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文档简介
1、2020-2021化学二模试题分类汇编一一钠及其化合物综合附答案一、高中化学钠及其化合物1. 1942年,我国化工专家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得 NaHCQ,进而生产出纯碱,他的侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。有关反应的化学方程式如下:NH3+ CQ+ H2O=NH4HCO3 ;NH4HCQ+ NaCl=NaHCQ J + NH4CI ;2NaHCOe= Na2CO3+ CO2 T + H2O(1)侯氏制碱法”把合成氨和纯碱两种产品联合生产,请写出工业合成氨的化学反应方程式 (2)碳酸氢钱与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是 。a.碳酸氢钠难溶于水b.碳酸
2、氢钠受热易分解c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出(3)某探究活动小组根据上述制碱原理,欲制备碳酸氢钠,同学们按各自设计的方案进行实 验。第一位同学:将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出 )。含氯的饱和食龄水甲乙丙丁请回答:写出甲中发生反应的离子方程式 。乙装置中的试剂是 。实验结束后,分离出 NaHCQ晶体的操作是 (填分离操作的名称)。第二位同学:用如图装置进行实验 (其它装置未画出)。为提高二氧化碳在此反应溶液中被吸收的程度,实验时,须先从 a管通入 气体,再从b管中通入 气体。装置c中的试剂为 (选填字母)。
3、e.碱石灰 ,浓硫酸 g.无水氯化钙【答案】N2 + 3H2稳 维哪翔 燧2NH3 c CaCO + 2H+= Ca2+ H2O + CQ T 饱和碳酸氢高温、高压钠溶液过滤 N%(氨)CQ (二氧化碳)g【解析】【分析】(1)工业合成氨反应,利用 N2、H2在高温、高压、催化剂作用下制NH3;(2)a.碳酸氢钠易溶于水;b.碳酸氢钠固态时受热易分解,在水溶液中受热不分解;c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,易结晶析出,促使平衡向生成物方向移动;(3)第一位同学:将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠;甲装置中,CaCQ与盐酸反应制 CO2气体,但CQ中混有HCl;乙中加入饱和 NaHCQ
4、溶液,以除去CO2中的HCl;在丙装置中,CO2通入含氨的饱和食盐水中,生成 NaHCO和 NH4C1; 丁装置用于吸收随未反应 CQ逸出的NH3; 第二位同学:用如图装置进行实验(其它装置未画出);由于C6在水中的溶解度不大,所以应先通NH3,后通CO2,最后还需吸收未反应的NH3o【详解】(1)工业合成氨反应,利用 N2、H2在高温、高压、催化剂作用下制NH3,反应方程式 N2 +3H2脩 够3!拆蜂2NH3;答案为:N2 + 3H2璃 第玛林 燧2NH3;(2) a.碳酸氢钠易溶于水,a不合题意;b.碳酸氢钠固态时受热易分解,对侯德榜制碱反应不产生影响,b不合题意;c.碳酸氢钠的溶解度相
5、对较小,易结晶析出,促使平衡向生成物方向移动,从而使NaHCO3结晶析出,c符合题意;故选c;(3) 第一位同学:将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠;甲中CaCQ与盐酸反应制 CO2气体,离子方程式为 CaCO + 2H+= Ca2+ H2O + CQ T ;答案 为:CaCQ + 2H+= Ca2+ H2O + CC2 T ;乙装置的作用是除去 CQ中的HCl,所以加入饱和NaHCO3溶液;答案为:饱和碳酸氢钠溶液;实验结束后,分离出 NaHCQ结晶析出,则分离此固体与液体的操作是过滤;答案为:过滤;第二位同学:用如图装置进行实验(其它装置未画出);由于CO2在水中的溶解度不大
6、,所以应先通NH3,后通CQ,即从a管通入NH3(氨)气体,再从b管中通入CO2 (二氧化碳)气体;答案为:NH3(氨);CQ (二氧化碳);e.碱石灰(氢氧化钠与氧化钙的混合物)不能吸收 NH3, e不合题意;f.浓硫酸呈液态,不能放在干燥管内,f不合题意;g.无水氯化钙呈固态,能够放在干燥管内,且能吸收NH3, g符合题意;故选g。【点睛】常温常压下,1 体积水约能溶解1 体积的二氧化碳气体,二氧化碳是酸性气体,若将其通入碱性溶液中,则由于能与碱发生反应,使其在溶液中的溶解度增大数倍,从而增大了产 品的质量,提高了生产效率。2. 2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的
7、三位化学家。锂离子 电池的广泛应用使锂的需求量大增,自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石 和磷锂铝石等。(1) i.为鉴定某矿石中是否含有锂元素,可以采用焰色反应来进行鉴定,当观察到火焰呈,可以认为存在锂元素。A.紫红色 B.绿色 C黄色 D.紫色(需透过蓝色钻玻璃)ii锂离子电池的广泛应用同样也要求处理电池废料以节约资源、保护环境。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(由Al箔、LiFePQ活性材料、少量不溶于酸碱的导电 剂组成)中的资源,部分流程如图:NaOHlOHMCh 饱和曲£彷正极片流滤 导电剂 滤渣 流港 ,*等滤渣双查阅资料,部分物质的溶解度 (s),
