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第三章 金属与盐
一.选择题(共15小题)
1.为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中不合理的是( )
A. B. C. D.
2.某科学兴趣小组为测定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序设计了四种方案,每种方案设计如下,其中你认为不可行的是( )
A.Cu、Ag、FeSO4溶液 B.Fe、Ag、CuSO4溶液
C.Fe、Cu、稀盐酸、AgNO3溶液 D.Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液
3.下列物质是由金属和稀盐酸反应直接制取的是( )
A.FeCl3 B.AlCl3 C.CuCl2 D.AgCl
4.在锥形瓶甲中放入10g块状纯净的碳酸钙,在锥形瓶乙中放入10g粉末状纯净的碳酸钙,分别同时加入等质量、同浓度的稀盐酸(足量)。如图中对该实验产生气体的质量与反应时间的关系,描述合理的是( )
A.B. C.D.
5.不能用金属活动性对有关生活生产中的现象或事实作出解释的是( )
A.铝合金制品比铁制品更耐腐蚀
B.常温下可用铜质容器盛放稀硫酸,但不可用锡质容器盛放
C.用硫酸铜、石灰水配制农用杀虫药波尔多液时,不能用铁制容器
D.银铝合金饰品外观与银饰品相似,可将两者放入稀盐酸中加以区别
6.向盛有一定量的石灰石样品(杂质不溶于水、不参与反应)的烧杯中不断加入稀盐酸。下列曲线所表示的变化趋势不正确的是( )
A.B. C.D.
7.如图分别为二氧化碳的制取、干燥、收集和性质检验的装置图。其中错误的是( )
A.B. C.D.
8.关于C+2CuO2Cu+CO2↑反应,下列说法错误的是( )
A.常温下两种反应物均为固体 B.属于置换反应
C.碳是氧化剂,具有氧化性 D.反应前后碳元素与铜元素的化合价发生了变化
9.热水瓶用久后,瓶胆内常附着一层水垢[主要成分是CaCO3和Mg(OH)2],此水垢可用一些酸来清除,下列家庭用品中,能用来清除水垢的是( )
A.黄酒 B.白醋 C.食盐 D.纯碱
10.如果要证明鸡蛋壳含有碳酸盐,实验时可向鸡蛋壳上滴加( )
A.稀盐酸 B.氯化钠溶液 C.石蕊试液D.酚酞试液
11.下列物质能够反应,且没有明显现象的是( )
A.Na2CO3溶液加入澄清石灰水中 B.Fe2O3加入NaOH溶液中
C.稀HCl滴入Ba(OH)2溶液中 D.CO2通入澄清石灰水中
12.将稀盐酸与澄清石灰水充分反应后的溶液倒入烧杯,向烧杯逐滴加入碳酸钠溶液。生成沉淀的质量与加入碳酸钠溶液的质量之间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.ab段溶液质量逐渐减少 B.bc段氯化钙的质量逐渐增大
C.c点时溶液中溶质为NaCl、CaCl2 D.d点对应溶液中含有的微粒只有Na+、Cl﹣、Ca2+
13.小科在实验室中制取CO2气体后,对废液进行后续探究,他向一定量的含CaCl2和HCl的废液逐滴加入质量分数为10%的Na2CO3溶液。实验过程中加入Na2CO3溶液质量与产生沉淀或气体的质量关系如图1所示;加入的Na2CO3质量与溶液的pH变化关系如图2所示。下列说法正确的是( )
A.图1中0﹣a段表示生成沉淀的过程 B.图1中b点的值为5.3
C.图1中c对应的溶液中的溶质只有一种
