第八章《化学与可持续发展》测试题
一、单选题(共12题)
1.下列工业生产中,只涉及物理变化的是
A.合成氨工业 B.海水晒盐 C.纯碱工业 D.煤干馏
2.开发利用海水化学资源的部分过程如图所示,下列说法正确的是
A.①的操作是先通入足量的CO2
B.②的操作是在HCl气流中加热
C.鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液可以用澄清石灰水
D.③的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=2H+++2HBr
3.化学与生产、生活、科技息息相关,下列叙述正确的是
A.国产飞机C919用到氮化硅陶瓷是有机高分子材料
B.食品、饮料工业用超大量SO2作食品添加剂
C.华为“麒麟980”芯片的主要成分是二氧化硅
D.水玻璃是硅酸钠的水溶液,可用作木材防火剂的原料
4.自然界中的镁主要以化合态形式存在于地壳和海水中。如图是工业上提取镁的生产流程。下列说法错误的是
A.煅烧贝壳得到生石灰,该反应为氧化还原反应
B.先将海水中的镁沉淀,再转化为MgCl2,是为了提高溶液中镁离子的浓度
C.沉淀池中主要发生的反应为Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2
D.工业上利用电解熔融氯化镁的方法制取镁的原因是氯化镁的熔点比氧化镁低得多
5.海水提镁的过程中,不需要的操作是
A.过滤 B.蒸发 C.电解 D.分液
6.下列物质中,不属于“城市空气质量日报”报道的污染物是
A.二氧化氮 B.二氧化碳 C.可吸入颗粒物 D.二氧化硫
7.下列说法不正确的是
A.工业上采用电解饱和氯化钠溶液制备金属钠
B.次氯酸具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒作用
C.Fe2O3是红棕色粉末,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
D.味精(谷氨酸钠)是一种增味剂,可以增加食品的鲜味
8.习近平总书记说:把垃圾资源化,化腐朽为神奇,是一门艺术。下列有关做法合理的是
A.回收农田秸秆用于制造纸张 B.回收废油脂用于提炼氨基酸
C.回收厨余垃圾用于提取食用油 D.回收废医用塑料用于制造餐具
9.绿色化学的核心是实现污染物“零排放”,下列符合绿色化学理念的是
A.利用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气
B.用稀硝酸和铜反应制取
C.由反应制备
D.向铜和稀硫酸的溶液中加入制备硫酸铜
10.下列工业产品,一般不是以石油为原料制备的是
A.乙烯 B.汽油 C.液化石油气 D.煤焦油
11.下列说法正确的是
A.可食用植物油含有的高级脂肪酸甘油酯是人体的营养物质
B.分馏、干馏都是物理变化,裂化、裂解都是化学变化
C.淀粉、蛋白质、葡萄糖都是高分子化合物
D.汽油、生物柴油、酒精都是碳氢化合物,都可作燃料
12.下列说法正确的是
A.二氧化硫具有漂白性,可广泛应用于食品漂白
B.液氨汽化时吸收大量的热,因此液氨常用作制冷剂
C.二氧化硅是酸性氧化物,不与任何酸反应
D.因为浓硫酸具有脱水性,所以常用作气体的干燥剂
二、非选择题(共10题)
13.煤炭在我国能源结构中占有重要地位,合理使用有利于社会可持续发展。
(1)控制燃煤产生的排放,能够减少_________型酸雨的形成。燃煤排放的烟气中还含有其他污染物,请列举一种:_________。
(2)燃煤产生的用处理可生产多种化工产品。用氨水吸收可制得碳酸氢铵,写出该反应的化学方程式:_________。用液氨与反应可制备尿素。硫酸氢铵和尿素这两种氮肥中,氮元素的质量分数较高的是_________。
(3)煤的气化和液化是实现能源清洁化的重要途径。水煤气中CO和在加热、加压和催化剂存在条件下可以合成液体燃料,该反应的化学方程式为__________。
14.某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 --
I.该同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。请你设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是_______,反应的离子方程式为____________________________。
Ⅱ. 实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题:
(1)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子为:___________________。
(2)在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方为_________。
(3)当c=13mL时,原溶液中Fe3+与Al3+的物质的量之比为________________________。
15.冶炼金属常用以下几种方法:
a.以C、CO或H2作还原剂还原;
b.利用铝热反应原理;
c.电解法;
d.热分解法。
(1)下列金属各采用哪种方法冶炼最佳?