8、单位g,如下表所示:S(Li£Oj)SCLi2SO4)位 Lgj)WLiHFOQ1.3334.2口 39126800.K530.5(2)将回收的废旧锂离子电池进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理,筛分后获得正极片。下列分析你认为合理的是 。A.废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电,否则在后续处理中,残余的能量会集 中释放,可能会造成安全隐患。B.预放电时电池中的锂离子移向负极,不利于提高正极片中锂元素的回收率。C.热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等。(3)工业上为了最终获得一种常用金属,向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸,请写出此时硫酸参与反应的所有离子方程式
9、 (4)有人提出在 一酸浸时,用H2O2代替HNO3效果会更好。请写出用双氧水代替硝酸时主要反应的化学方程式(5)若滤液中c(Li+)=4mol/L加入等体积的Na2CO3后,沉淀中的Li元素占原Li元素总量 的 95.5%,计算滤液中 c(CQ2)。 ( Ksp(LiCO)=1.62 X310(6)综合考虑,最后流程中对 一滤渣吃涤时,常选用下列 (填字母)洗涤。A.热水B.冷水C.酒精原因是 (7)工业上将回收的 Li2CQ和滤渣中FePQ粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备 LiFePQ,实现了物质的循环利用,更好的节省了资源,保护了环境。请写出反应的化学方 程式: 。【答案】A AC H
10、+ OH=H2O、H+AlO2-+H2O=Al(OH)3 J 2LiFePQ +H2O2+4H2SO4=Li2SO4+Fe2(SO4)3+2 H2O+2H3PO4 0.2mol/L A 碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小,用热水洗涤会减少沉淀的溶解,同时热水成本比酒精低Li2CO3+ 2FePO4+2C=2LiFePO4+3CO【解析】【分析】废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)放电拆解后加入氢氧化钠溶液碱浸,过滤得到滤液中偏铝酸钠溶液,滤渣酸浸过滤得到炭黑和硫酸锂、硫酸亚铁的溶液,加入硫酸、硝酸氧化亚铁滤渣生成铁离子,调节溶液pH 生成磷酸铁沉淀,过滤后的滤液中加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳
11、酸锂,经过滤、洗涤、干燥等操作得到碳酸锂,以此解答该题。(1)根据锂的焰色反应回答;(2)将回收的废旧锂离子电池进行预放电,A.从锂的性质分析;B.放电是原电池,从离子的移动方向考虑;C.从有机物与碳的性质分析;(3)碱溶一步所得滤液中含有偏铝酸钠和氢氧化钠,加入硫酸,首先发生的是酸碱中和,然后是偏铝酸根与氢离子的反应;(4)LiFePO4 在硫酸和过氧化氢同时存在的条件下生成Li2SO4, Fe2( SO4) 3, 2 H2O 和2H3P。,从环保和价格的角度分析;(5)利用溶度积进行计算;(6)碳酸锂的溶解度随温度的变化分析;(7)根据题目所给信息写出化学方程式;【详解】(1)根据焰色反应
12、原理,锂矿石含有锂元素,锂的焰色反应为紫红色;(2)A.废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电,由于锂是很活泼的金属,容易和氧气,水蒸气发生反应,可能会造成安全隐患,故A 正确;B.放电时,阳离子移向正极,故放电时电池中的锂离子移向正极,故 B错误;C.难溶有机物的沸点一般较低,碳粉也可以被氧化,通过热处理可以除去有机物和碳粉,故 C 正确;(3)向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸,先发生酸碱中和,向偏铝酸钠溶液中加入酸,由于要得到金属,酸的量必须控制,故离子反应为:H+ OH-=H2O, H+AlO2-+H2O=Al(OH)3 J ;(4)H2O2和HNO3都具有强氧化性,由于硝酸见光分解
13、,成本较高,故可以利用过氧化氢代替硝酸,过氧化氢被还原的产物是水,对环境没有污染,化学方程式为2LiFePO4+H2O2+4H2SO4=L2SG+Fe2(SO93+2H2O+2H3P。;(5)碳酸锂是沉淀,存在难溶电解质的溶解平衡,设两溶液体积为V,滤液中c(Li+)=4mol/L ,沉淀中的Li元素占原Li元素总量的95.5%,则沉淀后溶液中锂离子的浓度为4mol /L V 1 95.5%=0.09mol/L ,故 Ksp (L2CC3)=c(Li+),生成标准状况下 C2体积为 L。【答案】 2 ,1十一 “1:日:2N&C2 +2H2C=4NaCH +C2?1.204x1023或