D.图1中b﹣c段反应过程中溶液的pH变化情况可用图2中d﹣h段表示
14.某溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3,向其中逐渐加入一定质量的铁粉进行处理,并绘制加入铁的质量与溶液中溶质种类的关系图。下列说法正确的是( )
A.a、b两点,溶液的质量相等 B.当溶质种类为1种时,金属单质种类可能为1种
C.当溶质种类为2种时,金属单质种类可能为2种 D.当溶质种类为3种时,金属单质的种类也为3种
15.为探究锌、铜、铁三种金属的活动性顺序,某学习小组做了如甲图所示实验。实验结束后将试管①、试管②内的物质全部倒入同一烧杯中,充分反应后发现烧杯中的红色固体物质明显增多(如乙图所示)。下列说法不正确的是( )
A.甲图所示试管②中反应后固体一定不含铁 B.乙图所示反应后烧杯中的固体一定含有铁
C.乙图所示反应后烧杯中的溶液一定含有氯化锌和氯化亚铁,可能含有氯化铜
D.乙图所示反应后烧杯中最后所得固体的质量一定大于2a g
二.填空题(共5小题)
16.及时归纳是学好科学的主要方法之一。利用如图所示的结构图归纳盐的四个方面的科学性质(图中编号①﹣④),请归纳有关知识。
(1)在归纳性质②时,选取了硫酸铜和氢氧化钠两种物质,它们在溶液中相互反应时产生的现象 ,化学方程式为 。
(2)在性质③中,X代表 类物质。
(3)在归纳性质④时,从“某些盐”中选取了硝酸银,写出与硝酸银反应的物质的化学方程式(写一个) 。
17. 如图,几种物质是常见的盐,请回答下列问题。
(1)在碳酸钠溶液中滴入氯化钙溶液,现象是 。
(2)碳酸钙、碳酸钠均能与稀盐酸反应生成CO2,是因为碳酸钙、碳酸钠中均含有 (写离子符号)。
(3)硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液能发生反应,该反应的化学方程式为 ;硫酸铜溶液与氯化钠溶液不能反应,其理由是 。
18.把相同体积、相同质量分数的稀盐酸,分别滴加到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中,生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。这三种金属的活动性顺序为 ;假如X、Y、Z都是+2价金属,则相对原子质量由大到小的顺序为 。
19.某化学兴趣小组在探究Mg、Fe、Cu 的性质时行了如图所示实验:
(1)实验一:发生反应的化学方程式 ,属于 反应。(填反应基本类型)
(2)实验二:将实验一后①、②试管内的物质倒 入烧杯中,发生烧杯内的红色固体明显增多,一段 时间后过滤。滤液中所含金属离子的可能组成有 。
①Mg2+、Fe2+、Cu2+②Mg2+、Fe3+③Mg2+、Fe2+④Cu2+、Fe2+
20.氯化钠是日常生活中的必需品,某氯化钠样品中除含氯化钠外,还含有少量的CaCl2和MgCl2以及不溶性杂质。以下是提纯该样品的操作流程图。
请回答下列问题:
(1)操作X的名称是 。(2)Y溶液中溶质的化学式是 。
(3)上述操作流程中共发生 个复分解反应。
三.解答题(共7小题)
21.有下列几种物质:A.盐酸 B.熟石灰 C.纯碱 D.食盐;请选择合适的标号(A~D)填空.
(1)用来清除铁锈的物质 ; (2)常用降低土壤酸性的是 ;
(3)在日常生活中用做调味剂的是 ;(4)少量存于胃液中帮助消化的是 ;
(5)做馒头时用于除去面团发酵生成的酸的是 .
