专题3 从海水中获得的化学物质 单元检测题
一、单选题
1.某同学探究金属Na与CO2的反应,实验如下:
实验Ⅰ 实验Ⅱ
操作 将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中 将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗,过滤。取黑色滤渣灼烧;取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液
现象 ①火焰呈黄色 ②底部有黑色固体,瓶壁上附有白色固体 ①黑色滤渣可燃 ②滤液能使酚酞溶液变红,滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成
下列说法不正确的是A.生成的黑色固体中含有C
B.白色固体是Na2O
C.实验说明CO2具有氧化性
D.金属Na着火不能用CO2灭火
2.下列关于钠的氧化物的说法正确的是
A.向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水,脱脂棉剧烈燃烧起来,说明Na2O2与H2O反应放热且有氧气生成
B.Na2O与Na2O2中阳、阴离子的个数比不相同
C.将金属钠切开,表面变暗,最终得到淡黄色固体
D.保持温度不变,向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2,充分反应后,溶液中Na+浓度增大
3.有下列三个反应:下列说法正确的是
A.反应中的氧化产物分别是、、
B.根据以上方程式可以得到氧化性:
C.在反应中当1 mol 参加反应时,2 mol HCl被氧化
D.可以推理得到
4.下列化合物中一般不能通过单质与氯气直接化合制得的是
A.FeCl2 B.FeCl3 C.CuCl2 D.NaCl
5.化学物质种类繁多,通过分类思想来学习可以化繁为简。下列关于物质分类正确是
选项 混合物 碱 碱性氧化物
A 冰水混合物 苛性钠 Mn2O7
B C60、石墨混合物 氨水 CaO
C CuSO4 5H2O Cu2(OH)2CO3 Na2O2
D 漂白粉 Mg(OH)2 Na2O
A.A B.B C.C D.D
6.下列变化中必须要加入还原剂才能实现的是
A. B. C. D.
7.下列各组中两种物质作用时,反应条件或反应物用量改变,对生成物没有影响的是
A.NaOH溶液与CO2 B.NaHCO3和盐酸
C.Na与O2 D.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液
8.室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.溶液:、、、
B.溶液:、、、
C.溶液:、、、
D.溶液:、、、
9.下列有关物质的用途不正确的是
A.用铁罐车贮存浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸
B.高纯度的硅可用于制作计算机的芯片和太阳能电池
C.碳酸氢钠可用作焙制糕点的发酵粉,也可用作治疗胃酸过多的药剂
D.金属镁常用来制造信号弹和焰火,氧化镁是优质的耐高温材料
10.下列图示与对应的叙述相符的是(夹持装置已略去)
A.氢氧化钠溶液的配制 B.将氯化钠溶液蒸干得到氯化钠固体 C.验证碳酸钠与碳酸氢钠的稳定性 D.测浓的
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
11.Ⅰ、铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下:
(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应:___________。
(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式:___________。
(3)若第①步加入的是盐酸,则发生反应的离子方程式为___________。
Ⅱ、下图为几种物质的转化关系,其中A为金属,B为淡黄色固体粉末,每一物质均含有A元素。
(4)写出下列物质的化学式:
B___________,C___________,E___________,F___________。
(5)写出下列各步反应的化学方程式:
C→E___________;
C→F___________;
F→C___________。
12.医学上常将酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液的反应用于测定血钙的含量。回答下列问题:__H++__MnO4-+__H2C2O4→__CO2↑+__Mn2++__________
(1)配平以上离子方程式,并在中填上所需的微粒或数字。
(2)该反应中的还原剂是___。
(3)反应转移了0.4mol电子,则消耗KMnO4的物质的量为___mol。
(4)测定血钙的含量的方法是:取2mL血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量(NH4)2C2O4溶液,反应生成CaC2O4沉淀,将沉淀用稀硫酸溶解得到H2C2O4后,再用KMnO4溶液滴定。
