1、第 1 页,共 21 页 2020届高考化学二轮题型对题必练届高考化学二轮题型对题必练 -无机物制备的化学综合实验无机物制备的化学综合实验 1. 为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如图 1 实验流程,用含有铝、铁 和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4 7H2O)和胆矾晶体请回答: (1)写出步骤反应的离子方程式: _ (2)试剂 X是 _ .步骤、中均需进行的实验操作是 _ (3)进行步骤时, 该小组用如图 2所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶 液 A 中一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少为了避免固体 C 减少,可采取的改进措施是 _ (4)由溶液
2、E 到绿矾晶体(FeSO4 7H2O), 所需操作是 _ 、 _ 、 _ 、 洗涤、干燥 (5)用固体 F制备CuSO4溶液,可设计如图 3三种途径:写出途径中反应的离子 方程式 _ ,请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由 _ 2. 根据 Mg能在CO2中燃烧,某兴趣小组推测 Na 应该也能在CO 2中燃烧,且固体产物 可能为C、 Na2O和Na2CO3中的两种或三种 该小组用如图1装置进行了实验探究 已 知PdCl2能被 CO 还原得到黑色的 Pd 第 2 页,共 21 页 回答下列问题: (1)为了使反应随开随用,随关随停,上图虚线方框内应选用_装置(填图 2中 的字母代号),如何检验所
3、选装置的气密性_ (2)装置 2 中所盛试剂为_ A.NaOH 溶液 B.饱和NaHCO3溶液 C.饱和Na2CO3溶液 D.饱和 NaCl 溶液 (3)检测装置的气密性完好并装好药品后,在点燃酒精灯前应先进行装置 1 中的反 应操作,待观察到_现象时,再点燃酒精灯,这步操作的目的是_ (4)由实验现象和进一步的探究得出反应机理 A.装置 6 中有黑色沉淀生成; B.取反应后直玻管中的固体物质23.0g溶于足量的水中,无气泡产生且得到澄清的 溶液;将溶液加水稀释配成 250mL的溶液: C.取25.00mL步骤 B的溶液,滴加足量BaCl2溶液,将生成的白色沉淀过滤、洗涤、 干燥,称量得固体质
4、量为1.97g 步骤 C中不溶物干燥前必须经过洗涤,如何检验该沉淀是否洗涤干净_ 该探究得出钠与二氧化碳反应的化学方程式为_ 3. 污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题 某研究小组 利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫 剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件 已省略) 请回答下列问题: (1)上述流程脱硫实现了_(选填下列字母编号) A.废弃物的综合利用B.白色污染的减少C.酸雨的减少 (2)用MnCO3能除去溶液中的Al3:和Fe3:,其原因是_ (3)已知:25、101kPa 时, Mn
5、(s)+ O2(g) = MnO2(s) H = 520kJ/mol S(s) + O2(g) = SO2(g) H = 297kJ/mol Mn(s)+ S(s)+ 2O2(g) = MnSO4(s) H = 1065kJ/mol SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化方程式是_ (4)MnO2可作超级电容器材料用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极 的电极反应式是_ 第 3 页,共 21 页 (5)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是 _ (6)假设脱除的SO2只与软锰矿浆中的MnO2反应 按照图示流程, 将 a m3(标准状况 )含SO