22.金属在日常生活中有着广泛的用途,常见金属的活动性顺序如图1:
请回答下面问题:
(1)金属活动性顺序表中的X是 元素。
(2)把一根用砂纸打磨过的铁丝浸入硫酸铜溶液中,过了一会儿,观察到的现象有 ,该反应的化学方程式为 。
(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,溶液质量随反应时间的变化情况如图2所示,图中C点溶液中含有的溶质有 。
23.已知①中盛有一定量的碳酸钠溶液,根据如图所示的实验过程,则④中溶液中存在大量的阳离子是 (用符号表示),加入过量稀盐酸后,观察到现象有 。
24.向K2CO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液至恰好完全反应。
(1)如图表示该反应前后溶液中存在的主要离子,写出图形“●”代表的离子 。(填离子符号)
(2)写出向反应后溶液中加入氯化镁的化学反应方程式 。
25.“宏观——微观——符号”三重表征可用来表述物质及其变化。
请结合图示回答:
(1)实验a中,金属R表面有固体物质析出,实验b中,锌表面有黑色固体物质析出。由此可知R、Zn、Ag的活动性由强到弱为 。
(2)根据图c分析实验a中增加的离子是 (填离子符号)。
(3)实验b反应过程中,Zn2+、R2+和三种离子个数比可能是 。
A.1:1:1 B.1:1:2 C.1:2:3 D.1:3:5
26.为了比较甲、乙两种金属的活动性强弱和相对原子质量大小,小吴设计了一套实验装置(如图)。他取两种金属(表面积相同)各m克,分别加入足量的稀硫酸(相同质量和质量分数)进行反应。在相同条件下测定不同时间内收集到的气体体积,实验记录如表:
反应时间(秒) 20 40 60 80 100 120 140
收集到的气体体积(毫升) 甲金属 25 60 95 130 160 170 170
乙金属 30 75 120 150 150 150 150
(1)完全反应后,产生气体较多的是 金属(选填“甲”或“乙”,下同)。
(2)由实验结果可知:金属活动性较强的是 金属。
(3)为使得到的实验数据准确,小吴开始收集气体的时间点应该是 。
A.导管口一有气泡冒出时B.冒出气泡连续且均匀时C.检验产生的气体纯净时
27.某KCl固体样品中含有少量CaCl2杂质,实验室提纯氯化钾的流程如图。
(1)沉淀a是 。
(2)写出滤液B和稀盐酸反应生成溶液C的化学方程式 。
(3)若KCl固体样品中还含有少量杂质K2SO4,小明认为提纯该样品只要在上述方案基础上增加一步实验:在“加入过量K2CO3溶液”与过滤操作之间,加过量的硝酸钡溶液。另一位同学认为这种方案不合理,会导致所得KCl固体中含有新的杂质,新杂质是 。
四.计算题(共2小题)
28.某化学兴趣小组为测定大理石中碳酸钙的含量,进行如图1所示实验:
将过量的稀盐酸加入到20 g大理石中(其他成分不与盐酸反应),把产生的CO2气体用足量的烧碱溶液吸收,同时测量C瓶烧碱溶液增加的质量,结果如下表所示:
时间/分 0 2 4 6 8 10 12
C增加质量/g 0 3.0 5.0 6.0 6.6 x 6.6
(1)上表中,第10分钟时,x= 。
(2)计算大理石样品中碳酸钙的质量分数。(要写计算过程)
(3)请在如图的坐标纸上,以时间为横坐标,以产生CO2气体的质量为纵坐标,画出能够表明产生气体的质量随时间变化规律的关系曲线。
(4)B中所装药品为碳酸氢钠溶液,作用是吸收挥发出的HCl气体,该装置使测量结果 (填“偏大”“偏小”或“没有影响”)。
29.Cu与Zn的合金称为黄铜,有优良的导热性和耐腐蚀性,可用作各种仪器零件。某化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜的组成,取20g该黄铜样品于烧杯中,向其中分5次加入相同溶质质量分数的稀硫酸,使之充分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表:
加入稀硫酸的质量(g) 充分反应后剩余固体的质量(g)
第1次 40 m
第2次 40 14.8
第3次 40 12.2
第4次 40 11.2
第5次 40 11.2
试回答下列问题:
(1)从以上数据可知,最后剩余的11.2g固体的成分是 ;表格中,m= 。
(2)黄铜样品中锌的质量分数为 。
(3)计算所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少?
(4)配制100g该浓度的稀硫酸需要质量分数为98%浓硫酸的质量是多少?