①稀硫酸溶解CaC2O4沉淀的化学方程式是__。
②溶解沉淀时__(能或不能)用稀盐酸,原因是___。
③若消耗了1.0×10-4mol/L的KMnO4溶液20.00mL,则100mL该血液中含钙__g。
13.华素片又称西地碘含片,其主要活性成分是分子碘,每片含分子碘1.5mg。利用分子分散技术将碘制成分子态西地碘(糊精包裹碘),并含适量薄荷脑等。
(1)华素片中含有的活性成分的分子式为_______。
(2)三个探究学习小组为研究华素片中的活性成分,进行了如下实验,请回答下列问题:
①甲组同学取2片华素片研细,置于锥形瓶中,加入约10mL蒸馏水溶解,再加入约2mL_______(填标号),溶液变为蓝色,证明含有活性成分。
A.酒精 B.NaOH溶液 C.淀粉溶液 D.四氯化碳
②乙组同学取2片华素片研细,置于锥形瓶中,加入约10mL蒸馏水溶解,再加入约2mL_______(填标号),溶液分层,且_______层为_______色,证明含有活性成分。
A.酒精 B.NaOH溶液 C.淀粉溶液 D.四氯化碳
③丙组同学用乙组同样方法验证后,将溶液转入_______,进行_______操作,将两层液体进行分离。
(3)你认为丙组同学还应该通过_______操作将活性成分分离出来。
14.(1)实验室用碳酸钙与盐酸反应制取CO2气体,反应的离子方程式是_______;常用澄清石灰水检验 CO2 气体的离子方程式是_______。
(2)表面附有铁锈 ( 成分是 Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中,开始反应的离子方程式是_______。反应片刻后,可观察到有气体产生,其离子方程式是_______。
15.电解饱和食盐水可以生产一系列含氯、含钠的化工产品。
(1)配制饱和食盐水的食盐必须精制,精制过程中需要除去Ca2+、Mg2+、SO等杂质离子,往往先后加入NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液作为除杂试剂,向其中加入Na2CO3后产生的沉淀是____,沉淀过滤后往往还要往滤液中加入____,随后再将溶液蒸发结晶。
(2)电解饱和食盐水实验时,电解的总反应方程式为_____。阳极产物检验所用的试剂是____;向两极各加入石蕊溶液,阴极溶液呈现____色。
(3)实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为5.60mL,电解后溶液的体积恰好为50.0mL,则溶液中NaOH的浓度为____。
三、计算题
16.在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取同浓度的盐酸30mL,加入同一种镁铝合金粉末,产生气体。有关数据列表如表(气体体积均为标准状况下测得):
实验序号 甲 乙 丙
合金质量/g 0.255 0.385 0.459
生成气体/ml 280 336 336
(1)甲组实验中,盐酸_____;乙组实验中,盐酸_____(填“过量“、“适量“或“不足“)。
(2)该盐酸的物质的量浓度_____。
(3)合金中Mg、Al的物质的量之比为____。
(4)在丙组实验后,向容器中加入1mol/L的NaOH溶液,恰好使合金中的铝元素全部转化为,并使Mg2+刚好沉淀完全,则溶液中的物质的量为_____mol;溶液中Na+的物质的量为______mol。
17.回答下列问题:
(1)已知反应:。
①该反应中的还原剂为_______。(写化学式)
②若产生的在标准状况下的体积为,则反应中转移的电子数为_______。
(2)某液体化合物,常用做火箭燃料。在一定量的中恰好完全燃烧,反应的化学方程式为,是一种常见的液态化合物,冷却后测得生成气体的体积为(标准状况)。则:
①反应前的体积为_______;
②的摩尔质量为_______;
③若反应生成,则转移电子的物质的量为_______。
18.镁、铝的混合物共0.2mol,溶于200mL4mol·L-1的盐酸溶液中,然后再滴加2 mol·L-1的NaOH 溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m 随加入NaOH溶液的体积V变化情况如图所示。请回答下列问题:
(1)当V1=160mL时,则金属粉末中m(Al)=_____________mol。
(2)V2~V3段发生反应的离子方程式为____________________________。
(3)若在滴加NaOH溶液的过程中,欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全,则加入NaOH 溶液的体积V(NaOH)=____________mL。
(4)若镁、铝的混合物仍为0.2mol,其中镁粉的物质的量分数为a,改用200mL4 mol·L-1的硫酸溶解此混合物后,再加入840mL 2 mol·L-1的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3,则a的取值范围为_______________________。