14、 0.2Na 2.24【解析】【分析】根据物质的分类的依据,熟悉同素异形体、离子化合物的概念,用电子式表示共价化合物 的物质形成的过程。【详解】(1)同种元素组成的结构不同的单质互为同素异形体。故C2与C3互为同素异形体; Na2C2既含有非极性共价键又含有离子键的离子化合物;HC1C是含有极性键共价键而不含非极性共价键的化合物;H2C2既含有极性共价键又含有非极性共价键的化合物;NaCIC既含有极性共价键又含有离子键的离子化合物;C2、。3、C12属于单质,不属于化合物,故含非极性键的共价化合物是H 2。2; (3)由(2)可知,Na2C2、NaCIC属于离子化合物,故属于离子化合物的有2种
15、; HCI是共价化合物,用电子式表示HCI的形成过程是:+c(CO32),故 c(CC3)=2VKsp Li 2CC32c Li_31.62 102- =0.2mol/L ;0.09 (6)碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小,用热水洗涤会减少沉淀的溶解,同时热水成本比 酒精低;(7)工业上将回收的Li2CC3和滤渣中FePC4粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备LiFePQ,反应方程式为 Li2CC3+ 2FePC4+2C= 2LiFePC+3CC。3.已知Na2C2C2HCICH2C2Cl2NaCICC3七种物质都具有强氧化性。请回答 下列问题:(1)上述物质中互为同素异形体的是 (填序号,下同
16、)。(2)含非极性键的共价化合物是 。(3)属于离子化合物的有 种。(4)Na2C2、HCI。H2C2 均能用于制备 C2。HCIC在光照条件下分解生成 。2和HCI,用电子式表示 HCI的形成过程:。写出Na2C2与H2C反应制备C2的化学方程H2C2在二氧化镒催化作用下可以制备C2。若6.8g H2C2参加反应,则转移电子数目为2Na2O2(5) Na2O2与H2O反应生成氧气和氢氧化钠,其反应的化学方程式为+2H2O=4NaOH +C2 T ;MnC2(6) 2H2C2C T +2H2C,每生成1mol转移2mol电子,故6.8g H2C2的物质的量:6.8go=0.2mol,生成氧气的
17、物质的量为0.1mol,转移的电子的数目为34g mol0.1mol X 2X 6.0223mo01=1.204x1023; V。) = 0.1molX 2moL-1=2.24L。4.锂离子电池历经半个世纪岁月的考验,作出重大贡献的三位科学家被授予2019年诺贝尔化学奖。磷酸亚铁锂(LiFePQ)是新型锂离子电池的正极材料。某小组拟设计以一种锂辉 石(主要成分为Li2C AI2C3 . 4SiC2,含少量铁、钙、镁)为原料制备纯净的碳酸锂,进而制 备LiFePQ的工艺流程:饱和溶液浓赫酸口00工耀淡1石灰孔溶液发浓埔CM。热 法 缩 液阚门岷LiiCO. 一纯净 L*C匕-»LiFe
18、PO,已知:LiC2 AI2O3 4SiC2+ H2SO4(浓)一”"" Li2SC4+ AI2O3 4SiC2 H2O J回答下列问题(1) LiFePQ含有锂、铁两种金属元素,它们焰色反应的颜色分别是 (填序 号)。A.紫红色、无焰色反应B黄色、无焰色反应C.黄色、紫色D洋红色、黄绿色(2)滤渣1的主要成分是;向滤液1中加入适量的CaCC细粉用于消耗硫n CaCC3酸并将Fe3+转化为红褐色沉淀,若 3+=3,反应的离子方程式为;滤丫2n Fe的主要成分是Fe(CH)3、CaS。,其中Fe(CH脱水后可生成一种元素种类不变且摩尔质量为89 g mol -1的新化合物,其
19、化学式为 。(3)已知碳酸锂在水中的溶解度随温度升高而减小,上述流程中趁热过滤的目的是(4)煨烧制备LiFePQ时,反应的化学方程式为 。(5)某种以LiFePQ,作正极材料的锂电池总反应可表示为:LiFePC4+C稀:制? Li1-xFePC4 +CLXO放电时正极的电极反应式为 。【答案】A Al2C3 4SiC2 H2C Fe3+3H+3CaCC3= Fe(CH)3+3Cs2+3CC2 T 或Fe3+3H+3CaCC3+3SC42-= Fe(CH+3CaSQ+3CC2 T Mg(CH)2 FeC(CH或 FeCCH 减小 LiCC3“段烧的溶解损失Li2CO3+H2QO4+2FePQ2L
20、iFePQ+3CO2 T +H2OTL1-xFePQ+xLi+xe-=LiFePQ【解析】【分析】锂辉石(主要成分为Li2O- AI2O3 4SiO2,含少量铁、钙、镁)加入浓硫酸共热,根据已知信息 可知得到的沉淀1主要成分为Al2O3 4SiO2 H2O,滤液中的主要阳离子有Fe3+、Mg2+、Ca2+、Li+;加入碳酸钙和石灰乳可以将过量的氢离子和Fe3+、Mg2+除去,滤渣2主要为Fe(OH£Mg(OH)2以及硫酸钙;滤液主要杂质离子有Ca2+和SO42-;再加入碳酸钠将钙离子除去,得到硫酸锂和硫酸钠的混合溶液,蒸发浓缩后加入饱和碳酸钠溶液,趁热过滤得到碳酸锂沉 淀;提纯后加入