30、某兴趣小组为测定CuSO4和H2SO4混合溶液中CuSO4的质量分数,进行了如下实验:在烧杯中加入100克该混合溶液,再逐渐加入溶质质量分数为20%的NaOH溶液,烧杯中产生沉淀质量与滴加NaOH溶液质量的关系如图:
(1)写出图中0A段发生的化学反应方程式 。
(2)图中AB段观察到的现象是 。
(3)图中B点对应的溶液中大量存在的离子是 。
(4)求原混合溶液中CuSO4的质量分数。
31、将混有氯化钠的碳酸钠固体样品12.9g完全溶于水中形成90g溶液,再将75g氯化钙溶液分5次加入到该溶液中,充分反应,测得实验数据如表所示。请分析并回答下列问题:
实验序号 1 2 3 4 5
氯化钙溶液质量(g) 15 15 15 15 15
沉淀总质量(g) 3 6 m 10 10
(1)表格中m的值为 ;
(2)氯化钙溶液的溶质质量分数为 ;
(3)请计算固体混合物中碳酸钠的质量分数(计算结果精确到0.1%);
(4)在图中画出上述过程中氯化钠质量随加入氯化钙溶液的质量的变化曲线。
32、小科开展“酸与碱之间发生的反应”探究实验活动,方案如下:取一洁净的锥形瓶,往其中加入20g氢氧化钠溶液,然后逐滴滴入质量分数为19.6%的稀硫酸至恰好完全反应,锥形瓶及溶液总质量随加入稀硫酸质量的变化关系如图所示。请回答下列问题:
(1)a的值是 。
(2)求反应后溶液中溶质的质量分数。(写出详细计算过程)
33、某兴趣小组用10g镁条与一定溶质质量分数的稀硫酸反应。测得产生氢气的质量与稀硫酸的质量关系如下表(假设镁条中除表面有氧化镁外,没有其它杂质)。
加入稀硫酸质量/g 20 40 60 80
产生气体质量/g 0 0.2 0.4 0.5
(1)用化学方程式说明当稀硫酸的质量为20g时,不产生氢气的原因是 。
(2)计算镁条中金属镁的质量分数(写出计算过程)。
(3)在图中画出产生气体与加入稀硫酸的质量的关系图,标出有关物质的量。
34、Mg(OH)2具有广泛的应用,常用菱镁矿制备。研究人员向一定质量的菱镁矿粉中加入过量的稀硫酸,充分溶解后除杂、过滤,得到只含MgSO4和H2SO4的混合溶液,为确定混合溶液中镁的含量,取3份混合溶液各100g,向每份混合溶液中加入一定质量的等浓度的NaOH溶液,得到实验数据如表所示:
实验编号 ① ② ③
NaOH溶液质量/g 10.0 20.0 30.0
Mg(OH)2质量/g 0.174 0.464 0.580
(1)实验 (填实验编号)中氢氧化钠有剩余。
(2)计算100g混合溶液中含MgSO4的质量(写出计算过程)。
(3)计算该NaOH溶液的溶质质量分数(写出计算过程)。
(4)分析实验数据,在图中,画出加入该NaOH溶液质量0﹣30.0g过程中,产生Mg(OH)2沉淀质量对应的变化图,标注必要的数值。
35、某兴趣小组的同学为了测定镁铜合金中镁的质量分数,取10克合金样品,将120克稀硫酸分6次加入样品中,充分反应后过滤、洗涤、干燥、称重,得到的实验数据如表:
稀硫酸用量 剩余固体质量 稀硫酸用量 剩余固体质量
第一次加入20克 m 第四次加入20克 5.2克
第二次加入20克 7.6克 第五次加入20克 4.2克
第三次加入20克 6.4克 第六次加入20克 4.2克
(1)分析数据可知,表中m= ,第 次加入稀硫酸后样品中的镁已完全反应。
(2)计算合金样品中镁的质量分数?
(3)计算实验所用稀硫酸的溶质质量分数?