19.加热5.00克碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物,使碳酸氢钠完全分解,混合物的质量减小了0.31克,写出发生反应方程式_______,则原混合物中碳酸钠的质量分数是_______。
四、实验题
20.为了探究“二氧化碳是否在水存在时才能和过氧化钠反应”,某课外活动小组设计了下列装置进行探究。广口瓶②、③中分别装有试剂X和试剂Y,④、⑤中均是干燥的过氧化钠。
【实验与现象】
步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,木条不复燃。
步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,木条复燃。
【思考与分析】
(1)装置①中反应的离子方程式是_________。
(2)装置②中的试剂X是__________;装置③中的试剂Y是____________(填序号)。
A.浓H2SO4 B.饱和食盐水
C.饱和Na2CO3溶液 D.饱和NaHCO3溶液
【结论与反思】
(3)根据步骤1和步骤2的实验现象,得到的结论是_________。
(4)实验后有同学提出质疑: “步骤2的实验并不能证明过氧化钠跟二氧化碳发生了化学反应。”小组其他同学也认为很有道理,请写出其理由的方程式_______________。
(5)若要证明“过氧化钠跟二氧化碳发生了化学反应”,需要补充的实验操作是:取⑤中反应后的少量固体,___________________。
21.Ⅰ、
(1)配制1001.00碳酸钠溶液。下图是一些关键步骤和操作。
a b c d e f
配制过程所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、___________。配制过程的先后顺序是___________(用字母a-f填写)。某同学改用晶体来配制溶液,但晶体已经部分失去结晶水,他配制的溶液的浓度会___________(填“偏高”、“偏低”、“不变”)。
Ⅱ、某澄清透明溶液中可能含有、、、、、、、中的若干种,取一定量待测液进行如下实验。回答下列问题:
已知:
(2)该待测液中一定含有的离子是、和___________,一定不含有的离子是___________。
(3)沉淀A的成分是___________,沉淀B的化学组成为___________。
(4)气体X与气体Y可以在一定条件下反应转化为对环境无害的物质,若有1此混合气体充分反应得到的氧化产物与还原产物的质量差为1.4g,则气体X与气体Y的物质的量之比为___________。
参考答案:
1.B
【解析】由实验Ⅰ可知钠能够在二氧化碳中燃烧,根据质量守恒定律,反应物中含有钠元素、氧元素、碳元素;由实验Ⅱ中黑色滤渣可燃可知,集气瓶底部的黑色固体为碳,由滤液能使酚酞溶液变红,滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成可知,瓶壁上附有的白色固体为碳酸钠,则钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质,反应的化学方程式4Na+3CO2 2Na2CO3+C
【解析】A.由上述分析可知,生成的黑色固体中含有碳(C) ,故A正确;
B.由上述分析可知,白色固体为碳酸钠,不是Na2O,故B错误;
C.钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质,反应中钠为还原剂,二氧化碳为氧化剂,实验说明CO2具有氧化性,故C正确;
D.实验Ⅰ可知钠能够在二氧化碳中燃烧,则金属着火不能用 灭火,应用干燥的沙土覆盖灭火,故D正确;
故选B。
2.A
【解析】A.脱脂棉燃烧需要具备两个条件,一是氧气助燃,二是达到着火点,该现象能够说明时放热反应且有氧气生成,A正确;
B.Na2O是由Na+与O2-构成,阳离子和阴离子个数比均为2:1;Na2O2是Na+与构成,阳离子和阴离子个数比也为2:1,B错误;
C.Na暴漏与空气中表面变暗,生成的白色的氧化钠,不能产生过氧化钠,C错误;
D.过氧化钠与水反应后生成氢氧化钠,因为是饱和烧碱溶液,所以温度不变溶液中NaCl饱和溶液的浓度仍然不变,则溶液中钠离子浓度不变,D错误;
故合理选项是A。
3.C
【解析】A、反应中HCl中氯的化合价升高,则是氧化产物,故A错误;
B、氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,在反应中,;在反应中,;在反应中,,因此氧化性:,故B错误;
C、在反应中当1 mol 参加反应时,有6mol的HCl参加反应,生成,其中2molHCl被氧化,故C正确;
D、根据还原性顺序:,和反应时,氯气先氧化亚铁离子,再氧化溴离子,故D错误;
故选C。
【点睛】本题的易错点为D,要注意氧化还原反应中,还原性强的微粒首先与氧化剂发生反应。
4.A
【解析】A.氯气和铁化合反应得到氯化铁得不到氯化亚铁,A符合题意;
B.氯气和铁化合反应得到氯化铁,B不符合题意;
C.氯气和铜化合反应得到氯化铜,C不符合题意;