①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属_______;
②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属_______;
③Hg、Ag等不活泼金属_______;
④V、Cr、Mn、W等高熔点金属_______。
(2)工业上生产钾不能用电解熔融KCl的方法制得,因金属钾易溶于熔融态的KCl中而有危险,难获得钾,且降低电解效率。现生产钾是用金属钠和熔化的KCl反应制取。有关数据如下表:
熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm-3)
Na 97.8 883 0.97
K 63.7 774 0.86
NaCl 801 1 413 2.165
KCl 770 1 500 1.984
工业上生产金属钾的化学方程式是:KCl+NaNaCl+K。工业上制金属钾主要运用到上表所列的哪些物理常数?_______;其选择范围是_______。
16.(1)某生活栏目向观众推荐一款美味主食——香酥牛肉饼,其部分原料如下:
① 面粉、② 牛肉、③ 食盐、④ 花生油。请回答:
富含淀粉的是_______(填序号,下同)、富含油脂的是__________富含蛋白质的是________、属于调味剂的是_________。
(2)蛋白质是人体必需的营养物质,它在人体内最终分解为_____、纤维素水解的最终产物是_____。
A.葡萄糖 B.氨基酸 C.脂肪酸
(3)向鸡蛋清溶液中滴入几滴浓硝酸,微热,鸡蛋清变为_____色。
(4)化学式材料科学发展的基础,合理使用材料有利于人类的生产和生活。光导纤维被称为信息高速公路的骨架,其主要成分是_________:
A.硅 B.二氧化硅 C.硅酸
(5)防治环境污染,改善生态环境,已成为全球共识。
①酸雨是指pH小于5.6的降水,下列导致酸雨形成的气体是_____(填字母代号)。
A.CO2 B.CH4 C.SO2
②废塑料制品造成的“白色污染”已成为社会一大公害,下列治理“白色污染”的方法中,不可取的是_________(填字母代号)。
A.焚烧废塑料 B.减少使用塑料 C.回收和再利用废塑料
17.金属镁享有“国防金属”的美誉,目前世界上百分之六十的镁是从海水中提取的,主要反应为:MgCl2+Ca(OH) 2=Mg(OH) 2↓+CaCl2。若往200mL浓缩海水中加入0.37g Ca(OH)2使Mg2+沉淀完全,请计算:
(1)生成沉淀的物质的量________。
(2)该浓缩海水中Mg2+的物质的量浓度________。
18.在和的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定,加入的NaOH的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。
(1)原溶液中、的物质的量浓度之比为_______。
(2)图中线段_______。
19.某化学兴趣小组利用如图装置进行铝热反应实验,发现生成的铁呈疏松的褐色硬块。小组成员推测主要原因是产物铁含杂质较多,并进一步探究该褐色硬块的组成。请回答下列问题:
(l)铝热反应原理____________(写化学方程式);试剂A为_____(写化学式)。实验现象:_________、有褐色固体生成。
(2)将褐色硬块处理成粉未状,研究小组首先排除了含有单质Al杂质的可能性。
实验方法:首先取少量粉未加入_____溶液中;
实验现象:__________;实验结论是:粉末中含有Al2O3而没有Al。
(3)根据上述实验判断该褐色硬块的组成基本确定为Fe、Fe2O3、Al2O3。提出假设:
假设l:固体粉末中除Al2O3外还有Fe;
假设II:固体粉末中除Al2O3外还有Fe和Fe2O3。
设计方案并实验:
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量黑色固体于试管中加稀盐酸 固体全部溶解,有气泡产生 假设I成立,假设II不成立
②再滴入几滴0.01mol/L KSCN 溶液 溶液不变色