6、2的体积分数为b%的尾气通入矿浆, 若SO2的脱除率为89.6%, 最终得到MnO2 的质量为 ckg, 则除去铁、 铝、 铜、 镍等杂质时, 所引入的锰元素相当于MnO2_kg 4. 甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上,300400左右分解 实验室制取的方法之一是:Ca(OH)2+ 2HCHO+ H2O2= Ca(HCOO)2+ 2H2O + H2.实验室制取时, 将工业用氢氧化钙(含铜离子等杂质)和甲醛依次加入到质量分 数为30 70%的过氧化氢溶液中(投料物质的量之比依次为 1:2:1.2),最终可得 到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品 (1)过氧化氢比理论用量稍多,
7、其目的是 _ (2)反应温度最好控制在30 70之间,温度不易过高,其主要原因是 _ (3)制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外,还要加入少量 的Na2S溶液,加硫化钠的目的是 _ (4)实验时需强力搅拌 45min,其目的是 _ ;结束后需调节溶液的 pH 78, 其目的是 _ .最后经结晶分离、干燥得产品 5. 高纯铜(Cu% = 99.99%)广泛应用于电器工业,某粗铜样品中含 Fe、Ni、Ag、Au 等杂质,用电解法进行精炼 (1)请在如图 1 电解装置图中标明电极材料和电解质溶液: (2)电解完毕后,某兴趣小组欲对电解液中的离子进行分离,他们通过查阅资料, 得知相关
8、氢氧化物在不同 pH 下的溶解度曲线(如图2) 结合图分析,相同温度下KspCu(OH)2、KspNi(OH)2、KspFe(OH)2由大到小 的顺序为 _ pH = 3时溶液中铜元素的主要存在形式是: _ (写化学式) 若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3:,应该控制溶液的 pH为 _ (填字母) A. 6 在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2:杂质, _ (填“能”或“不能”)通过调 节溶液 pH的方法来除去,理由是 _ 乙同学设计了如图 3 操作步骤, 顺利完成了溶液中的三种金属元素的分离 该方 第 4 页,共 21 页 案中试剂 X为 _ ,n = _ ,沉淀 b 的化学式为 _
9、6. 亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂,使用过 量会使人中毒,国际上对食品中亚硝酸钠的用量控制在很低的水平上某学习小组 针对亚硝酸钠设计了如下实验: 实验制备NaNO2 该小组查阅资料知:2NO+ Na2O2= 2NaNO2;2NO2+ Na2O2= 2NaNO3 设计制备装置如下(夹持装置略去): (1)如果没有 B装置,C 中发生的副反应有_,_ (2)装置 D可将剩余的 NO氧化成NO3 ;,发生反应的离子方程式为_ (3)甲同学检查完装置气密性良好后进行实验,发现制得的NaNO2中混有较多的 NaNO3杂质于是在 A与 B装置间增加了_装置,改进后
10、提高了NaNO2的纯 度 实验测定制取的样品中NaNO2的含量 步骤:a.在 5 个有编号的带刻度试管(比色管)中分别加入不同量的NaNO2溶液,各 加入 1mL的 M 溶液(M遇NaNO2呈紫红色,NaNO2浓度越大颜色越深),再加蒸馏 水至总体积均为 10mL并振荡,制成标准色阶: b.称量0.10g制得的样品溶于水配成 500mL溶液再取 5mL待测液,加入 1mL M 溶液,后加蒸馏水至 10mL振荡,与标准色阶比较 试管编号 NaNO2含量/mg L;1 0 20 40 60 80 (4)步骤 b 中比较结果是:待测液颜色与号色阶相同则甲同学制得的样品中 NaN02的质量分数是:_
11、(5)用目视比色法证明维生素 C可以有效降低NaNO2的含量设计并完成下列实验 报告 第 5 页,共 21 页 实验方案 实验现 象 实验结论 取 5mL 待测液,加入一定量的 _ ,振荡,再 加入 1mL M 溶液, _ ,再振荡, 与号色阶对比 _ 维生素 C 可以有效降 低NaNO2的含量 7. FeCl3是一种常用的净水剂,某化学研究小组同学用如图装置制备无水FeCl 3.已知无 水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。请回答下列问题: (1)A中发生反应的离子方程式为_。 (2)装置接口的连接顺序为_(用 a、 b、 ci表示); 反应开始前应先加热_ 处酒精灯(填“A”或“B”)。