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中不合理的是( )
A. B. C.D.
【解答】解:A、锌与CuSO4溶液反应生成硫酸锌溶液和铜,说明了活动性锌>铜;银与CuSO4溶液不反应,说明了活动性铜>银;由此可得出三种金属活动性锌>铜>银,故选项错误。
B、银、铜与ZnSO4溶液均不反应,说明了活动性锌>银,锌>铜,但无法确定银和铜的活动性强弱,该方案不合理,故选项正确。
C、铜与ZnSO4溶液不反应,说明了活动性锌>铜;铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜溶液和银,说明了活动性铜>银;由此可得出三种金属活动性锌>铜>银,故选项错误。
D、锌与CuSO4溶液反应生成硫酸锌溶液和铜,说明了活动性锌>铜;铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜溶液和银,说明了活动性铜>银;由此可得出三种金属活动性锌>铜>银,故选项错误。
故选:B。
2.某科学兴趣小组为测定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序设计了四种方案,每种方案设计如下,其中你认为不可行的是( )
A.Cu、Ag、FeSO4溶液
B.Fe、Ag、CuSO4溶液
C.Fe、Cu、稀盐酸、AgNO3溶液
D.Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液
【解答】解:A、Cu、Ag与FeSO4溶液均不反应,说明了活动性Fe>Cu,Fe>Ag,但无法确定Cu、Ag的活动性强弱,故该方案不合理。
B、Fe与CuSO4溶液反应置换出铜,说明了活动性铁>铜,Ag与CuSO4溶液不反应,说明了活动性铜>银;由此可得出三种金属活动性铁>铜>银;故该方案合理。
C、Fe与稀盐酸反应置换出氢气,说明了活动性Fe>氢;铜与稀盐酸不反应,说明氢>铜;Cu与AgNO3溶液反应置换出银,说明了活动性铜>银,由此可得出三种金属活动性铁>铜>银;故该方案合理。
D、Cu与AgNO3溶液反应置换出银,说明了活动性铜>银;Cu与FeSO4溶液不反应,说明了活动性铁>铜;由此可得出三种金属活动性铁>铜>银;故该方案合理。
故选:A。
3.下列物质是由金属和稀盐酸反应直接制取的是( )
A.FeCl3 B.AlCl3 C.CuCl2 D.AgCl
【解答】解:A、铁与盐酸反应生成的氯化亚铁和氢气,不会生成氯化铁,故A错误;
B、铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气,故B正确;
C、铜在氢之后,不能与盐酸反应生成氯化铜,故C错误;
D、银在氢之后,不能与盐酸反应生成氯化银,故D错误。
故选:B。
4.在锥形瓶甲中放入10g块状纯净的碳酸钙,在锥形瓶乙中放入10g粉末状纯净的碳酸钙,分别同时加入等质量、同浓度的稀盐酸(足量)。如图中对该实验产生气体的质量与反应时间的关系,描述合理的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、得到同样多的二氧化碳,甲用的时间长,乙用的时间短,本图象颠倒了,故选项错误;
B、块状CaCO3和粉末状CaCO3都是10g,加入足量的稀盐酸后,产生的二氧化碳气体一样多;故选项错误;
C、粉末状的碳酸钠与盐酸的接触面积大,因此反应的速度快,能在短时间内得到同样多的二氧化碳,块状CaCO3用的时间比较长;即得到同样多的二氧化碳,甲用的时间长,乙用的时间短;故选项正确;
D、块状CaCO3和粉末状CaCO3都是10g,加入足量的稀盐酸后,产生的二氧化碳气体一样多,并且乙用的时间短,故选项错误;
故选:C。
5.不能用金属活动性对有关生活生产中的现象或事实作出解释的是( )
A.铝合金制品比铁制品更耐腐蚀
B.常温下可用铜质容器盛放稀硫酸,但不可用锡质容器盛放
C.用硫酸铜、石灰水配制农用杀虫药波尔多液时,不能用铁制容器
D.银铝合金饰品外观与银饰品相似,可将两者放入稀盐酸中加以区别