你认为上述结论是否合理,_________,理由是_______________。
(4)取上述实验所得溶液,滴入适量氯水溶液变红色。此时涉及的离子反应方程式为:_________________、____________。
20.某废金属屑中主要成分为Cu、Fe、Al,还含有少量的铜锈[Cu2(OH)2CO3]、少量的铁锈和少量的氧化铝,用上述废金属屑制取胆矾(CuSO4·5H2O)、无水AlCl3和铁红的过程如下图所示:
已知: ①Al3+、Al(OH)3、AlO2-有如下转化关系:;
②碳酸不能溶解Al(OH)3。
请回答:
(1)在废金属屑粉末中加入试剂A,生成气体1的反应的离子方程式是_______________。
(2)溶液2中含有的金属阳离子是_______;气体2的成分是________。
(3)溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是__________。
(4)固体2制取CuSO4溶液有多种方法。
①在固体2中加入浓H2SO4,并加热,使固体2全部溶解得CuSO4溶液,反应的化学方程式是_____________。
②在固体2中加入稀H2SO4后,通入O2并加热,使固体2全部溶解得CuSO4溶液,反应的离子方程式是____________。
(5)溶液1转化为溶液4过程中,不在溶液1中直接加入试剂C,理由是____________。
(6)直接加热AlCl3·6H2O不能得到无水AlCl3。SOCl2为无色液体,极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体。AlCl3·6H2O与SOCl2混合加热制取无水AlCl3,反应的化学方程式是_____________。
21.查阅资料知:Br2的沸点为58.78℃,密度为3.119g cm﹣3,微溶于水,有毒。
(1)常温下,单质溴通常呈___________态,保存时通常在盛溴的试剂瓶中加入少量___________液封。
Ⅱ.工业生产中,海水提取溴常用空气吹出法。其生产流程可用如图表示:
浓缩海水低浓度溴水含Br﹣的溶液溴的浓溶液→液溴
某化学实验小组模拟该法设计了如图实验装置(夹持装置略去)从浓缩的海水中提取液溴实验步骤如下:
①关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2,至反应结束;
②关闭a、c,打开b、d,向A中鼓入足量热空气;
③关闭b,打开a,再通过A向B中通入足量的Cl2;
④将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。
(2)当观察到A中液面上方出现___________(实验现象)即可判断步骤①中反应已经结束。
(3)X试剂可以是______,尾气处理选用___________(填序号,试剂不重复使用)。
a.H2O b.饱和食盐水 c.NaOH溶液 d.饱和Na2SO3溶液
B中X试剂发生反应的离子方程式为___________。
(4) 蒸馏时应该选择下列仪器___________(填序号),实验过程中应控制温度为___________时收集液溴。
22.已知A~H是中学化学中的常见物质,A、C、G是金属,E、F是氧化物,B溶于水得蓝色溶液,E为红棕色粉末,它们有如下图所示的关系(反应中生成的水已略去)。
试回答下列问题。
(1)推断填写物质化学式:A是________,D是_________,E是_________,H是_________。
(2)F的类别是_________(选填“酸性氧化物”、“碱性氧化物”或“两性氧化物”)。
(3)反应④的化学方程式为___________________________________________。
参考答案:
1.B
A.合成氨工业是用氢气与氮气在一定温度、一定压强、有催化剂的条件下生成氨气,即N2+3H22NH3,是化学变化,故A不符合题意;
B.海水晒盐是利用太阳能使水分蒸发,获得NaCl晶体的过程,是物理变化,故B符合题意;