12、 (3)装置 B中收集器放在冷水中的原因是_。 (4)反应结束后, 该小组同学对 B 中硬质玻璃管的右端进行加热, 其目的是_。 (5)工业上用5.0mol L;1FeCl3溶液吸收H2S气体,该反应的化学方程式为_; 若吸收170gH2S气体,需要该FeCl3溶液的体积为_L。 8. 晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下: 高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 粗硅与干燥 HCl气体反应制得SiHCl3:Si + 3HClSiHCl3+ H2 SiHCl3与过量H2在1 0001 100 反应制得纯硅。 已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。 请回答下列问题: (1)
13、第步制备粗硅的化学反应方程式为_。 (2)粗硅与 HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33 )中含有少量SiCl4(沸 点57.6 )和HCl(沸点84.7 ),提纯SiHCl3采用的方法为_。 (3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图(热源及夹持装置略去) 装置 B中的试剂是_。装置 C 中的烧瓶需要加热,其目的是 第 6 页,共 21 页 _。 反应一段时间后,装置 D中观察到的现象是_,装置 D不能采用普通玻 璃管的原因是_。 装置 D中发生反应的化学方程式为_。 为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反 应温度以及_。 为鉴定产品硅
14、中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再 加入的试剂是(填写字母代号)_。 a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液 9. 六氨氯化镁 (MgCl2 6NH3)具有极好的可逆吸、 放氨特性, 是一种优良的储氨材料。 某研究小组在实验室以菱镁矿(主 要成分 MgCO3,含少量 FeCO3等杂质)为原料制 备六氨氯化镁,实验流程图如下: 其中氨化过程装置示意图如下: 已知:(1)与Mg2:结合能力:H2O NH3 HOCH2CH2OH CH3OH (2)相关物质的性质见表: 物质名称 氨气的溶解性 氯化镁的溶解性 六氨氯化镁的溶解性 水 易溶 易
15、溶 易溶 甲醇(沸点65) 易溶 易溶 难溶 乙二醇(沸点197) 易溶 易溶 难溶 请回答: (1)调 pH适合的物质是_ (填化学式)。 (2)在空气中直接加热MgCl2 6H2O晶体得不到纯的无水MgCl2, 原因是_(用化 第 7 页,共 21 页 学方程式表示)。 (3)虚框内装置的作用:_,操作 a的名称是_。 (4)提纯操作中,下列洗涤剂最合适的是_。 A.冰浓氨水 B.乙二醇和水的混合液 C.氨气饱和的甲醇溶液 D.氨气饱和的乙二醇溶液 (5)制得产品后,该科研小组对产品的成分进行测定,其中氯离子含量检测方法如 下: A.称取1.420g样品,加足量硫酸溶解,配制成 250mL
16、溶液; B.量取25.00mL待测液于锥形瓶中; C.用0.2000mol/LAgNO3标准溶液滴定至终点,记录消耗AgNO3标准溶液的体积; D.重复 b、c操作23次,平均消耗AgNO3标准溶液10.00mL。 配制样品溶液时加硫酸的原因_。 该样品中氯离子百分含量为_。 将氯离子百分含量实验值与理论值 (36.04%)相比较,请分析造成此结果的可能 原因有_(已知滴定操作正确、硫酸根离子对检测无影响)。 10. 氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛用作有机 合成的催化剂 .实验室使用如图所示装置, 利用还原铜粉和氯气来 制备氯化铜 (1)石棉绒的作用是_ (2)装置 B中的试剂是_ (
17、3)若实验测得CuCl2质量分数为90%, 则其中可能含有的杂质是_(一种即可) .另取纯净CuCl2固体用于制备 CuCl (4)操作中加入盐酸的目的主要是_(结合离子方程式回答) (5)操作中反应的离子方程式为_ (6)若上述操作中用10mol/L盐酸代替0.2mol/L盐酸,通入SO2后,无白色沉淀产 生对此现象有如下两种猜想: 猜想一:c(H:)过大导致白色沉淀溶解 为验证此猜想, 取75gCuCl2固体、 100mL0.2mol/L盐酸及_ mL9.8mol/LH2SO4 配制 200mL溶液,再进行操作,观察是否有白色沉淀 猜想二:c(Cl;)过大导致白色沉淀溶解 资料显示:存在平