【解答】解:A、铝合金制品比铁制品更耐腐蚀,是因为铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,不能用金属活动性顺序解释,故选项正确。
B、常温下可用铜质容器盛放稀硫酸,但不可用锡质容器盛放,是因为锡能与稀硫酸反应,铜不能,能用金属活动顺序解释,故选项错误。
C、用硫酸铜、石灰水配制农用杀虫药波尔多液时,不能用铁制容器,是因为铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜,能用金属活动顺序解释,故选项错误。
D、银铝合金饰品外观与银饰品相似,可将两者放入稀盐酸中加以区别,是因为铝能与稀硫酸反应,银不能,能用金属活动顺序解释,故选项错误。
故选:A。
6.向盛有一定量的石灰石样品(杂质不溶于水、不参与反应)的烧杯中不断加入稀盐酸。下列曲线所表示的变化趋势不正确的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,随着反应的进行,碳酸钙的质量逐渐减少,最终减少至0,图中所示曲线正确。
B、碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,烧杯中钙元素的质量不变,图中所示曲线正确。
C、碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,氯化钙的质量逐渐逐渐,氯化钙的质量分数逐渐增大,但恰好完全反应后,随着稀盐酸的不断加入,氯化钙的质量分数逐渐减小,图中所示曲线错误。
D、碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,随着反应的进行,二氧化碳的质量不断增加,至完全反应,不再发生改变,图中所示曲线正确。
故选:C。
7.如图分别为二氧化碳的制取、干燥、收集和性质检验的装置图。其中错误的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、长颈漏斗的末端应伸入液面以下,导管刚刚露出塞子,图中所示操作正确。
B、干燥二氧化碳气体时,进气管与出气管的方向是“长进短出”,图中所示操作正确。
C、二氧化碳密度比空气的大,应用向上排空气法收集,且导管应伸入集气瓶的底部,图中所示操作错误。
D、将二氧化碳气体通入到紫色石蕊溶液中,图中所示操作正确。
故选:C。
8.关于C+2CuO2Cu+CO2↑反应,下列说法错误的是( )
A.常温下两种反应物均为固体
B.属于置换反应
C.碳是氧化剂,具有氧化性
D.反应前后碳元素与铜元素的化合价发生了变化
【解答】解:A.在常温下,碳和氧化铜都是黑色固体,故正确;
B.该反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应,故正确;
C.在该反应中,碳得到了氧,发生了氧化反应,本身具有还原性,属于还原剂,故错误;
D.碳的化合价由0价→+4价,铜元素的化合价由+2价→0价,碳的化合价升高、铜元素的化合价降低,故正确。
故选:C。
9.热水瓶用久后,瓶胆内常附着一层水垢[主要成分是CaCO3和Mg(OH)2],此水垢可用一些酸来清除,下列家庭用品中,能用来清除水垢的是( )
A.黄酒 B.白醋 C.食盐 D.纯碱
【解答】解:A、黄酒不与碳酸钙和氢氧化镁反应,故A错误;
B、白醋能与碳酸钙和氢氧化镁反应生成易溶于水的物质,从而除去水垢,故B正确;
C、食盐不与碳酸钙和氢氧化镁反应,不能除去水垢,故C错误;
D、纯碱碳酸钠不与碳酸钙和氢氧化镁反应,不能除去水垢,故D错误;
故选:B。
10.如果要证明鸡蛋壳含有碳酸盐,实验时可向鸡蛋壳上滴加( )
A.稀盐酸 B.氯化钠溶液
C.石蕊试液 D.酚酞试液
【解答】解:A、稀盐酸能和鸡蛋壳中的碳酸钙反应生成二氧化碳气体,会看到冒出气泡,故此选项正确。
B、氯化钠溶液和鸡蛋壳中的碳酸钙不能发生反应,没有现象,故此选项错误。
C、鸡蛋壳不溶于水,故不能用石蕊试液证明,此项错误。
D、鸡蛋壳不溶于水,滴入酚酞没有现象,故此选项错误。
故选:A。
11.下列物质能够反应,且没有明显现象的是( )
A.Na2CO3溶液加入澄清石灰水中
B.Fe2O3加入NaOH溶液中
C.稀HCl滴入Ba(OH)2溶液中
D.CO2通入澄清石灰水中