C.纯碱工业是以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱,发生的反应为NaCl+CO2+NH3+H2O=2NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,属于化学变化,故C不符合题意;
D.煤干馏是将煤隔绝空气加强热,使之分解的过程,是化学变化,故D不符合题意;
答案为B。
2.B
海水蒸发溶剂得到粗盐和母液,粗盐通过精制得到精盐,电解饱和食盐水得到氯气、氢气和氢氧化钠,工业上制得饱和食盐水依次通入氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,母液加氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀,氢氧化镁和酸反应生成氨化镁,制得氢化镁,母液通入氨气氧化溴离子为溴单质,被二氧化硫吸收后发生氧化还原反应生成溴化氢溶液,富集溴元素,通入氨气氧化溴化氢为溴单质得到溴,以此解答该题。
A.①的操作是先通入足量的NH3,因为先通入氨气是因为氨气在水中的溶解度非常大,在水中形成氨的水溶液,溶液的碱性比较强易于吸收更多的二氧化碳,从而产生更多的纯碱,故A错误;
B.因氯化镁水解,且生成的盐酸易挥发,所以应在HCl气流中加热,故B正确;
C.二者与澄清石灰水都反应产生CaCO3沉淀,使溶液变浑浊,因此不能用澄清石灰水鉴别二者,故C错误;
D.第③步反应是二氧化硫具有还原性,能还原溴单质生成溴离子,二氧化硫被氧化为硫酸,Br2 + SO2 + 2H2O=4H+ + SO + 2Br-,故D错误;
故选B。
3.D
A.国产飞机C919用到氮化硅陶瓷属于无机非金属材料,A错误;
B.SO2具有还原性,可以防止食品氧化变质,也能够抑制细菌滋生,但同时对人体健康也有一定的危害性,因此食品、饮料工业绝对不能用超大量SO2作食品添加剂,B错误;
C.华为“麒麟980”芯片的主要成分是晶体硅,而不是二氧化硅,C错误;
D.水玻璃是硅酸钠的水溶液,具有粘性,是一种矿物胶;同时既不能燃烧,也不支持燃烧,故可用作木材防火剂的原料,D正确;
故合理选项是D。
4.A
A.煅烧贝壳得到生石灰,化合价没有发生变化,因此该反应为非氧化还原反应,故A错误;
B.先将海水中的镁沉淀变为Mg(OH)2,再加入盐酸转化为MgCl2,是为了提高溶液中镁离子的浓度,故B正确;
C.沉淀池主要将镁离子沉淀,其主要发生的反应为Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2,故C正确;
D.工业上利用电解熔融氯化镁的方法制取镁,而不采用电解熔融氧化镁的原因是氯化镁的熔点比氧化镁低得多,故D正确。
综上所述,答案为A。
5.D
,根据海水提镁的工艺流程可知需要的操作有蒸发、过滤、电解不需要分液,故答案为D。
6.B
二氧化氮、可吸入颗粒物和二氧化硫均属于“城市空气质量日报”报道的污染物。二氧化碳不是大气污染物,故不属于“城市空气质量日报”报道的污染物,故选B。
7.A
A.工业上采用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠,A错误;
B.次氯酸具有强氧化性,能杀死水中的病菌,起到消毒作用,可用作消毒剂,B正确;
C.Fe2O3是红棕色粉末,俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料,C正确;
D.谷氨酸钠因能增加食品的鲜味、促进食欲,可作增味剂,D正确;
答案选A。
8.A
A.回收农田产生的秸秆作为造纸原料,可以减少焚烧秸秆带来的大气污染,选项A合理;
B.油脂由碳、氢、氧元素组成,氨基酸最少由碳、氢、氧、氮元素组成,回收废油脂用于提炼氨基酸不符合质量守恒,选项B错误;
C.回收厨余垃圾油脂部分可用于制备生物燃料,但不能用于提取信用油,选项C错误;
D.回收废医用塑料可用于除食、药品包装用途外其它所有工业用途,选项D错误。
答案选A。
9.D
A.利用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气,产物不只有氯气,还有氯化锰和水,原子利用率不是百分之百,不符合绿色化学理念,A错误;