18、衡2Cl;(aq)+ CuCl(s) CuCl3 2;(aq) 请设计实验说明该猜想是否成立:_ 11. 过氧化钙是一种温和的氧化剂,常温下为白色的固体,易溶于酸,难溶于水、乙醇 等溶剂。某实验小组拟选用如下装置如图1(部分固定装置略)制备过氧化钙。 第 8 页,共 21 页 (1)请选择必要的装置, 按气流方向连接顺序为_(填仪器接口的字母编号, 装 置可重复使用)。 (2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检验装置的气密性后,装入 药品; 打开分液漏斗活塞, 通入一段时间气体, 加热药品; 反应结束后, _( 填操作);拆除装置,取出产物。 (3)若钙在空气中燃烧生成氮化钙(Ca3
19、N2),同时可能生成过氧化钙。请利用下列试 剂,设计实验检验钙的燃烧产物中是否含有过氧化钙。_。(简要说明实验步 骤、现象和结论)限选试剂:酸化的FeCl2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、稀硝酸 (4)利用反应Ca2:+ H2O2+ 2NH3+ 8H2O = CaO2 8H2O +2NH4 :,在碱性环境下 制取CaO2的装置如图 2:C中沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0左右,其可能 的原因分析:该反应是放热反应,温度低有利于提高CaO2 8H2O产率;_。 (5)测定产品中CaO2含量的实验步骤如下: 步骤一:准确称取 ag 产品于有塞锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的 bg KI 晶体,
20、再滴入少量2mol L;1的硫酸,充分反应; 步骤二:向上述锥形瓶中加入几滴_(作指示剂); 步骤三:逐滴加入浓度为cmol L;1的Na2S2O3溶液至反应完全,滴定至终点,记录 数据,再重复上述操作 2次,得出三次平均消耗Na2S2O3,溶液体积为 VmL。 CaO2的质量分数为_(用字母表示)。已知:I2+ 2S2O3 2; = 2I;+ S4O6 2; 12. 三氯化硼是一种重要的化工原料,某同学设计的三氯化硼制备装置如图 第 9 页,共 21 页 【查阅资料】 BCl3的熔点为107.3,沸点为12.5 2B + 6HCl 2BCl3+ 3H2 硼与铝的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反
21、应。 请回答下列题: (1)A装置可用高锰酸钾固体与浓盐酸反应制氯气,反应的化学方程式为_ (2)为了完成三氯化硼的制备,装置从左到右的接口连接顺序为_ (3)装里 E中的试剂为_.如果拆去 E装置,可能的后果是_ (4)D装置中发生反应前先通入一段时间的氯气,其目的是_.该装置中发生反 应的化学方程式为_ (5)三氯化硼与水能剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾,写出该反应的化学方程式 _ (6)请设计一个简易实验,验证制得的产品中是否含有硼粉_ 第 10 页,共 21 页 答案和解析答案和解析 1.【答案】2Al + 2OH;+ 2H2O = 2AlO2 ; + 3H2;稀硫酸;过滤;在
22、a、b 之间添加盛 放饱和NaHCO3溶液的洗气瓶;蒸发浓缩;冷却结晶;过滤;3Cu + 2NO3 ; + 8H:= 3Cu2:+ 2NO +4H2O;途径最佳,理由是原料利用率高,环境污染小 【解析】解:铝、铁和铜的合金中只有金属铝可以和氢氧化钠反应,过滤后,得到溶液 A含有NaAlO2,固体 B为 Cu 和Fe.溶液 A 中通入过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉 淀与碳酸氢钠, 过滤分离, 得到C为Al(OH)3, D为NaHCO3溶液, C和碳酸氢钠溶液D.固体 B用试剂 X 反应, 过滤分离得到溶液 E, 溶液 E 蒸发浓缩、 冷却结晶可以获得绿矾晶体, 可知试剂 X为稀硫酸, E为Fe