D.氯气和钠化合反应得到氯化钠,D不符合题意;
故选A。
5.D
【解析】A.冰和水都由水分子构成,冰水混合物属于纯净物,Mn2O7属于酸性氧化物,A不正确;
B.氨水是氨气溶于水形成的混合物,一水合氨才是碱,B不正确;
C.Cu2(OH)2CO3属于碱式盐,Na2O2与酸反应,除生成盐和水外,还有氧气生成,不属于碱性氧化物,C不正确;
D.漂白粉是由氯化钙和次氯酸钙构成的混合物,Mg(OH)2属于难溶性碱,Na2O是氢氧化钠对应的碱性氧化物,D正确;
故选D。
6.B
【解析】A.氯酸钾在二氧化锰催化作用下生成氯化钾和氧气,只需自身氧化还原就能实现,A错误;
B.中,铁元素化合价价降低,需要加入还原剂才能实现,B正确;
C.次氯酸分解生成氧气和盐酸,只需自身氧化还原就能实现,C错误;
D.各元素化合价不变,不需要加入还原剂,D错误。
故选B。
7.B
【解析】A.NaOH溶液与CO2反应,二氧化碳的用量不同,产物不同,少量的二氧化碳生成碳酸钠,过量的二氧化碳生成碳酸氢钠,A不符合题意;
B.NaHCO3和盐酸无论二者的量多少,无论条件如何,反应均生成氯化钠、水和二氧化碳,B符合题意;
C.Na与O2不加热生成Na2O,加热生成Na2O2,条件不同,产物不同,C不符合题意;
D.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应,NaHSO4少量,产物为硫酸钡、水、NaOH,NaHSO4过量,产物为硫酸钡、硫酸钠、水,产物与量有关,D不符合题意;
答案选B。
8.B
【解析】A.铁离子和碳酸根离子双水解,不能大量共存,A错误;
B.四种离子在碱性条件下共存,B正确;
C.铝离子和碳酸氢根离子双水解不能共存,氢氧化钡和碳酸氢根离子反应,C错误;
D.碘离子被高锰酸根氧化,不能共存,D错误;
故选B。
9.A
【解析】A.常温下,浓硫酸和浓硝酸会使铁发生钝化现象,可铁罐车贮存浓硫酸、浓硝酸,但浓盐酸不能使铁钝化,二者发生反应,不能用铁罐车贮存浓盐酸,故A错误;
B.高纯度的硅为半导体材料,可用于制作计算机的芯片和太阳能电池,故B正确;
C.碳酸氢钠受热易分解释放出二氧化碳,可使糕点膨松,可用作焙制糕点的发酵粉,碳酸氢钠的水溶液显弱碱性,也可用作治疗胃酸过多的药剂,故C正确;
D.金属镁燃烧时发出耀眼的白光,常用来制造信号弹和焰火,氧化镁熔点高,是优质的耐高温材料,故D正确;
答案选A。
10.C
【解析】A.容量瓶不能直接用来配制溶液,故A错误;
B.蒸发用的仪器应该是蒸发皿,故B错误;
C.碳酸氢钠受热易分解,玻璃导热性差,将不稳定的碳酸氢钠放在内管,通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,故C正确;
D.不能直接将试纸放入溶液中测量溶液的,故D错误;
故答案选C。
11.(1)Al2O3+2OH-=2+H2O
(2)NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
(4) Na2O2 Na2CO3 NaOH(或NaCl) NaHCO3
(5) Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH(或Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O)(答案合理即可) Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
【解析】(1)
铝土矿的主要成分为Al2O3,为两性氧化物,与氢氧化钠反应离子方程式为:Al2O3+2OH-=2+H2O;
(2)
为保证把偏铝酸钠溶液种的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀,应通入足量二氧化碳气体,发生的化学反应为:NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3;
(3)
铝土矿的主要成分为Al2O3,为两性氧化物,即可与氢氧化钠反应又可与盐酸反应,故若第①步加入的是盐酸,则发生反应的离子方程式:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
(4)
根据A为金属,B为淡黄色固体粉末,可知A为Na,B为Na2O2,前后联系,可知D、E分别为Na2O、NaCl、NaOH中的一种,由Na2O2的性质可知,C必为Na2CO3,则F为NaHCO3,由Na2CO3→E可知,E为NaOH或NaCl,由D→C知,E为NaOH时,D只能为Na2O;当E为NaCl时,D可以为Na2O或NaOH;
(5)
根据小问(4)可知,C为Na2CO3、E为NaOH或NaCl,故 C→E 反应方程式为:Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH(或Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O)(答案合理即可);F为NaHCO3,故C→F反应方程式为:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3;F→C反应方程式为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