B.用稀硝酸和铜反应制取,产生有毒的一氧化氮,不符合绿色化学理念,B错误;
C.由反应制备,此反应为可逆反应,原子利用率不是百分之百,不符合绿色化学理念,C错误;
D.向铜和稀硫酸的溶液中加入制备硫酸铜,不产生副产物,无污染,实现零排放,符合绿色化学理念,D正确;
答案选D。
10.D
A.石油裂解得到乙烯,乙烯是以石油为原料制备的,故A错误;
B.石油分馏可以得到汽油,汽油是以石油为原料获得的,故B错误;
C.石油分馏过程中得到C原子数小于4的气体,经过压缩得到液化石油气。故C错误;
D.煤焦油是煤干馏时生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠状液体,煤焦油是以煤为原料制备的,不是以石油为原料,故D正确;
故答案为D。
11.A
A.食用植物油属于油脂,油脂为高级脂肪酸甘油酯,油脂是人体重要的营养物质,故A说法正确;
B.干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,属于化学变化,裂化、裂解是将长链的烃变为短链烃,也属于化学变化,分馏是利用各组分的沸点不同进行分离的过程,属于物理变化,故B说法错误;
C.淀粉、蛋白质属于高分子化合物,葡萄糖不属于高分子化合物,故C说法错误;
D.汽油是碳氢化合物,生物柴油属于油脂,含有C、H、O,属于含氧衍生物,乙醇分子式为C2H6O,含有C、H、O,属于含氧衍生物,故D说法错误;
答案为A。
12.B
A.二氧化硫具有漂白性,但它具有一定的毒性,《食品卫生法》中对它在食品中的应用进行了限制,可用于干果、葡萄酒等食品的杀菌消毒,也可用于淀粉、面制品、腐竹等产品中,但不能广泛应用于食品漂白,A不正确;
B.液氨汽化时吸收大量的热,可使周围环境的温度降低,以达到制冷效果,因此液氨常用作制冷剂,B正确;
C.二氧化硅是酸性氧化物,与一般的酸不能发生反应,但它可与氢氟酸发生反应,C不正确;
D.浓硫酸用作气体的干燥剂时,表现吸水性,D不正确;
故选B。
13.(1) 硫酸 可吸入颗粒
(2) CO2+H2O+NH3=NH4HCO3 尿素
(3)CO+2H2CH3OH
(1)煤中含有硫元素,燃烧时会生成二氧化硫,二氧化硫被氧化为三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸,二氧化硫气体排放到空气中会形成硫酸型酸雨,煤不完全燃烧还生成可吸入颗粒,故答案为硫酸;可吸入颗粒;
(2)氨气、二氧化碳、水反应生成碳酸氢铵:CO2+H2O+NH3=NH4HCO3;尿素的相对分子质量为60,尿素中氮元素的质量分数是×100%≈46.7%;
碳铵的相对分子质量为:×100%=17.7%,所以氮元素的质量分数较高的是尿素,故答案为CO2+H2O+NH3=NH4HCO3;尿素;
(3)CO和H2在加热和催化剂条件下反应,可以制得液体燃料甲醇(CH3OH),故方程式为:CO+2H2CH3OH。
14. NaOH 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ H+OH-=H2O NH4++OH-=NH3+H2O 2:1
I.金属铝能和强碱溶液反应生成氢气而铁不能,可以用NaOH溶液检验铝的存在。
Ⅱ.铁、铝和硝酸反应无气体放出,猜测硝酸的还原产物有可能是铵根离子。发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。在反应结束后的溶液中,逐滴加入氢氧化钠溶液,根据图象可知,溶解金属的硝酸是过量的,开始阶段发生的是酸碱中和反应,从C点开始有沉淀生成,到D点沉淀达到最多,再加NaOH溶液,沉淀不再变化,说明此时发生的是铵根离子和OH-反应生成NH3·H2O,再加NaOH溶液,Al(OH)3会溶解。
I.铝能溶于氢氧化钠溶液中,而铁不能,据此可以鉴别,反应的离子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。
II(1)图中OC段没有沉淀生成,说明硝酸过量,所以反应的方程式是H++OH-=H2O。