23、SO4, F为 Cu, Cu转化得到硫酸铜, CuSO4溶液蒸发浓缩、 冷却结晶可以获得胆矾晶体 (1)步骤中铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气,反应离子方程式为: 2Al + 2OH;+ 2H2O = 2AlO2 ; + 3H2, 故答案为:2Al + 2OH;+ 2H2O = 2AlO2 ; + 3H2; (2)由上述分析可知,试剂 X为稀硫酸,步骤、均是固体和液体的分离操作, 应该是过滤,故答案为:稀硫酸;过滤; (3)盐酸具有挥发性,挥发出的 HCl导致氢氧化铝溶液,应在 a、b 之间添加盛放饱和 NaHCO3溶液的洗气瓶,除去二氧化碳中的 HCl, 故答案为:在 a、b之间添加盛
24、放饱和NaHCO3溶液的洗气瓶; (4)从硫酸铜溶液中获得晶体,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操 作,故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;过滤; (5)途径中 Cu 与混酸反应生成铜盐、NO与水,反应离子方程式为:3Cu + 2NO3 ; + 8H:= 3Cu2:+ 2NO +4H2O; 途径产生 NO,途径中会生成二氧化硫,NO、二氧化硫均污染空气,铜不能和稀 硫酸反应,但是当加热并通入空气之后,铜和氧气反应生成氧化铜,然后氧化铜会和硫 酸反应生成硫酸铜,不会产生污染大气的气体,该过程原料利用率高,所以途径最 佳, 故答案为:3Cu+ 2NO3 ; + 8H:= 3Cu2:+ 2N
25、O +4H2O;途径最佳,理由是原料利 用率高,环境污染小 铝、 铁和铜的合金中只有金属铝可以和氢氧化钠反应, 过滤后, 得到溶液A含有NaAlO2, 固体 B为 Cu和Fe.溶液 A中通入过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠, 过 滤分离,得到 C 为Al(OH)3,D 为NaHCO3溶液,C和碳酸氢钠溶液D.固体 B用试剂 X反 应,过滤分离得到溶液 E,溶液 E蒸发浓缩、冷却结晶可以获得绿矾晶体,可知试剂 X 为稀硫酸,E为FeSO4,F为 Cu,Cu 转化得到硫酸铜,CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶 可以获得胆矾晶体 (1)步骤中铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气; (3)
26、盐酸具有挥发性,挥发出的 HCl导致氢氧化铝溶液,用饱和NaHCO3溶液除去; (4)从溶液中获得晶体,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作; (5)途径中 Cu 与混酸反应生成铜盐、NO与水;根据消耗原料用量、产物对环境污染 第 11 页,共 21 页 分析判断 本题考查实验制备方案、物质的分离和提纯、对方案的分析评价等,关键是理解工艺流 程原理,是对学生综合能力的考查,题目难度中等 2.【答案】C;关闭弹簧夹,向长颈漏斗中加水,一定时间后静置液面保持不动,说明 气密性良好;B;装置 5 中出现大量浑浊;排尽装置中的空气;取最后一次洗涤液加入 稀H2SO4,不出现浑浊说明沉淀洗涤干净;6N
27、a + 4CO2 ; 2Na2O + Na2CO3+ 3CO 【解析】解:(1)制取二氧化碳时,为了使制气过程具有“随开随用,随关随停”的特 点,应该选用能够可以固、液药品分开的装置,A中只能控制反应的速率,但不能控制 反应的随时进行与停止; 而 C 中当打开止水夹时, 酸就和有孔塑料板上的石灰石反应生 成气体, 当关闭止水夹时, 生成的气体就无法从导管中排出, 从而使装置内的压强增大, 把酸液挤到长颈漏斗中,使固液分离,故选 C.检验所选装置的气密性的方法为:关闭弹 簧夹,向长颈漏斗中加水,一定时间后静置液面保持不动,说明气密性良好, 故答案为:C;关闭弹簧夹,向长颈漏斗中加水,一定时间后静
28、置液面保持不动,说明 气密性良好; (2)由实验方案图可知,a为二氧化碳发生装置,d 为二氧化碳与钠反应装置,加入 d装 置的二氧化碳应干燥,没有其它,故装置 b 是除去二氧化碳中的 HCl,应用饱和的碳酸 氢钠溶液, 故答案为:B; (3)由分析可知,反应需要排尽装置内的空气,当装置中产生白色沉淀,说明空气中 的二氧化碳排尽,再加热 d 处的酒精灯发生反应, 故答案为:装置中产生白色沉淀;排尽装置内的空气; (4)检验该沉淀是否洗涤干净取最后一次洗涤液加入稀H2SO4,不出现浑浊说明沉淀 洗涤干净, 故答案为:取最后一次洗涤液加入稀H2SO4,不出现浑浊说明沉淀洗涤干净; 根据步骤 A装置