21、草酸和磷酸铁经煨烧得到LiFePQ。【详解】(1)锂元素的焰色反应为紫色;铁元素无焰色反应,所以选A;(2)根据分析可知,滤渣 1主要为A12O3 4SQH2O;得到的红褐色沉淀应为Fe(OH)3,再结合n CaCO3不一 =3以及溶液中有过量的硫酸,所以离子方程式为Fe3+3H+3CaCQ=n FeFe(OH)3+3Cs2+3CC2 T ,考虑到溶液中有大量硫酸根也可以写成Fe3+3H+3CaCQ+3SQ2-二Fe(OH)3+3CaSQ+3CC2 T ;根据分析可知滤渣 2的主要成分是 Fe(OH)3、Mg(OH)2以及 CaSQ;摩尔质量为89 g mol-1,则该物质的式量为 89, F
22、e(OH)3的式量为107,107-89=18, 说明脱水过程失去一分子水,所以新物质的化学式为:FeO(OH);(3)碳酸锂在水中的溶解度随温度升高而减小,所以趁热过滤可以减小碳酸锂的溶解度,减 少碳酸锂的损耗;(4)煨烧制备过程的原料为 Li2CO3、H2QO4和FeP。,产物中有LiFePQ,铁元素的化合价降 低,则该过程中某种物质被氧化,根据元素化合价变化规律可知草酸中的C元素被氧化,由+3价升高为+4价,结合电子守恒和元素守恒可知方程式为:“段烧Li2CO3+H2C2O4+2FePO4 =2LiFePO4+3CQ2 T +H2OT ;(5)放电时正极得电子发生还原反应,负极失电子被氧
23、化,根据总反应可知负极应为CLX-xe-=xLi+C,正极反应等于总反应减去负极反应,所以正极反应为:即Li1-xFePO4+xLi+xe-=LiFePQ。【点睛】第5题电极方程式书写为本题难点,首先要注意本题中的总反应最后中逆反应为放电反 应,其次要注意到该电池中Li电极为负极,其负极的电极反应式比较好写,则可用总反应减去负极反应即可得到正极反应。5 .海水是一种丰富的资源,工业上可从海水中提取多种物质,广泛应用于生活、生产、科技等方面。如图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。网.帆产加速刷61醺一:忖 T"殛E*迪源奥运叵叵然叫卜卮芦瓯度理辿与遢I回答下列问题:(1)流程图中
24、操作a的名称为。(2)工业上从海水中提取的 NaCl,可用来制取纯碱,其简要过程如下:向饱和食盐水中先通入气体A,后通入气体B,充分反应后过滤得到晶体 C和滤液D,将晶体C灼烧即可 制得纯碱。气体A、B是CO2或NH3,则气体A应是(填化学式)滤液D中主要含有NH4C1、NaHCQ等物质,工业上是向滤液 D中通入NH3,并加入细小 食盐颗粒,冷却析出不含有NaHCO3的副产品NH4C1晶体,则通入 NH3的作用是 。(3)镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。若要验证所得无水 MgCl2中不含NaCl,最简单的操作方法是。操作b是在一氛围中进行,若在空气中加热,则会生成
25、Mg(OH)Cl,写出有关反应的化学方程式:。【答案】蒸发结晶(或蒸发)NH3增加NH4+的浓度,有利于 NH4CI的析出,并将NaHCC3 转化为NazCQ而不易析出 用洁净的钳丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧、若无黄 色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠(答焰色反应也可)HCl(气流)MgCl2 6H2C 占 一 Mg(CH)Cl+ HCl+ 5H2C【解析】【分析】(1)从溶液中分离出固体溶质用蒸发结晶的方法;(2)根据制取纯碱的原理:向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳,析出碳酸氢 钠晶体,加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱;根据氨水电离成俊根和氢氧根离子,增大俊根的浓度
26、有利于氯化俊的析出来分析,溶液 碱性增强,使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠,可以提高氯化钱的纯度;(3)根据焰色反应检验是否含有NaCl;如果直接在空气中加热 MgCl2?6H2。,则Mg2+会水解生成 Mg(CH)Cl和HCl,通入HCl可 以抑制其水解。【详解】(1)由流程图可知,操作 a是从海水中分离出粗盐,即从溶液中分离出固体溶质,应采用蒸 发结晶的方法;(2)向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳,析出碳酸氢钠晶体,加热碳酸氢钠 晶体可制得纯碱;氨气溶于水后生成氨水,氨水电离成俊根和氢氧根离子,增加NH4+的浓度,有利于沉淀平衡向生成NH4CI的方向进行,溶液碱性增强,并将 N
27、aHCQ转化为Na2CC3而不析出,可 以提高氯化钱的纯度;(3)用钳丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水 氯化镁晶体中不含氯化钠;如果直接在空气中加热MgCl2?6H2O,则Mg MgC2水解生成氢氧化镁和乙快;+会水解生成 Mg(OH)Cl和HCl,通入HCl可以抑制其水解;其反应方程式为:MgCb?6H2。 一 Mg(OH)Cl+HCl T +520。6 . I .金属冶炼与处理中常涉及离子反应和氧化还原反应。(1)实验室常用无水乙醇处理少量残留的金属钠,写出反应的化学方程式 。(2)镁与碳在加强热时可生成易水解的MgC2,其水解的化学方程式为 。(3)