12. 6 2 5 10 2 8 H2O H2C2O4 0.08 CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O4 不能 KMnO4会氧化Cl- 0.01
【解析】(1)锰的化合价由+7价降低到+2价,1 个MnO4-得到5个电子,碳的化合价由+3价升高到+4价,1个草酸分子失去2个电子,使得失电子数均为10,所以需要2个MnO4-和5个草酸分子,根据电荷守恒配平H+的系数。再根据质量守恒,还应该有水生成,根据氢守恒,配平水的系数,配平的离子方程式为:6H++2MnO4-+5H2C2O4→10CO2↑+2Mn2++8H2O。故答案为6,2,5,10,2,8,H2O;
(2)该反应中,草酸中碳的化合价升高,失去电子,作还原剂,故答案为H2C2O4;
(3)消耗1mol KMnO4,转移电子的物质的量为5mol,反应转移了0.4mol电子,则消耗KMnO4的物质的量为0.08mol;
(4)①稀硫酸和CaC2O4发生的是复分解反应:CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O4;
②盐酸可以被高锰酸钾溶液氧化为Cl2,所以溶解沉淀时不能用稀盐酸,故答案为不能;KMnO4会氧化Cl-;
③KMnO4的物质的量为1.0×10-4mol/L×0.02L=2.0×10-6mol,根据高锰酸钾和草酸反应的化学方程式可知草酸的物质的量为5.0×10-6mol,此即为CaC2O4的物质的量,也就是钙的物质的量,所以在2mL血液中含钙的质量2.0×10-4g,则100mL该血液中含钙为0.01g。
【点睛】高锰酸钾溶液会氧化盐酸,所以遇到高锰酸钾作氧化剂和其他物质反应时,不能出现盐酸,包括酸化高锰酸钾溶液时也不能选用盐酸酸化,应用稀硫酸酸化。
13.(1)I2
(2) C D 下 紫 分液漏斗 分液
(3)蒸馏
【解析】(1)
华素片又称西地碘含片,其主要活性成分是分子碘,故分子式为I2;
(2)
碘单质与淀粉变蓝;碘单质在水中溶解度不大,易溶于四氯化碳,四氯化碳的密度比水大在下层且碘单质在四氯化碳中的颜色是紫色;转入分液漏斗中进行分液操作,下层溶液下口放出。
(3)
对于互溶在一起的液态混合物可以通过沸点的不同采用蒸馏的操作进行分离。
14. CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe+2H+=Fe2++H2↑
【解析】碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水;用澄清石灰水检验 CO2 气体,澄清石灰水变浑浊,生成碳酸钙;表面附有铁锈(成分是Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中,开始时氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,片刻后,可观察到有气体产生,是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,据此书写反应的离子方程式。
【解析】(1)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑; 用澄清石灰水检验 CO2 气体,澄清石灰水变浑浊,生成碳酸钙和水,反应的离子方程式为Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O,故答案为:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑; Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O;
(2)表面附有铁锈(成分是Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中,开始时氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O ,反应片刻后,可观察到有气体产生,是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,故答案为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;Fe+2H+=Fe2++H2↑。
15.(1) CaCO3与BaCO3 盐酸
(2) 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 湿润的淀粉碘化钾试纸 蓝色
(3)0.01mol L-1
【解析】(1)
碳酸根能与钙离子和钡离子反应,生成:CaCO3与BaCO3;沉淀过滤后,加入盐酸除去过量的碳酸根和氢氧根,加热蒸发除去过量的HCl;
(2)