(2)由于溶液中的金属阳离子首先和氢氧化钠反应,当沉淀达到最大值时,氢氧化再和溶液中的NH4+反应,所以DE段反应的方程式是NH4+ +OH-=NH3·H2O。
(3)氢氧化铝是两性氢氧化物,能溶于氢氧化钠中,所以EF段是溶解氢氧化铝的,方程式是Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,因此故图象可知,消耗氢氧化钠是2ml,物质的量是0.008mol,则氢氧化铝就是0.008mol。因此生成氢氧化铝消耗的氢氧化钠是0.024mol,所以和铁离子反应的氢氧化钠是0.018L×4mol/L-0.024mol=0.048mol,所以铁离子的物质的量是0.016mol,因此原溶液中Fe3+与Al3+的物质的量之比为2︰1。
15.(1) a c d b
(2) 熔点和沸点 801 ℃(1)①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属以C、CO或H2作还原剂还原冶炼,故选a;
②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属电解法电解NaCl、MgCl2等,故选c;
③Hg、Ag等不活泼金属热分解法,例如热分解HgO,故选d;
④V、Cr、Mn、W等高熔点金属利用铝热反应原理,故选b;
(2)要进行反应Na+KCl=NaCl+K,最佳选择是使K作为气体逸出,而其他物质仍然保留在体系中,这样,根据化学平衡,反应可不断正向进行。根据表中数据可知,在801 ℃16. ① ④ ② ③ B A 黄 B C A
(1)谷物、薯类富含淀粉,因此面粉富含淀粉,故答案为:①;植物油和动物脂肪富含油脂,花生油属于植物油,富含油脂,故答案为:④;动物类食品富含蛋白质,因此牛肉中富含蛋白质,故答案为:②;食盐可以增加食物的咸味,是调味剂,故答案为:③;
(2)蛋白质是人体必需的营养物质,它在人体内最终分解为氨基酸,答案选B;纤维素属于多糖,水解的最终产物是葡萄糖,答案选A。
(3)向鸡蛋清溶液中滴入几滴浓硝酸,微热,蛋白质发生显色反应,因此鸡蛋清变为黄色。
(4)光导纤维被称为信息高速公路的骨架,其主要成分是二氧化硅,答案选B:
(5)①酸雨成因;二氧化硫、氮的氧化物排放,与二氧化碳、甲烷排放无关,故答案选C;
②A.焚烧废塑料会带来环境污染,故A选;
B.减少使用塑料,减少白色污染,故B不选;
C.废弃塑料制品难以降解,回收和再利用废塑料,是治理“白色污染”的方法,故C不选;
故答案为A。
17. 0.005mol 0.025mol/L
根据题干信息可得,n[Ca(OH)2]=0.37g÷74g/mol=0.005mol,则
(1)根据物质的量与化学计量数成正比可知n[Mg(OH)2]=0.005mol,即生成沉淀的物质的量为0.005mol,故答案为0.005mol;
(2)由(1)可知,n[MgCl2]=0.005mol,则n(Mg2+)=0.005mol,c(Mg2+)=0.005mol÷0.2L=0.025mol/L,故答案为:0.025mol/L。
18.(1)2∶1
(2)7∶1
发生的离子反应有Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O,结合图象与反应的对应关系、沉淀的物质的量及原子守恒来计算;
(1)
由图象可知,0~A发生Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓,A~B发生Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O,C点对应的沉淀为Mg(OH)2,D点对应的沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3,则Mg(OH)2的物质的量为0.2mol,Al(OH)3的物质的量为0.3mol-0.2mol=0.1mol,由Mg(OH)2~Mg2+、Al(OH)3~Al3+,溶液的体积相同,浓度之比等于物质的量之比,所以原溶液中Mg2+、Al3+物质的量浓度之比为0.2mol:0.1mol=2:1;