28、我国古代劳动人民曾利用明矶溶液除去铜器表面的铜锈CU2(OH)2CO3,请简要解释其原理:。n . (4) 0.1 mol L1NaHCQ溶液与0.1 mol LNaOH溶液等体积混合,所得溶液中离子浓 度由大到小的顺序是:。(5)恒温恒容条件下,在密闭容器中通入等物质的量的CC2和H2,发生反应C02(g) +3H2(g)脩玲CH30H(g)+ H20(g)。下列描述能说明该反应达到平衡状态的是 (填序 号)。A容器内的混合气体的平均相对分子质量保持不变B水分子中断裂2Na个H-O键,同时氢分子中生成 3Na个H-H键C CH3OH和H2O的浓度保持不变D容器内的混合气体的密度保持不变(6)
29、现有反应 CH3OCH3(g)+ H2O(g)幅? 2CH3OH(g) AHI= + 23.4 kJ/mol,在某温度下的平衡常数为0.25,此温度下,在密闭容器中加入等物质的量的CH3OCH3(g)和H2O(g),反应到10min时测得各组分浓度如下:物质CH3OCH3(g)H2 0(g)CH30H(g)浓度/mol L 10.90.91.2此时v正 v逆(填之"或="),v (CH3OH) =;当反应达到平衡状态时,混合气体中 CH3OCH3体积分数(CH3OCH3)%=%。【答案】2Na + 2CHCH20H 2CH3CH2ONa + H2 T MgC2 + 2H2O
30、 Mg(OH)2 + C2H2 T 明矶中的Al(3)明矶溶液中铝离子水解表现酸性,能使CU2(OHRCQ溶解;n . (4) 0.1 mol L1NaHCQ溶液与0.1 mol LNaOH溶液等体积混合,生成 Na2CO3溶?夜, 根据盐类水解规律进行分析溶液中离子浓度由大到小的顺序;+发生水解反应使溶液呈酸性,能使Ci2(OH)2CC3溶解 c(Na+)>c(CO2 )>c(OH)>c(HCO 3 )>c(H+) AC v 0.12mol L 1 min 1 20%【解析】【分析】1.(1)乙醇和钠反应生成乙醇钠和氢气;(5)根据反应达到平衡状态的标志:正逆反应速率
31、相等,各组分的浓度保持不变,以及由此衍生出的其它物理量进行分析;(6)根据CH3OCH3(g)+H2O(g)脩分2CH3OH(g)反应,根据Qc与K的关系进行分析。【详解】1 .(1)实验室常用无水乙醇处理少量残留的金属钠,写出反应的化学方程式2Na +2CH3CH20H 2CH3CH2ONa + H2 T ;故答案为:2Na + 2CH3CH2OH 2CH3CH2ONa + H2 T ;2 2) MgC2水解生成氢氧化镁和乙快,化学方程式为MgC2 + 2H2O Mg(0H)2 + QH2 f ;故答案为:MgC2 + 2H2O Mg(0H)2 + C2H2 f ;(3)明矶溶液除去铜器表面
32、的铜锈,因为铝离子水解表现酸性,能使CU2(OH)2CQ溶解;故答案为:明矶中的 Al3+发生水解反应使溶液呈酸性,能使CU2(OH)2CO3溶解;n . (4) 0.1 mol L1NaHCO溶液与0.1 mol LNaOH溶液等体积混合,生成 Na2C。,溶液 中离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(CO; )>c(OH)>c(HCO3 )>c(H+);故答案为:c(Na+)>c(CO2 )>c(OH )>c(HCO 3 )>c(H+); CO2(g)+3H2(g)降? CH30H(g)+ H2O(g),A.反应物,生成物都是气体,气体的
33、质量不变,当相对分子质量不变,说明气体的总物质的量不变,能说明反应达到平衡状态,故 A正确;B.水分子中断裂2Na个H-O键,同时氢分子中生成 3Na个H-H键,指的是同一个方向,不能说明处于平衡状态,故B错误;C.CHOH和H2O的浓度保持不变,说明可逆反应处于平衡状态,故C正确;D.反应物是气体,生成物是气体,总质量不变,容积不变,混合气体的密度保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故D错误;故答案为:AC;(6) CH3OCHj(g)+H2O(g)脩? 2CH30H(g) , Qc=2c2 CH3OHr 2v正<v- -=1.22/0.9 =1.8>0.25,可逆反应向逆反应方
34、向进行,故c CH 30cH3 c H 2O 逆;反应到10min时,CH30H的变化量为1.2mol/L ,所以,v (CHsOH)=1.2mol / L11=0.12mol L- min ;10min根据反应 以上的分析可知,该反应正在向左进行,CH3OCH3(g)+ H2O(g)麻)2CH3OH(g)起始浓度0.9变化浓度x平衡浓度0.9+x0.9x0.9+x1.22x1.2-2xc 2(CH3OH)(1.2 2x)2由于温度不变,平衡常数为0.25,所以 K=3=7=0.25,cCH3OCH 3) c( H 2O)0.9 xx=0.3 ,混合气体中CH3OCH体积分数(CH3OCH3)
35、% =x100%=20%(1.2 2 0.3)(0.9 0.3 0.9 0.3 1.2 2 0.3)故答案是:v; 0.12mol L t min 1; 20%。7. (1)研究物质时会涉及物质的组成、分类、性质和用途等方面。Na2O2属于 (填物质的类别),检验其组成中所含阳离子的方法是将包有少量 色Na2O2固体的棉花放在石棉网上,用滴管向棉花上滴几滴水,观察到 的现象是 ,由此得出的结论是 。 在潜水艇和消防员的呼吸面具中,Na2O2所发生反应的化学方程式为,从氧化剂和还原剂的角度分析,在该反应中Na2O2的作用是。某潜水艇上有25人,如果每人每分钟消耗的 O2在标准状况下体积 为0.8
