稀释后溶液c(H+)=_____mol
/L。
(2)若a=9,则生成的气体中NO2的物质的量为____mol。
(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收,反应原理如下:
NO2+NO+2NaOH=2NaNO3+H2O
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
若将上述的NO2和NO的混合气体通入1mol/L的NaOH恰好被吸收,则NaOH溶液的体积为______mL。
正确答案
(1)1 (2)0.125 (3)150
略
18.(6分)(1)有以下八种饱和溶液:①Ba(NO3)2;②Ca(OH)2;③Ca(ClO)2;④CaCl2;⑤Na2CO3;⑥NaAlO2;⑦NH3和NaCl;⑧Na2SiO3。向其中分别持续通入CO2,最终能得到沉淀或析出晶体的是_________________________。
① 联氨(N2H4)是一种无色可燃的液体,溶于水显碱性,其原理与氨相似,但其碱性不如氨强,写出其溶于水呈碱性的离子方程式: 。
② 联氨(N2H4)是航天飞船常用的高能燃料。联氨可以采用尿素[CO(NH2)2]为原料制取,方法是在高锰酸钾催化剂存在下,尿素[CO(NH2)2]和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、碳酸钠、另一种钠盐和水,写出其反应的化学方程式 。
正确答案
(6分)(1)⑤⑥⑦⑧(对二个得1分,错、漏选1个扣1分)(2分)
(2)①N2H4+H2ONH2NH3+(或N2H5+)+ OH-(2分)
②CO (NH2)2+ NaClO+ 2NaOH =(高锰酸钾催化剂) N2H4+NaCl+Na2CO3 +H2O(高锰酸钾催化剂,不写扣一分)(2分)
试题分析:(1)①④中不反应,②③中最终得到碳酸氢钙沉淀。⑤⑥⑦⑧分别得到碳酸氢钠沉淀、氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠沉淀、硅酸沉淀,因此答案选⑤⑥⑦⑧。
(2)①溶于水显碱性,其原理与氨相似,所以溶于水反应的方程式是
N2H4+H2ONH2NH3+(或N2H5+)+ OH-。
②根据原子守恒可知,另一种钠盐是氯化钠,所以反应的化学方程式是
CO (NH2)2+ NaClO+ 2NaOH N2H4+NaCl+Na2CO3 +H2O。
点评:在书写方程式时应该满足几个守恒关系,即原子守恒、电荷守恒以及电子的得失守恒等。
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