(2)
0~A发生Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓,A~B发生Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O,则线段OA对应的NaOH的物质的量为0.4mol+0.3mol=0.7mol,线段AB对应的NaOH的物质的量为0.1mol,所以线段OA:AB=0.7mol:0.1mol=7:1。
19. Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe KClO3(或Na2O2) 火星四射,有强光(或放出大量的热) NaOH溶液 粉末部分溶解,但没有气泡产生 不合理 Fe2O3与酸反应生成的Fe3+余Fe反应生成Fe2+,滴入KSCN溶液后也不变色 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
(l)通过本题图可以看出铝热反应为氧化铁和铝的反应,其反应方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe;试剂A的作用是加热产生氧气,帮助燃烧,促进反应反应快速进行,一般选取的是KClO3或Na2O2.此反应非常剧烈,在反应过程中会有火星四射的现象,同时伴有有强光,并放出大量热,生成黑色的金属固体铁
(2)金属铝可以和氢氧化钠发生反应产生氢气,所以可以取少量粉末加入NaOH溶液中,结果没有产生气泡证明粉末中含有Al2O3而没有Al;
(3)含有Fe3+的溶液与KSCN溶液混合后溶液会变红,如果没有Fe3+离子,加入KSCN溶液混合后溶液也不会变红.由于固体全部溶解,在这个过程中Fe3O4与酸反应生成的Fe3+可能与Fe反应生成Fe2+,这样溶液也不变红.故结论不合理,应该确认铁溶解后Fe3+还有剩余才能变红;
(4)取上述实验所得溶液,滴入适量氯水,溶液变红色,说明溶液中含有Fe2+,而Cl2能把Fe2+氧化成Fe3+,发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3+和SCN-生成配合物,发生反应Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。
20.(1)2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
(2) Fe2+ CO2和H2
(3)4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓
(4) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 2Cu+4H++O22Cu2++2H2O
(5)若在溶液1中直接加入盐酸,会使溶液4中混有试剂A中的阳离子(如Na+等),而不是纯净的AlCl3溶液
(6)AlCl3 6H2O+6SOCl2AlCl3+12HCl↑+6SO2↑
废金属中加入过量试剂A,根据图知,金属Al经过一系列反应生成无水AlCl3,根据元素守恒知,溶液1中含有Al元素,Cu和Fe不和A反应,则A为NaOH;Al、Al2O3和NaOH溶液反应都生成NaAlO2,同时生成H2,则气体1是H2、固体1是Cu和Fe、[Cu2(OH)2CO3]、铁锈;溶液1中通入CO2,发生反应NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,固体4是Al(OH)3,溶液3是NaHCO3;固体4和试剂C反应生成溶液4,根据元素守恒知,试剂C是稀盐酸,带结晶水的氯化铝失水生成无水AlCl3;固体1和试剂B反应得到固体2、溶液2和气体2,固体2能得到CuSO4,则固体2为Cu,从硫酸铜溶液中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到胆矾;Fe和试剂B反应生成气体2,气体2和试剂A反应生成H2,则气体2中含有CO2、H2;反应中Fe3+、Cu2+和Fe反应生成Fe2+,溶液2中含有Fe2+,向溶液2中加入过量试剂A在空气中得到固体3为Fe(OH)3,灼烧Fe(OH)3得到铁红Fe2O3;