电解饱和食盐水实验时,电解的总反应方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;阳极产物为氯气,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,故用湿润的淀粉碘化钾试纸检验;阴极产物为氢气和氢氧化钠,阴极加入石蕊试液,溶液变蓝色;
(3)
根据电解总方程式, ,。
16. 过量 不足 1mol/L 1:1 0.009 0.039
【解析】从表中数据可知,在甲实验的基础上,再加入镁铝合金,生成氢气的体积继续增大,则甲中合金完全反应,盐酸有剩余;乙中合金的质量约为甲中合金质量的倍数为≈1.5,乙中生成氢气的体积为甲中氢气体积的倍数为=1.2,则表明乙中合金过量。
【解析】(1)由分析知,甲组实验中,盐酸过量;乙组实验中,合金过量,则盐酸不足。答案为:过量;不足;
(2)乙中,合金过量,则盐酸与金属完全反应生成H2,该盐酸的物质的量浓度为 =1mol/L。答案为:1mol/L;
(3)甲中,合金完全反应,设Mg、Al的物质的量分别为x、y
则24x+27y=0.255
x+1.5y==0.0125
从而求出x=y=0.005mol,合金中Mg、Al的物质的量之比为1:1。答案为:1:1;
(4)丙组合金的质量是甲组合金质量的倍数为=1.8,则所含Mg、Al的物质的量都为1.8mol×0.005mol=0.009mol,溶液中的物质的量为0.009mol;依据电荷守恒,n(Na+)= n(Cl-)+ n[]=1mol/L×0.03L+0.009mol=0.039mol。答案为:0.009;0.039。
【点睛】当溶液中发生多个反应时,可采用终态法建立电荷守恒等求解。
17.(1) Zn和NH4NO3 0.5NA
(2) 11.2L 28g/mol 0.4
【解析】(1)①因Zn元素的化合价升高,铵根离子中N元素的化合价升高,则还原剂为Zn和NH4NO3;
②由反应可知,Zn元素的化合价升高生成硝酸锌,铵根离子中N元素的化合价升高生成氮气,硝酸根离子中氮元素化合价降低生成氮气,电子转移为,生成1molN2转移5mol电子,产生的N2在标准状况下体积为2.24L,其物质的量为0.1mol,则转移0.5mol电子,转移的电子数为0.5NA;
(2)①由方程式可知,反应前后气体的体积不发生变化,X2和氧气的关系式为1:1,故V(O2)=V(X2)=11.2L,则反应前的体积为11.2L;
②是一种常见的液态化合物,则为水,Y为氢元素;根据化学方程式可知,的物质的量为0.5mol,则Mr(X2H4)= ,则Y的相对原子质量为14,为氮元素,故的摩尔质量为28g/mol;
③反应的方程式为 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l),该反应转移电子关系为4e- ~N2; 若反应生成0.1 mol N2,则转移电子的物质的量为0.4mol。
18. 0.08 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 400 0.6≤a<1
【解析】(1)当V1=160mL时,此时溶液是MgCl2、AlCl3和NaCl的混合液,由Na+离子守恒可知,n(NaCl)=n(Na+)=n(NaOH)=0.16L×2mol/L=0.32mol。200mL 4mol L-1的盐酸溶液中含有氯化氢的物质的量为:4mol/L×0.2L=0.8mol,设混合物中含有MgCl2为xmol、AlCl3为ymol,则:根据Mg原子、Al原子守恒有:x+y=0.2,根据Cl-离子守恒有:2x+3y=0.8-0.32=0.48,联立方程解得:x=0.12、y=0.08,所以金属粉末中:n(Mg)=0.12mol、n(Al)=y=0.08mol;(2)V2~V3段发生氢氧化钠溶解氢氧化铝的反应,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;(3)当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时,此时溶液是NaCl溶液,根据Cl-离子和Na+离子守恒有:n(Na+)=n(NaCl)=(HCl)=4mol/L×0.2L=0.8mol,所以需要加入氢氧化钠溶液体积为:V(NaOH)=0.8mol÷2mol/L=0.4L=400mL;(4)由于为金属混合物,则a<1,Al的物质的量为:0.2(1-a)mol,反应后的混合溶液中再加入840mL 2mol L-1的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3,则溶质为硫酸钠、偏铝酸钠,根据铝元素守恒可知:n(NaAlO2)=0.2(1-a)mol,根据钠离子守恒,应满足:n(NaOH)≥2n(Na2SO4)+n(NaAlO2),即0.84×2≥2×0.2×4+0.2(1-a),解得:a≥0.6,所以a的取值范围为:故0.6≤a<1。
点睛:本题考查了有关混合物反应的计算,题目难度较大,对于图象题,要明确每一段图象发生的化学反应、知道拐点代表的含义及溶液中溶质的成分,结合方程式对有关问题进行分析;具体计算时注意守恒思想的运用,使计算简化。最后一问的计算注意利用好数学中的极值法。
19. 83.2%