29、6中有黑色沉淀生成,可知钠与二氧化碳反应生成了一氧化碳;步 骤 C 中最终所得固体质量为1.97g为碳酸钡,说明反应生成碳酸钠,根据碳元素守恒可 知,碳酸钠的物质的量= 1.97g 197g/mol = 0.01mol,故 23g 固体物质中碳酸钠的物质的量为 0.01mol 250 25 = 0.1mol,其质量= 0.1mol 106g/mol = 10.6g; 根据步骤 B取反应后直玻管中的固体物质23.0g溶于足量的水中,无气泡产生且得到澄 清的溶液,可知固体中有氧化钠,质量为:23 10.6 = 12.4g,物质的量为 12.4g 62g/mol = 0.2mol;根据Na2O和Na
30、2CO3物质的量之比为0.2mol:0.1mol = 2:1,利用元素守恒和 电子守恒配平反应方程式为:6Na + 4CO2 ; 2Na2O + Na2CO3+ 3CO, 故答案为:6Na + 4CO2 ; 2Na2O + Na2CO3+ 3CO (1)制取二氧化碳时,为了使制气过程具有“随开随用,随关随停”的特点,应该选用 能够可以固、液药品分开的装置,根据装置特点确定检验所选装置的气密性的方法; (2)由实验方案图可知装置 b是除去二氧化碳中的 HCl,应用饱和的碳酸氢钠溶液; 第 12 页,共 21 页 (3)由实验方案图可知,a为二氧化碳发生装置,d 为二氧化碳与钠反应装置,加入 d装
31、 置的二氧化碳应干燥,没有其其它,故装置 b是除去二氧化碳其它中的 HCl,应用饱和 的碳酸氢钠溶液,c 为干燥装置,吸收水蒸气反应需要排尽装置内的空气,当 e装置 中产生白色沉淀,说明空气中的二氧化碳排尽,再加热 d 处的酒精灯发生反应; (4)取最后一次洗涤液加入稀H2SO4,不出现浑浊说明沉淀洗涤干净;根据步骤 A 装置 6 中有黑色沉淀生成,可知钠与二氧化碳反应生成了一氧化碳; 步骤 C中最终所得固体质量为1.97g为碳酸钡,说明反应生成碳酸钠,根据碳元素守恒 可知碳酸钠的物质的量0.01mol,故 23g 固体物质中碳酸钠的物质的量为0.1mol,其质 量10.6g,根据步骤 B取反
32、应后直玻管中的固体物质23.0g溶于足量的水中,无气泡产生 且得到澄清的溶液,可知固体中有氧化钠,质量为:23 10.6 = 12.4g,物质的量为 12.4g 62g/mol = 0.2mol;根据Na2O和Na2CO3物质的量之比为0.2mol:0.1mol = 2:1,利用元 素守恒和电子守恒配平反应方程式为:6Na + 4CO2 ; 2Na2O + Na2CO3+ 3CO 本题考查物质组成与探究,涉及对实验方案的理解、实验基本操作、化学计算与数据处 理等,确定生成物的成分以发生的反应是难度,也是易错点,题目难度较大 3.【答案】AC 消耗溶液中的酸,促进Al3:和Fe3:水解生成氢氧化
33、物沉淀 MnO2(s)+ SO2(g) = MnSO4(s) H= 248kJ/mol Mn2:+ 2H2O 2e;= MnO2+ 4H: MnO2+ H2O + e;= MnO(OH) + OH; 1500c;87ab 2500 【解析】 解: 二氧化硫能与二氧化锰反应生成硫酸锰, 用MnCO3能除去溶液中Al3:和Fe3:, MnS将铜、镍离子还原为单质,高锰酸钾能与硫酸锰反应生成二氧化锰, (1)硫氧化后生成二氧化硫,二氧化硫能形成酸雨,脱硫能减少酸雨和废物在利用,故 答案为:AC; (2)MnCO3消耗溶液中的酸,溶液的酸性减弱,碱性增强,促进Al3:和Fe3:水解生成氢 氧化物沉淀,
34、从而达到除去Al3:和Fe3:的目的, 故答案为:消耗溶液中的酸,促进Al3:和Fe3:水解生成氢氧化物沉淀; (3)Mn(s) + O2(g) = MnO2(s) H = 520kJ mol;1 S(s) + O2(g) = SO2(g) H = 297kJ mol;1 Mn(s) + S(s) + 2O2(g) = MnSO4(s) H = 1065kJ mol;1 根据盖斯定律, 将 可得MnO2(s) + SO2(g) = MnSO4(s) H= 248kJ/mol, 故答案为:MnO2(s) + SO2(g) = MnSO4(s) H= 248kJ/mol; (4)锰离子在阳极失电子