(1))试剂A是NaOH溶液,Al、Al2O3都和NaOH反应生成偏铝酸钠,只有Al和NaOH反应生成氢气,离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑;
(2)通过以上分析知,溶液2中含有的金属阳离子是Fe2+;气体2的成分是CO2和H2,故答案为Fe2+;CO2和H2;
(3)溶液2转化为固体3的反应是亚铁离子和NaOH、氧气的反应,该反应的离子方程式是4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓;
(4)①固体2是Cu,在固体2中加入浓H2SO4并加热,使固体2全部溶解得CuSO4溶液、二氧化硫、水,反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
②氧气具有氧化性,在固体2中加入稀H2SO4后,通入O2并加热,使固体2全部溶解得CuSO4溶液,反应的离子方程式是2Cu+4H++O22Cu2++2H2O;
(5)若在溶液1中直接加入盐酸,会使溶液4中混有试剂A中的阳离子(如Na+等),而不是纯净的AlCl3溶液,因此溶液1转化为溶液4过程中,不在溶液1中直接加入试剂C,故答案为:若在溶液1中直接加入盐酸,会使溶液4中混有试剂A中的阳离子(如Na+等),而不是纯净的AlCl3溶液;
(6)氯化铝易水解,所以直接加热得不到氯化铝,需要在氯化氢的气氛中加热;SOCl2为无色液体,极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体,所以根据原子守恒可知,该气体应该是二氧化硫,则反应的方程式是AlCl3 6H2O+6SOCl2AlCl3+12HCl↑+6SO2↑。
21.(1) 液 水
(2)黄绿色
(3) d c Br2+H2O+SO=2Br-+SO+2H+
(4) ①③⑤⑥⑦ 59℃(或58.8℃)
(1)Br2的沸点为58.78℃,高于室温,因此在室温下呈液态;液溴易挥发,在保存时需要防止其挥发,利用其微溶于水,且密度比水大,因此保存时加水液封。答案为液 水。
(2)氯气与溴离子反应生成溴单质,由于氯气是黄绿色气体,因此当反应完成时,A中液面上方出现黄绿色气体时即可判断步骤①中反应已经结束。答案为黄绿色。
(3)工业上利用SO2的水溶液来吸收溴,达到富集的目的,因此在模拟该过程中X试剂可以选择饱和Na2SO3溶液代替SO2的水溶液,反应的离子方程式为Br2+H2O+ SO=2Br-+ SO+2H+。溴、氯气都有毒,可用碱液吸收,可选NaOH溶液;答案为d c Br2+H2O+SO=2Br-+SO+2H+。
(4)蒸馏操作的主要仪器是:带铁圈的铁架台,酒精灯,石棉网,蒸馏烧瓶,温度计,冷凝管,牛角管,锥形瓶,所以选择的仪器有①③⑤⑥⑦;蒸馏实验依据的是液体的沸点不同分离物质,所以实验中应控制的关键实验条件为温度,Br2的沸点为58.78℃,则应该控制温度在59℃(或58.8℃)。答案为①③⑤⑥⑦ 59℃(或58.8℃)。
22. Cu AlCl3 Fe2O3 FeCl3 两性氧化物 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
已知A~H是中学化学中的常见物质,A、C、G是金属,E、F是氧化物,B溶于水得蓝色溶液,所以A是铜,与氯气反应生成B是氯化铜。E为红棕色粉末,E是氧化铁,C与氧化铁反应生成G和F,则根据反应条件高温可判断反应④是铝热反应,所以C是Al,G是铁,F是氧化铝,与盐酸反应生成D是氯化铝,铝与氯化铜发生置换反应生成铜和氯化铝。铁与氯气化合生成H是氯化铁,遇KSCN溶液显红色。
(1)根据以上分析可知A是Cu,D是AlCl3,E是Fe2O3,H是FeCl3。
(2)氧化铝既能与盐酸反应生成盐和水又能与碱反应生成盐和水,故属于两性氧化物。
(3)反应④的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe