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(19分)已知D、M、H是常见的非金属单质,其中M是无色气体,H是有色气体,J是一种金属单质(其同族的某种元素是形成化合物种类最多的元素),A、C是金属氧化物,C和J均是某种常见电池的电极材料,J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定,B与C反应时,每生成1molH同时消耗4molB和1molC,K只知含有CO或CO2中的一种或两种。它们关系如图:
(1)写出下列物质的化学式: A D
(2)写出下列反应的化学方程式:
②
⑤
(3)由金属氧化物A和C得到其相应的金属,在冶金工业上一般可用 方法(填序号)
①热分解法 ②热还原法 ③电解法
其中从A得到其相应金属也可用铝热法,若反应中1molA参加反应,转移电子的物质的量为
(4)用C、J作电极,与硫酸构成如图所示电池,正极的电极反应为
当反应转移1mol电子时,负极质量增加 g。
正确答案
(1)Fe3O4(2分) C(2分)
(2)PbO2+4HCl(浓) PbCl2+
Cl2↑+2H2O(3分) 2HClO
2HCl+O2↑(3分)
(3)②(2分) 8mol(2分)
(4)PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O(3分) 48(2分)
略
高铁酸钾是一种重要的水的处理剂,实验可用下列流程制取高铁酸钾,
⑴NaClO溶液中加入NaOH固体形成碱性环境。
⑵将研磨的Fe(NO3)3少量多次的加入到上述溶液中,冰浴中反应1h。
采用少量多次加入,其目的是___________________________;该反应的离子方程为:
_____________________________________。
⑶将KOH加入到反应后的溶液搅拌半小时。静置,抽滤的粗产品。该反应的化学方程式为:_____________________________。
⑷依次用甲苯、乙醇、乙醚洗涤以除去水份和KNO3、KCl、KOH等杂质。
⑸在强碱性溶液中,高铁酸钾能将亚铬酸盐(KCrO2)氧化为铬酸盐(K2CrO4),生成的铬酸盐溶液酸化后,得到的重铬酸钾(K2Cr2O7)用Fe(Ⅱ)的标准溶液滴定,以二苯胺磺酸钠为指示剂。到达滴定终点时,溶液由紫色变为淡绿色。现称取5.000 g高铁酸钾样品于烧杯中,加入适量氢氧化钾溶液,加入稍过量的KCrO2,充分反应后,转移到250 mL容量瓶中,定容,量取25.00mL,再用稀硫酸酸化,用0.1000 mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,用去标准溶液33.33 mL。
①滴定时适宜选用的滴定管是: (a、酸式,b、碱式)。
②计算上述实验制得的样品中,高铁酸钾的质量分数为_________________。
③若上述过程中,测得的样品中高铁酸盐的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有__________ 。
正确答案
⑵少量多次加可以使两者接近于完全反应,避免其中一种过量太多(1分)
2Fe3++3ClO-+10OH- = 2FeO42-+3Cl-+5H2O(2分)
⑶2KOH+Na2FeO4 = K2FeO4+2NaOH(2分)
⑸① a(1分) ②44.0%(2分) ③样品中混有Na2FeO4杂质(2分)
⑵根据框图可知Fe(NO3)3的氧化产物为Na2FeO4,NaClO的还原产物应为NaCl,由氧化还原反应得失电子数相等易得离子方程式。⑶由图示可知Na2FeO4与KOH的反应属于复分解反应,反推可知反应能够发生的原因是在相同条件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4。⑸①(NH4)2Fe(SO4)2是一种强酸弱碱盐,水解显酸性,宜选用酸式滴定管。②滴定过程中涉及的离子方程式有:
FeO42-+CrO2-+2H2OCrO42-+Fe(OH)3↓+OH-,2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,由此可得关系式K2FeO4~~3Fe2+,求得质量分数为44.0%。
NH3和Cl2共aL,混合后在一定条件下充分反应,气体体积变为bL,问有多少升的NH3被氧化?已知2NH3+3Cl2=N2+6HCl。
正确答案
NH3和Cl2混合可发生反应:2NH3+3Cl2=N2+6HCl①,当NH3过量时又可与生成的HCl发生反应:NH3+HCl=NH4Cl②,同时可发生反应:8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl③,第①个反应是氧化还原反应,第②个反应是非氧化还原反应,第③个反应是第①②两个反应的加合。因此在计算前必须判断反应物是适量还是过量,判断的方法可用体积法。
NH3全部被氧化,根据:
2NH3+3Cl2=N2+6HCl 气体体积增大
2 (1+6)-(2+3)=2
b-a b-a
可知被氧化的NH3为(b-a)L。
氧化的NH3能与生成的全部HCl反应生成NH4Cl,根据
8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl 气体体积减小
被氧化2 (8+3)-1=10
分过量,未被氧化的NH3与生成的部分HCl反应生成NH4Cl。
设被氧化的NH3为x,未被氧化的NH3为y。因为:
2NH3+3Cl2=N2+6HCl NH3+HCl=NH4Cl
甲、乙、丙、丁四种物质之间具有如右转化关系:
请回答下列问题:
(1)若乙为两性不溶物,则丙转化为乙的离子方程式为 ;
(2)若丙为形成酸雨的主要物质,则甲的化学式 ,乙能与热的NaOH溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写出该反应的离子方程式为:
;
(3)若丙中含有目前人类使用最广泛的金属元素,且乙转化成丙为化合反应,则将丙溶液蒸发、灼烧得到的物质是 ,除去丙溶液中少量乙的方法是: (用化学方程式表示),如何检验乙溶液中的丙,请设计实验方案 。
正确答案
⑴Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
⑵H2S 3S+6OH-=2S2-+SO32-+H2O
⑶Fe2O3 2FeCl3+Fe= 3FeCl2 取少量乙(FeCl3)溶液于试管中,滴加酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液褪色,则乙溶液中含有丙FeCl2。
试题分析:(1)若乙为两性不溶物,则乙为Al(OH)3↓甲为Al3+,丙为AlO2-,丁为OH-;(2)若丙为形成酸雨的主要物质,则甲为H2S,乙为S,丙为SO2,丁为O2;(3)若丙中含有目前人类使用最广泛的金属元素,则为含有铁元素。甲为Fe,乙为FeCl3,丙为FeCl2 ,丁为Cl2。
锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4 = ZnS↓+BaSO4↓。以下是工业生产流程。请回答有关问题:
Ⅰ.ZnSO4溶液的制备与提纯
有关资料:已知Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;
菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等。
(1)②中使用的氧化剂最好是下列的 (填序号),理由是 。
(2)写出反应④的离子方程式: 。
(3)为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程中步骤 产生的 可以用于步
骤 (其中步骤选填①、②、③、④、⑤)。
Ⅱ.BaS溶液的制备
有关数据: Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s);△H = —1473.2 kJ•mol-1
C(s)+ —O2(g)=CO(g); △H = —110.5 kJ•mol-1
Ba(s)+ S(s)=BaS(s); △H = —460 kJ•mol-1
(4)煅烧还原的热化学方程式为: 。
正确答案
(1)B(2分) 不会引入新的杂质离子(2分)
(2)ZnO22—+ 2CO2 + 2H2O = Zn(OH)2↓ + 2HCO3— (4分)
(3)① CO2 ④ (共4分)
(4)BaSO4(s) + 4C(s) =" BaS(s)" + 4CO(g) △H =" +571.2" kJ•mol-1(4分)
略
已知某温度下,无水Na2CO3的溶解度是10.0 g/(100 g水)。在该温度下,向足量的饱和Na2CO3(aq)中加入1.06 g无水Na2CO3,搅拌后静置。试求最终所得晶体的质量。
正确答案
3.45 g
解答本题有两种方法,一是过程思维法,二是终态思维法。
方法1(过程思维法):先求加入的1.06 g无水Na2CO3形成并析出晶体的质量m1(Na2CO3·10H2O)及溶液中由此减少的水的质量m1(H2O)
Na2CO3 ~ Na2CO3·10H2O ~ 10H2O
106 g 286 g 180 g
1.06 g m1(Na2CO3·10H2O) m1(H2O)
m1(Na2CO3·10H2O)="2.86" g m1(H2O)="1.80" g
再求溶解在1.80 g水中Na2CO3的质量m2(Na2CO3),及这些Na2CO3析出所形成晶体的质量m2(Na2CO3·10H2O)和溶液由此而减少水的质量m2(H2O)
m2(Na2CO3)==0.180 g
Na2CO3 ~ Na2CO3·10H2O ~ 10H2O
106 g 286 g 180 g
0.180 g m2(Na2CO3·10H2O) m2(H2O)
m2(Na2CO3·10H2O)="0.486" g m2(H2O)="0.306" g
依次类推,求m3(Na2CO3)及m3(Na2CO3·10H2O)和m3(H2O),直至所得晶体质量mi(Na2CO3·10H2O)在(Na2CO3·10H2O)的和中可以忽略为止。
m3(Na2CO3)==0.0306 g
Na2CO3 ~ Na2CO3·10H2O ~ 10H2O
106 g 286 g 180 g
0.0306 g m3(Na2CO3·10H2O) m3(H2O)
m3(Na2CO3·10H2O)="0.0826" g m3(H2O)="0.0520" g
m4(Na2CO3)=="0.00520" g
m4(Na2CO3·10H2O)=="0.0140" g
……(生成固体质量以0.170倍递减)
最后得出所得晶体质量m(Na2CO3·10H2O)
m(Na2CO3·10H2O)=(Na2CO3·10H2O)
="2.86" g+0.486 g+0.0826 g+0.0140 g+……
="3.44" g
方法2(终态思维法):设最终析出Na2CO3·10H2O的质量为x,则其中含有Na2CO3和水的质量分别为:
m(Na2CO3)= m(H2O)=
这样,若将(-1.06 g) Na2CO3溶解在质量为
的水中,在题设温度下,当形成饱和溶液,所以:
x=3.45 g。
(7分)右图中两圆相交部分(A、B、C、D)可表示铁、稀硫酸、烧碱溶液、硫酸铜溶液间的反应关系,请按下列要求填空:
(1)A处产生的现象是
(2)B处发生反应的类型是 ;
(3)C处发生反应的化学方程式是 ;
(4)D处发生反应的化学方程式是 。
正确答案
(1)铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色(2)复分解反应
(3)Fe + H2SO4= FeSO4 + H2↑(4)CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
(1)铁的金属性强于铜,所以铁能置换出铜,因此现象是铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色。
(2)烧碱与稀硫酸的反应是中和反应或复分解反应。
(3)C处是稀硫酸与铁的反应,方程式是Fe + H2SO4= FeSO4 + H2↑。
(4)D处是烧碱与硫酸铜的反应,方程式是CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4。
(4分)现有下列四种物质:①NH4Cl、②Cl2、③FeCl3、④NO。其中,能够与氢氧化钙加热条件下反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的是 (填序号,下同),遇到KSCN溶液能变红的是 ,易与空气中氧气反应的是 ,通常状况下呈黄绿色的是 。
正确答案
①③④②
略
在室温下,向200mL Cu(IO3)2饱和溶液中加入一定浓度100 mL(经酸化)的KI溶液,发生如下反应:
5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O
2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
充分反应后,再加入25.0mL 0.234 mol/L KIO3溶液恰好将过量的KI反应掉。再从上述所得混合液中取出25.0 mL,用0.110 mol/L Na2S2O3溶液滴定,发生反应
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
消耗了30.0mL Na2S2O3溶液。溶液体积改变忽略不计。计算:
(1)原饱和溶液中Cu(IO3)2的物质的量浓度;
(2)若Cu(IO3)2饱和溶液的的密度为1.00g/cm3,Cu(IO3)2的溶解度是多少?
正确答案
(1)0.00300 mo1/L
(2)0.124 g
本题考查化计算。(1)混合液中总碘
="0.0215" mol
KIO3与KI反应生成的碘n1(I2)=25.0×10-3L×0.234 mol/L×3 ="0.0176" mol
根据上述反应式可知:l mol Cu(IO3)2与KI完全反应可生成6.5 mo1 I2
故:n[Cu(IO3)2]=(0.0215 mol-0.0176 mol)×1÷6.5=0.000600 mo1
C[Cu(IO3)2]=0.000600 mo1÷0.200L=0.00300 mo1/L