35、:Mn2:+ 2H2O 2e;= MnO2+ 4H:, 故答案为:Mn2:+ 2H2O 2e;= MnO2+ 4H:; (5)二氧化锰得电子生成MnO(OH),MnO2+ H2O + e;= MnO(OH)+ OH;, 故答案为:MnO2+ H2O + e;= MnO(OH) + OH;; (6)反应的二氧化硫的物质的量为 a1000 22.4 b% 89.6% = 0.4abmol,根据SO2+ MnO2= MnSO4可知生成硫酸锰的物质的量为0.4abmol,最终生成的二氧化锰为c kg, 设消耗硫酸锰的物质的量为 x 2KMnO4+ 3MnSO4+ 2H2O = 5MnO2+ 2H2SO
36、4+ K2SO4 第 13 页,共 21 页 3 87 5 x 1000c 3 x = 875 1000c, x = 3000c 435 , 除去铁、铝、铜、镍等杂质时,所引入的锰元素(3000c 435 0.4ab)mol, 相当于MnO2的质量 (3000c 435 0.4ab)mol 87g/mol = (600c 0.4ab 87)g = 1500c;87ab 2500 kg, 故答案为:1500c;87ab 2500 二氧化硫能与二氧化锰反应生成硫酸锰, 用MnCO3能除去溶液中Al3:和Fe3:, MnS 将铜、 镍离子还原为单质,高锰酸钾能与硫酸锰反应生成二氧化锰, (1)脱硫能
37、减少酸雨; (2)MnCO3消耗溶液中的酸,促进Al3:和Fe3:水解; (3)根据盖斯定律将 可得SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的瓜不,据此解 题; (4)锰离子在阳极失电子; (5)二氧化锰得电子生成MnO(OH); (6)SO2+ MnO2= MnSO4,根据方程式结合元素守恒解题 本题考查热化学方程式、原电池、电解池和化学计算等,侧重于学生的分析能力和实验 能力的考查,难度中等 4.【答案】 使甲醛充分氧化, 提高甲醛的利用率和产品纯度; 防止H2O2分解和甲醛挥发; 除去重金属离子(使重金属离子形成硫化物沉淀除去);使反应物充分接触,提高产率; 防止甲酸钙水解(或除去甲酸)
38、【解析】解:(1)实验室制取甲酸钙反应原理为:Ca(OH)2+ 2HCHO+ H2O2= Ca(HCOO)2+ 2H2O + H2,过氧化氢为反应物,化学反应中一种反应物过量目的是促 进其他反应物充分反应,提高转化率,则加过量的过氧化氢能使甲醛充分氧化,提高甲 醛的利用率和产品纯度, 故答案为:使甲醛充分氧化,提高甲醛的利用率和产品纯度; (2)过氧化氢受热易分解:2H2O2 2H2O + O2,温度较高时,双氧水易分解,甲醛 沸点只有19.5,易挥发,则反应温度最好控制在30 70之间,温度不易过高,能 防止H2O2分解和甲醛挥发; 故答案为:防止H2O2分解和甲醛挥发; (3)制备时在混合
39、溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外,还要加入少量的 Na2S溶液,硫化钠与重金属离子结合生成硫化物,硫化物难溶于水,可以除去重金属离 子; 第 14 页,共 21 页 故答案为:除去重金属离子(使重金属离子形成硫化物沉淀除去); (4)搅拌是使使反应物充分接触, 使其反应完全, 提高产率; 甲酸根离子为弱酸根离子, 则甲酸钙水解显弱碱性,调节溶液pH 78,溶液为弱碱性能抑制甲酸钙水解,结束后 需调节溶液的pH 78,显弱碱性,能除去甲酸, 故答案为:使反应物充分接触,提高产率;防止甲酸钙水解(或除去甲酸) (1)化学反应中一种反应物过量目的是促进其他反应物充分反应,提高转化率; (2
40、)温度较高时,双氧水易分解,甲醛易挥发; (3)重金属离子与硫离子反应生成难溶的硫化物; (4)搅拌是使反应物充分接触,提高产率;甲酸钙水解显碱性,溶液为弱碱性能抑制其 水解 本题考查甲酸钙制备,涉及实验操作原理、步骤等有关问题,主要考查了物质的制备、 除杂质、提高产率的方法、实验方案设计,题目难度中等,综合培养了学生的实验探究 能力 5.【答案】(1); (2)KspFe(OH)2 KspNi(OH)2 KspCu(OH)2; Cu2:; B; 不能;因Ni2:和Co2:几乎有相同的S pH图; H2O2;2.74.5;Cu(OH)2 【解析】解:(1)用电解精炼铜时,粗铜在阳极,阴极为精铜