36、0L (标准状况下 O2的密度为1.429g/L),假设所需要的O2全部由Na2O2来提供,则该 潜水艇一天所需要的 Na2O2的物质的量是 。(2)写出下列反应的离子方程式:NaHCO3溶于醋酸: 。过量CQ与NaOH溶液: 。 工业制漂白液:。 生活中漂白粉的漂白原理: 。【答案】金属氧化物焰色试验,火焰呈黄色淡黄 棉花立刻燃烧起来过氧化钠与水反应放热,且有氧气产生2Na 2O2 +2CO2 =2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H 2O=4NaOH+O 2既做氧化剂又做还原剂2.57X 103mol HCO3+CH3COOH=CH 3COO-+CO2 +H 2O CO2+OH-=HCO
37、3Cl 2+2OH -=Cl-+ClO-+H 2O CO2+H2O+2ClO -+Ca2+ =CaCO3 +2HClO【解析】【分析】根据物质的组成进行分类,根据常见阳离子的检验方法分析解答;根据过氧化钠反应生成 氧气的方程式进行相关计算;根据常见无机物的制备原理书写相关离子方程式。【详解】(1)Na2O2由两种元素组成,Na属于金属,所以属于金属氧化物;阳离子为钠离子,检 验的方法是焰色试验,火焰呈黄色;Na2O2为淡黄色固体,过氧化钠与水反应放热,同时生成氧气,所以棉花会立刻燃烧;在潜水艇和消防员的呼吸面具中, Na2O2可以与水反应生成氢氧化钠和氧气,与二氧化 碳反应生成碳酸钠和氧气,反
38、应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O 2 ; Na2O2中O元素化合价为-1,反应后变为-2和0,则Na2O2的作用既做氧化剂又做还原剂;潜艇上的人一天中共需要的氧气质量为:41155.2g0.80L X 60X 24X 25X 1.429g/L=41155(2g2)=N2-/- 1286mol ,根据过氧化钠反应生成氧气的方程式得: n(Na2O2)=2n(O2)=1286mol x 2=2.57 3mo0,故答案为:金属氧化物;焰色试验,火焰呈黄色;淡黄;棉花立刻燃烧起来 ;过氧化钠与水反应放热,且有氧气产生;2Na2O2+
39、2CO2=2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H 2O=4NaOH+O 2;既做氧化剂又做还原剂;2.57X13mol;(2)NaHCQ溶于醋酸反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,离子方程式为:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _HCO 3 +CH 3COOH=CH 3COO +CO2 +H 2O ; -过重CQ与NaOH溶液反应生成碳酸氢钠,离子方程式为:CO2+OH =hco 3 ;工业制漂白液是用氯气和氢氧化钠反应,生成次氯酸钠、氯化钠和水,离子方程式为:_ _ _ _ _ _ _ _ _Cl2+2OH =Cl +ClO +H2O;漂白粉的漂白原理是与空气中二氧化碳反应生成
40、次氯酸和碳酸钙,离子方程式为:2+CO2+H2O+2ClO +Ca =CaCO3 +2HClO ,故答案为: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _HCO3+CH 3COOH=CH 3COO +CO2 +H 2O ; CO2+OH =HCO3 ;._-_-_-_2+_ _Cl2+2OH =Cl +ClO +H2O; CO2+H2O+2ClO +Ca =CaCO3 +2HClO。8.某课题研究小组的同学探究钠与水反应之后,又研究了与溶液反应和NaCl溶液的配制。I .将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中:Fe2(SQ)3溶液NaCl溶液 NmSQ溶液 饱和澄
41、清石灰水 Ca(HCQ)2溶液。回答下列问题:(1)既有气体,又有白色沉淀产生的是 ;(2)写出金属钠与反应的离子方程式 ;(3)若剩余的金属钠露置在空气中最终会变成 。n.配制 480mL 0. 2 mol 匚1 NaCl 溶液。(1)计算后,需称出 NaCl质量为 g。(2)在配制过程中,下列操作对所配溶液浓度的影响是(填偏高、偏低或无影响)配制前,容量瓶内有水 溶液未冷却便定容定容时仰视刻度线【答案】 2Fe3+ +6Na + 6H2O=2Fe(OH)3j + 6Na+ + 3H2 T Ns2CQ 5. 9 无影响 偏 高偏低【解析】【分析】(1)钠的活泼性较强,能够与水剧烈反应生成氢氧