【解析】碳酸氢钠在加热的条件下分解为碳酸钠、二氧化碳、水,反应方程式为;设混合物中碳酸氢钠的质量为xg;
,x=0.84g, 原混合物中碳酸钠的质量分数是。
20. CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ D A 有水存在时过氧化钠跟二氧化碳发生了化学反应 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清的石灰水中
【解析】①中盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,②用于除去CO2中的杂质HCl,应为饱和碳酸氢钠溶液,③应为浓硫酸,干燥气体;④⑤为对比试验,用于判断干燥的二氧化碳是否与过氧化钠反应,⑥可避免空气中的水、二氧化碳进入④⑤,影响实验结果的判断,最后用带火星的木条检验是否生成氧气。
【解析】(1)装置①中盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,碳酸钙难溶于水,应该写化学式,反应的离子方程式是CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;
(2)②装置:除去CO2中的杂质HCl,盐酸易挥发,装置②中试剂应为饱和NaHCO3溶液,NaHCO3与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,离子方程式:+H+=H2O+CO2↑,故答案为D;装置③是浓硫酸,作用是干燥CO2气体,故答案为A;
(3)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,④中没有水蒸气,a处带火星木条不复燃,则二氧化碳不能和过氧化钠反应,所以不能生成氧气,步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,⑤有水蒸气,a处带火星木条复燃,则二氧化碳能和过氧化钠反应生成氧气,所以得到的结论是:有水存在时过氧化钠能够跟二氧化碳发生了化学反应;
(4)气体中有水,水也可与Na2O2反应产生O2使木条复燃;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,该反应的方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
(5)二氧化碳与过氧化钠产生碳酸钠,水与过氧化钠反应产生氢氧化钠,所以若证明产物中含有碳酸钠,就证明了二氧化碳和过氧化钠发生了反应,所以加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清的石灰水中,如果澄清石灰水变浑浊,即生成了碳酸钙沉淀,则证明二氧化碳和过氧化钠反应生成了碳酸钠溶液。
【点睛】本题考查过氧化钠的性质及实验探究,掌握物质的性质及混合物分离提纯方法是解题关键,注意把握物质的性质、实验的原理和操作方法,侧重考查学生的分析能力和实验能力。
21.(1) 100容量瓶、胶头滴管 dbcafe 偏高
(2) 、、 、、
(3) 0.3、0.06[或32.1g、5.88g]
(4)4∶1或3∶7
【解析】滴加过量稀盐酸无明显现象,说明溶液中不含、、,则一定含;加入过量,有气体和沉淀生成,发生反应、,所以一定含有,气体X为NO,物质的量为,则的物质的量为,生成的为0.3mol,沉淀A为,物质的量为,即的物质的量为0.5mol;滤液Ⅰ中加入过量NaOH溶液,加热,有气体生成,该气体Y为,物质的量为,则的物质的量为0.2mol,0.3mol完全沉淀生成的质量为,所以沉淀B为和混合物,的质量为,物质的量为,即的物质的量为0.06mol,,根据溶液呈电中性,所以溶液中一定含;
【解析】(1)配制1001.00碳酸钠溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、100mL容量瓶、胶头滴管;配制溶液的步骤为计算、称量(量取)、溶解(稀释)、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶,根据图中操作步骤,正确的操作顺序为dbcafe;用部分失去结晶水的晶体来配制溶液,使得碳酸钠的质量偏大,浓度偏高,故填100容量瓶和胶头滴管、dbcafe、偏高;
(2)经过分析,一定含有的离子有、、、、,一定不含有的离子有、、,故填、、;、、;
(3)沉淀A为;0.3mol完全沉淀生成的0.3mol,质量为,所以沉淀B为和混合物,的质量为,物质的量为,即的物质的量为0.06mol,故填、0.3、0.06[或32.1g、5.88g];
(4)气体X为NO,气体Y为,X和Y反应的化学方程式为,设还原产物的的物质的量为,氧化产物的物质的量为,则参与反应的NO的物质的量为,的物质的量为,氧化产物与还原产物均为,质量差为1.4g,物质的量为,由题意可得,即、,解得、,即参加反应的NO的物质的量为,的物质的量为,因为,所以和NO有一种过量,若过量,则NO物质的量为0.3mol,物质的量为0.7mol,物质的量之比为;若NO过量,则NO的物质的量为0.8mol,的物质的量为,物质的量之比为,故填或。