(2)Cu(IO3)2溶解度:0.000600 mo1×414g/mol×1÷2="0.124" g
化工生产中常用到“三酸两碱”,“三酸”指硝酸、硫酸和盐酸,“两碱”指烧碱和纯碱。
(1)“三酸”与“两碱”之间均可反应,酸过量时, 若用化学方程式表示有六个,若用离子方程式表示却只有两个,一个是H++OH-=H2O,请写出另一个离子方程式: 。
(2) 实验室制备H2、CO2、NH3、SO2时,用盐酸和稀硫酸可制备的相同气体是_______。
(3)烧碱、纯碱溶液均可吸收CO2,当含0.1 mol NaOH的溶液吸收一定量CO2后,将溶液低温小心蒸干得到固体的组成可能有四种情况,分别是(填化学式):
① ;②Na2CO3;③Na2CO3和NaHCO3;④NaHCO3。
(4)将(3)得到的固体重新溶解于水,向其中加入盐酸,调节溶液的pH恰好等于7,再将溶液蒸干,最终得到固体的质量为 g。
(5)利用侯德榜制碱法可制两碱的一种,请写出制取小苏打时在溶液中发生反应的总化学方程式 。
正确答案
(1)CO32-+2H+=H2O+CO2↑ (2分)
(2)H2(2分)
(3)Na2CO3和NaOH (2分)
(4)5.85g (2分)
(5)H2O+CO2+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl (2分)
试题分析:(1)碳酸钠因其水溶液显现碱性而俗称纯碱。在物质的分类上属于盐。酸都电离产生氢离子H+,氢氧化钠电离产生OH-, Na2CO3电离产生CO32-,故发生上述两个离子反应,除了H++OH-=H2O,肯定有纯碱Na2CO3,写离子方程式应该是CO32-+2H+=H2O+CO2↑。
(2) 实验室制备H2用盐酸和稀硫酸可制备、实验室制备CO2只能用盐酸和碳酸钙制备,不能用稀硫酸、NH3实验室制备用氯化铵和氢氧化钙固体、SO2实验室制备用Na2SO3和浓硫酸,综上所述,相同气体是氢气。
(3)在NaOH溶液中通人一定量的CO2后,溶液中的溶质的组成分析:用数轴表示为
当时,溶质的组成为NaOH和Na2CO3;当
2时,溶质的组成为Na2CO3;当
时,溶质的组成为Na2CO3和NaHCO3;当
时,溶质的组成为NaHCO3。
(4)将(3)得到的固体重新溶解于水,向其中加入盐酸,调节溶液的pH恰好等于7,说明全部转变成了氯化钠,氯化钠和氢氧化钠的物质的量相等,0.1 mol 氯化钠的质量为5.85gg。
(5)侯氏制碱法原理,是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。要制纯碱,先制得溶解度较小的NaHCO3。再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以就在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子,铵根离子,氯离子和碳酸氢根离子,这其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用。反应方程式为H2O+CO2+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl。
(4分)世界是物质的,物质是由各种化学元素组成的,请你写出下列物质的化学式:
(1)“西气东输”工程中输送的气体是 ;
(2)水银不是银,是一种金属的俗称,这种金属是 ;
(3)既可用来消毒杀菌,又可用来改良酸性土壤的碱是 ;
(4)氧元素的质量分数最多的氧化物是 。
正确答案
(1)CH4 (2)Hg (3)Ca(OH)2 (4)H2 O2 (每小题1分)
(1)“西气东输”工程中输送的气体是天然气,天然气的主要成分是甲烷。
(2)Hg俗称水银。
(3)既可用来消毒杀菌,又可用来改良酸性土壤的碱是氢氧化钙。
(4)氧元素的质量分数最多的氧化物是H2O2。
完成下列填空
(1)向煤中加入适量的 ,可以大大减少燃烧产物中SO2的量。
(2)铝制品具有良好抗腐蚀性的原因是 。
(3)在少量的胆矾晶体中加入3 mL浓硫酸,片刻后变白色,证明浓硫酸具有 性。
(4)区别氯化铁溶液与氢氧化铁胶体的实验名称是 实验。
正确答案
(1)生石灰或石灰石(2分)
(2)表面有致密的氧化物保护膜(2分)
(3)吸水性(2分)
(4)丁达尔(2分)
试题分析:(1)煤的固硫技术,加入与产生的二氧化硫反应的生石灰或石灰石使之转化为稳定的硫酸钙;
(2)铝与空气中氧气反应生成致密的氧化物保护膜覆盖在铝的表面从而使铝与空气隔离保护其不易锈蚀;(3)浓硫酸吸收湿存水和结晶水均体现其吸水性。
(6分)写出用H、C、O、Na四种元素组成符合下列要求的物质的化学式
⑴密度最小的气体 ;
⑵天然气的主要成分 ;
⑶固体可用于冷藏食物和人工降雨的物质 ;
⑷实验室用于制取氧气的物质 ;
⑸俗名为烧碱的物质 ;