42、化钠和氢气,生成的氢氧化钠可能和盐溶液中的溶质发生反应,据此进行分析;(2)金属钠与Fe2(SQ)3溶液反应生成氢氧化铁沉淀、硫酸钠和氢气,据此写出反应的离子 方程式;(3)Na 的性质活泼,在空气中长期放置,最终产生碳酸钠;n.( 1)配制0.2 mol L-1 NaCl溶液480mL,需要配制500mL溶液;根据 m=nM计算出需要氯化钠的质量;(2)根据c=n/V进行分析。【详解】(1)钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与F% SQ) 3溶液反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,故不选;钠与氯化钠溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气,得不到沉淀,故不选;钠与硫酸钠溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气
43、,得不到沉淀,故不选;钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应放热,氢氧化钙溶解度降低,有白色沉淀析出,故选;钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与碳酸氢钙反应生成碳酸钙沉淀,故选;结合以上分析可知,既有气体,又有白色沉淀产生的是;故答案为:;( 2)钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与Fe2( SO4) 3溶液反应生成氢氧化铁红褐色沉淀;所以金属钠与Fe2( SO4) 3溶液反应生成氢氧化铁沉淀、硫酸钠和氢气,反应的离子方程式:2Fe3+ + 6Na + 6七0= 2Fe( OH) 3 J+6Na+3H2 T ;故答案是:2Fe3+ + 6Na + 6叱0= 2Fe( OH) 3 J +
44、6Na+ + 3H2 f ;(3)Na 的性质活泼,易与空气中氧气反应生成Na20, Na20 易与水反应生成Na0H, Na0H吸收空气中的水和 CQ生成Na2CO3<XH2O, Na2CO3?xH2O风化脱水生成 NazCQ,故若剩余的金属钠露置在空气中最终会变成Na2C03;故答案是:Na2CO3;n.( 1)配制0.2 mol -匚1 NaCl溶液480mL,需要配制500mL,需要氯化钠的物质的量为0. 2mol / Lx 0. 5L=0. 1mol,质量为 0. 1mol x 58. 5g/mol =5. 85 g;需称出 NaCl质量为5.9g;故答案为:5. 9;(2)配
45、制前,容量瓶内有水,不影响溶质的物质的量和溶液的体积,对结果无影响,故答案为:无影响;溶液未冷却便定容,导致溶液的体积偏小,浓度偏大;故答案为:偏高;定容时仰视刻度线,导致溶液的体积偏大,浓度偏低。故答案为:偏低。【点睛】本题考查了配制一定物质的量浓度的溶液中的方法。配制一定物质的量浓度的溶液步骤有:计算、称量、溶解、冷却转移、洗涤转移、定容、摇匀。根据 c=n/V可知,一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量n 和溶液的体积V 引起的,误差分析时,关键要看配制过程中引起 n和V怎样的变化,若 n比理论值小,或 V比理论值大时,都会使所配溶液浓度偏小;若n 比理论值大,或V 比理论值
46、小时,都会使所配溶液浓度偏大。9 .已知固体化合物 A由NaHCQ、KHC。、MgCO3、CaC。四种物质中的两种混合而成。请 通过计算和推理回答下列问题:n(A)表示A的物质的量;m(A)表示A的质量取A与足量的盐酸反应:若 m(A)为定值,生成气体的量即为定值,试写出A的可能组成,并用简单的语言说明你判断的理由 、。(2)若先将A加热,剩余固体再与足量的盐酸反应,且先后两次产生的气体分别通入足量的 澄清石灰水,生成的沉淀均为10.0g,据此推导出A的组成及物质的量 、【答案】NaHCQ 和 MgCO3; KHC。和 CaC。 NaHCO和 MgCO3及 KHC。和 CaCO3 的相 对分子
47、质量相同,碳原子数相同,即碳的质量分数相同,混合物质量为定值时,碳质量也为定值,根据碳原子守恒,因此产生的CQ气体必为定值。NaHCQ和KHCO 0.2mol【解析】【分析】若固体混合物 A的质量m(A)为定值,生成气体的量即为定值,则混合物中各物质的式量 相同;(2)根据沉淀的质量求出 CO2的物质的量,再根据碳原子守恒计算Ao【详解】(1)若固体混合物 A的质量m(A)为定值,生成气体的量即为定值,则混合物中各物质的式量 相同,在NaHCQ、KHCQ、MgCO3、CaCQ四种物质中,MgCO3、NaHCO3的式量均为84, KHCQ、CaCQ的式量均为100,所以若固体混合物 A的质量m(
48、A)为定值,生成气体的量即 为定值,则 A的可能组成是 MgCO3、NaHCQ; KHCQ, CaCO。因为NaHCQ和MgCO3及 KHCQ和CaCQ的相对分子质量相同,当固体质量相等时,其中含有的碳原子数相同,即 碳的质量分数相同,混合物质量为定值时,碳质量也为定值,根据碳原子守恒,因此产生 的CO2气体必为定值。(2)若先将A加热,剩余固体再与足量的盐酸反应,且先后两次产生的气体分别通过足量的澄清的石灰水生成的沉淀均为10. 0g, A受热分解生成二氧化碳,则固体中含有NaHCO3m 10.0g或KHCQ, n(CaCO3)= =0.1mol,所以根据 C兀素守恒可知,固体分解产生M 1