41、,可用可溶解性铜盐溶液, 如硫酸铜等,电解装置图为:; 故答案为:; (2)形成沉淀时溶液中氢氧根离子的浓度越小,即 pH 越小时,Ksp越小,由图可知, 相同温度下KspCu(OH)2、KspNi(OH)2、KspFe(OH)2由大到小的顺序为: KspFe(OH)2 KspNi(OH)2 KspCu(OH)2 ; 第 15 页,共 21 页 故答案为:KspFe(OH)2 KspNi(OH)2 KspCu(OH)2 ; Cu2:在pH = 4.5左右很易溶解,显然pH = 3时溶液中铜元素的主要存在形式是Cu2:, 故答案为:Cu2:; 由图可知Fe3:在pH = 2.5左右沉淀完全, C
42、u2:在pH = 4.5左右很易溶解, 要除去CuCl2 溶液中的少量Fe3:,应控制溶液的 pH在2.54.5较合适,故选 B;故答案为:B; Ni2:和Co2:几乎有相同的S pH图,当调节 PH 时,二者会同时转化为沉淀,因此不 能通过调节溶液 pH 的方法来除去Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2:杂质; 故答案为:因Ni2:和Co2:几乎有相同的S pH图,因此不能通过调节溶液 pH 的方法来 除去Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2:杂质; 为了不引入新杂质, 先加入氧化剂把Fe2:氧化成Fe3:时, 可采用H2O2或Cl2等氧化剂; 由氢氧化物的溶解度与 pH关系图, n =
43、 2.74.5的合理范围时Fe3:转化为沉淀, 而其他 金属离子不沉淀;当PH = 6时,铜离子完全沉淀,Ni2:和Co2:不沉淀,所以最后得到沉 淀 b的化学式为Cu(OH)2; 故答案为:H2O2;2.74.5;Cu(OH)2 (1)电解精炼时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,含有铜离子的溶液作电解质溶液; (2)根据形成沉淀时溶液中氢氧根离子的浓度即 pH判断,pH 越小,则Ksp越小; 根据图象判断铜元素的主要存在形式; 若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3:,应该把Fe3:转化为沉淀,而铜离子不能沉淀; 当调节 pH时,Ni2:和Co2:都会转化为沉淀; 先把Fe2:氧化为Fe3:, 在调节
44、 pH除去, 当pH = 6时, 铜离子完全沉淀, Ni2:和Co2:不 沉淀 本题考查了电解原理的应用、沉淀的生成及离子的分离提纯,题目涉及的内容较多,题 目难度中等,注意对难溶氢氧化物的S pH图的分析应用是解题的关键 6.【答案】 2Na2O2+ 2H2O = 4NaOH + O2; 2NO + O2= 2NO2; 5NO+ 3MnO4 ; + 4H:= 5NO3 ; + 3Mn2:+ 2H2O;在 A、B之间增加装有水的洗气瓶;60%;维生素 C;加入至 蒸馏水 10mL;紫红色比色阶浅 【解析】解:(1)金属铜和稀硝酸制得的一氧化氮中含有水,水会和过氧化钠发生反应 产生氧气,2Na2
45、O2+ 2H2O = 4NaOH + O2,生成的氧气极易把一氧化氮氧化为二氧 化氮,即2NO + O2= NO2, 故答案为:2Na2O2+ 2H2O = 4NaOH + O2;2NO + O2= 2NO2; (2)高锰酸钾具有氧化性,能将一氧化氮氧化,反应的实质是:5NO + 3MnO4 ; + 4H:= 5NO3 ; + 3Mn2:+ 2H2O, 故答案为:5NO+ 3MnO4 ; + 4H:= 5NO3 ; + 3Mn2:+ 2H2O; (3)由于获得一氧化氮所用的硝酸具有挥发性,这样会干扰实验结果,可以在 A,、B 之间增加装有水的洗气瓶,减小实验误差, 故答案为:在 A、B之间增加
46、装有水的洗气瓶; (4)甲待测液颜色与号色阶相同,则甲同学制得的样品中NaN02的纯度6010 3100 0.1g 100% = 60%, 故答案为:60%; (5)要和(4)中的甲同学的实验方案形成对比试验, 同样可以是先取 5mL待测液, 然后加 第 16 页,共 21 页 入维生素 C,并加入 1 mLM 溶液,最后加入蒸馏水至 10mL,若紫红色比色阶浅, 说明亚硝酸钠的含量低,则可以证明维生素 C可以有效降低NaNO2的含量 故答案为:维生素 C;加入至蒸馏水 10mL;紫红色比色阶浅 (1)金属铜和稀硝酸制得的一氧化氮中含有水,会和过氧化钠发生反应产生氧气,氧气 极易把一氧化氮氧化; (2)高锰酸钾具有氧化性,能将一氧化氮氧化,根据电子守恒配平方程式即可; (3)
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