⑹用于治疗胃酸过多的药物 。
正确答案
⑴ H2 ; ⑵ CH4 ;⑶CO2 ;⑷H2O2 ;⑸NaOH ; ⑹NaHCO3
考查常见物质的用途
⑴密度最小的气体H2。
⑵天然气的主要成分CH4。
⑶固体可用于冷藏食物和人工降雨的物质是CO2。
⑷双氧水不稳定,分解生成氧气,所以实验室用于制取氧气的物质H2O2。
⑸俗名为烧碱的物质是NaOH。
⑹用于治疗胃酸过多的药物是NaHCO3。
某些化学反应可用下式表示
请回答下列问题:
(1)若A、C、D均含有氯元素,且A的化合价介于C与D之间,写出该反应的离子方程式: 。
(2)若C、D均为气体且都能使澄清石灰水变浑浊,则A与B的组合是 。
(3)若A、C均含有铝元素。①当B是盐酸时,C是 ;②当B是NaOH时,C是 。
正确答案
(1)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(2)C、浓H2SO4
(3)AlCl3、NaAlO2
试题分析:(1)若A、C、D均含有氯元素,且A的化合价介于C与D之间,可以是氯气和氢氧化钠溶液的反应,离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(2)C、D均为气体且都能使澄清石灰水变浑浊,说明是二氧化硫、二氧化碳气体,该反应为碳和浓硫酸共热的反应,则A与B的组合是C、浓H2SO4
(3)若A、C均含有铝元素,①当B是盐酸时,A是偏铝酸钠,C是AlCl3②当B是NaOH时,A是氯化铝,则C是偏铝酸钠
硫酸亚锡(SnSO4)、四氯化锡(SnCl4)常用于印染和电镀工业。
(1)某研究小组设计SnSO4制备路线如下:
已知:酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化;SnCl2极易水解。
①SnCl2酸溶后加入Sn粉的作用是 。
②步骤Ⅱ中用到的玻璃仪器除烧杯外还有 ;步骤Ⅳ中需要洗涤固体SnO中含有的杂质,检验SnO中的Cl-是否洗涤干净的操作为 。
③步骤Ⅴ涉及到的操作有:a.过滤 b.洗涤 c.蒸发浓缩 d.冷却结晶 e.低温干燥,则其正确的操作顺序为 。
(2)实验室拟用以下装置,用熔融的金属锡与干燥纯净的氯气制取无水SnCl4(SnCl4熔点-33℃,沸点114.1℃,遇潮湿空气极易水解),此反应过程放出大量的热。
①装置C中应加入试剂为___________;仪器E的名称为____________________。
②反应开始生成SnCl4时,可以先熄灭___(填字母序号)处的酒精灯,理由是________。
③该实验装置设计尚存在缺陷,改进的方法是(包括仪器、试剂及连接位置等)______________。
正确答案
(1)①防止Sn2+被氧化(2分) ②普通漏斗(或漏斗)、玻璃棒(2分);取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加稀硝酸和AgNO3溶液,若无明显现象,证明SnO中的Cl-已洗涤干净;若产生白色沉淀证明SnO中的Cl-未洗涤干净(3分) ③cdabe(2分)
(2)①浓硫酸(2分);冷凝管(2分)
②D(2分);熔融的金属锡与氯气反应过程中放出大量的热,能维持该反应继续进行(2分)
③需要温度计;在装置F后应连接一个装有碱石灰(或氢氧化钠固体)的干燥管(或U型管)(2分)
试题分析:(1)①由于Sn2+易被氧化,所以SnCl2酸溶后加入Sn粉的作用是防止Sn2+被氧化。
②步骤Ⅱ中得到漏液B和滤渣,说明该操作是过滤,因此用到的玻璃仪器除烧杯外还有普通漏斗(或漏斗)、玻璃棒;氯离子的检验一般是用硝酸酸化的硝酸银溶液,所以检验SnO中的Cl-是否洗涤干净的操作为:取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加稀硝酸和AgNO3溶液,若无明显现象,证明SnO中的Cl-已洗涤干净;若产生白色沉淀证明SnO中的Cl-未洗涤干净。
③从溶液中得到晶体的正确操作是蒸发浓缩、.冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥,因此正确的顺序是cdabe。
(2)①由于SnCl4熔点-33℃,沸点114.1℃,遇潮湿空气极易水解,因此通入的氯气必须是干燥的,则装置C中应加入试剂为浓硫酸;根据仪器的结构特点可知,仪器E的名称为冷凝管。
②由于熔融的金属锡与氯气反应过程中放出大量的热,能维持该反应继续进行,所以反应开始生成SnCl4时,可以先熄灭D处的酒精灯。
③反应需控制在一定温度范围之内,需要温度计;根据题意知SnCl4遇潮湿空气便发生水解反应,生成物应干燥,因此应在装置F后应连接一个装有碱石灰(或氢氧化钠固体)的干燥管(或U型管)可达到目的。
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