49、00g/mol的CO2的物质的量为0.1mol,根据方程式2NaHCO Na2CQ+H2O+CO4 ,则反应产生的 Na2CQ的物质的量为 0.1mol, NaHCQ为0.2mol, 0.1molNa2CQ与盐酸反应生成 0.1mol CO2,则说明原混合物中只含有碳酸氢盐一种,其物质的量为0.2mol。若原固体为KHCO,同理2KHCQ=三K2CQ+H2O+CQT ,推导可知原固体含 KHCQ的物质的量也为 0.2mol。10 . I.钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。800 C请回答下列问题:(1)Fe位于元素周期表中第 周期,第 族
50、。(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。H.A、B、C、X均为中学常见的纯净物,它们之间有如下转化关系(副产物已略去)。LAJ 反厘 巴嬴 L£J试回答:若X是强氧化性单质,则 A不可能是 。A. S B N2 C. NaD. Mg E.Al(2)若X是金属单质,向C的水溶液中滴加 AgNO3溶液,产生不溶于稀 HNO3的白色沉淀, 则B的化学式为 ; C溶液在贮存时应加入少量 X,理由是(用必要的文字和 离子方程式表布) 。(3)A还可以是氨气,氨气分子的空间构型是 。【答案】四 W 2FeTiO3+6C+7c2;1J1 2FeC3+2TiC4+6CO D
51、E FeCl 2Fe3+Fe=3F2+,防止Fe2+被氧化三角锥形【解析】【分析】1 .(1)Fe是26号元素,先书写 Fe原子结构示意图,利用原子结构与元素原子序数、位置的 关系判断其位置;(2)钛铁矿与C、Cl2在高温下反应产生 FeC3、TiCb、CO,结合电子守恒、原子守恒,书写方 程式;11 .(1)若X是强氧化性单质,A是单质,则A和X形成的化合物有变价元素;(2)若X是金属单质,向C的水溶液中滴加 AgNO3溶液,产生不溶于稀 HNO3的白色沉淀,则C中含有Cl-,且X是变价金属,则 X为Fe,所以C是FeC2, B是FeC3, A是Cb;亚铁离子不稳定,易被氧气氧化生成铁离子;
52、若A是NH3, X是O2, NH3被O2催化氧化产生 NO, NO与O2反应产生NO2,所以B是 NO, C是 NO2。【详解】12 (1)Fe的原子序数为26,原子结构示意图为 2、8、14、2,根据原子结构与元素在周期表 的位置关系可知 Fe处于第四周期第V出族;(2)从图示可知氯化时的反应物为FeTiQ、C、CI2,生成物为FeC3、TiC4、CO,反应条件是高温,再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为:2FeTiO3+6C+7c2 目3 2FeC3+2TiC4+6CO;n .(1)若X是强氧化性单质,根据转化关系,a可发生连续氧化。A.S与02点燃反应产生 SQ, SQ与02
53、催化氧化反应产生 SQ,符合物质转化关系;B.N2与02在电火花作用下反应产生NO, NO与02在常温下反应产生 N02,符合物质转化关系;C.Na与02在常温下反应产生 Na20, Na20与02在加热时反应产生 Na2O2,符合物质转化关 系;D.Mg是+2价金属,与02或C2只能产生+2价化合物,不能进一步氧化,不符合物质转化 关系;E.A1只有+3价,可以与02反应产生A1203,不能进一步氧化,不符合物质转化关系;综上所述可知:合理选项是DE;(2)若X是金属单质,向C的水溶液中滴加 AgN03溶液,产生不溶于稀 HN03的白色沉淀, 则C中含有Cl-,则X为Fe, A为Cl2, B
54、为FeC3, C为FeC2, FeC2在具有还原性,在溶液 中容易被溶解在溶液的 02氧化,为防止其氧化变质,常在其水溶液中加入少量还原铁粉, 反应的离子方程式为 2Fe3+Fe=3F3+;(3)NH3分子中N是sp3杂化,分子的空间构型是三角锥形。【点睛】本题考查了元素的原子结构与元素位置的关系、有电子转移的化学方程式的书写、物质推 断,明确反应原理、物质性质是解题关键,题目综合考查了元素及化合物、元素周期表与 元素周期律及氧化还原反应基本知识,体现了学以致用的目的。CQ气13 .某学习小组在实验室制取 CQ气体的过程中,不慎用到了浓盐酸,导致制得的体中?!有HCl气体,他们设计了如下除去H
55、Cl气体并探究CQ与过氧化钠(Na2Q)反应的实混合气体(C6、HCONaOH溶液C验。请回答下列问题:饱和碳驻 塞:钠海港A装置A的作用是:(2)为确定反应后装置 B硬质玻璃管中固体的成分,小组同学取适量固体于试管中,加入足(填化学式),该量的蒸储水溶解形成溶液 M,无气泡产生,则该固体中不含 小组同学继续进行探究。(提出问题)反应后硬质玻璃管中固体的成分是什么?(做出猜想)猜想1: Na2CO3猜想2: NaOH猜想3: Na2CO3和NaOH,经过讨论,大家一致认为猜想2不合理,理由是:(用化学方程式表示)。(实验验证)小组同学取上述形成的溶液M 于试管中,向其中加入过量(填化学式 )溶液,若产生白色沉淀,过滤,向滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红,则证明猜想 3 成立。(交流反思)小组中有同学认为,将上述滤液中滴加的酚酞试液换成硝酸铜溶液,也能得出同样的结论,你认为该同学的观点(填 “正确 ”或 “错误 ”) ,理由是:(用化学方程式表示)。(拓展延伸)在盛有氯化镂
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