【解答】解:A、Na2CO3溶液加入澄清石灰水中会生成白色沉淀,故此项错误;
B、Fe2O3加入NaOH溶液中,二者不发生反应,此项错误;
C、稀HCl滴入Ba(OH)2溶液中,发生中和反应,但没有沉淀和气体产生,没有明显现象,故此项正确。
D、CO2通入澄清石灰水中,溶液会变浑浊,此项错误。
故选:C。
12.将稀盐酸与澄清石灰水充分反应后的溶液倒入烧杯,向烧杯逐滴加入碳酸钠溶液。生成沉淀的质量与加入碳酸钠溶液的质量之间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.ab段溶液质量逐渐减少
B.bc段氯化钙的质量逐渐增大
C.c点时溶液中溶质为NaCl、CaCl2
D.d点对应溶液中含有的微粒只有Na+、Cl﹣、Ca2+
【解答】解:由图像可知,将稀盐酸与澄清石灰水充分反应后的溶液倒入烧杯,向烧杯逐滴加入碳酸钠溶液,开始没有沉淀生成,过一段时间后开始产生沉淀,说明溶液成分为盐酸和氯化钙,加入碳酸钠,碳酸钠先与盐酸反应,然后与氯化钙反应。
A、ab段为碳酸钠与盐酸的反应,因反应碳酸钠质量大于产生二氧化碳气体,溶液质量逐渐增加,故错误;
B、bc段氯化钙开始反应,其质量逐渐减小,故错误;
C、c点氯化钙部分反应,溶液中溶质为NaCl、CaCl2,故正确;
D、d点对应溶液碳酸钠过量,溶质为碳酸钠、氯化钠,溶液中含有的微粒只有Na+、Cl﹣、CO32﹣,故错误;
故选:C。
13.小科在实验室中制取CO2气体后,对废液进行后续探究,他向一定量的含CaCl2和HCl的废液逐滴加入质量分数为10%的Na2CO3溶液。实验过程中加入Na2CO3溶液质量与产生沉淀或气体的质量关系如图1所示;加入的Na2CO3质量与溶液的pH变化关系如图2所示。下列说法正确的是( )
A.图1中0﹣a段表示生成沉淀的过程
B.图1中b点的值为5.3
C.图1中c对应的溶液中的溶质只有一种
D.图1中b﹣c段反应过程中溶液的pH变化情况可用图2中d﹣h段表示
【解答】解:A、图1中0﹣a段表示生成气体的过程,是因为碳酸钠先和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,该选项不正确。
B、反应的化学方程式及其质量关系:
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
5.3g 2.2g
5.3g÷10%=53g,图1中b点的值为53,该选项不正确。
C、图1中c对应的溶液中的溶质只有一种,即碳酸钠和盐酸、氯化钙反应生成的氯化钠,该选项正确。
D、图1中b﹣c段反应过程中,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,过程中pH不变,溶液的pH变化情况可用图2中h﹣k段表示,该选项不正确。
故选:C。
14.某溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3,向其中逐渐加入一定质量的铁粉进行处理,并绘制加入铁的质量与溶液中溶质种类的关系图。下列说法正确的是( )
A.a、b两点,溶液的质量相等
B.当溶质种类为1种时,金属单质种类可能为1种
C.当溶质种类为2种时,金属单质种类可能为2种
D.当溶质种类为3种时,金属单质的种类也为3种
【解答】解:A、当参加反应的铁的质量为a、b时,溶液中溶质的种类为三种,表明硝酸银没有全部被置换出来,硝酸铜没有参加反应,加入的铁质量不等,置换出的银的质量也不相等,所以最后溶液的质量也不相等,故A错误;
B、当溶质种类为1种时,表明溶液中的硝酸银和硝酸铜全部参加反应,金属单质至少两种,不可能为1种,故B错误;
C、当溶质种类为两种时,硝酸银全部被置换为银,硝酸铜可能有部分被置换为铜,金属单质的种类可能是2种,故C正确;
D、当参加反应的铁的质量为a时,溶液中溶质的种类为三种,表明铁的量少,没有将硝酸铜和硝酸银全部置换出来,金属单质是一种,不可能是三种,故D错误。
故选:C。
15.为探究锌、铜、铁三种金属的活动性顺序,某学习小组做了如甲图所示实验。实验结束后将试管①、试管②内的物质全部倒入同一烧杯中,充分反应后发现烧杯中的红色固体物质明显增多(如乙图所示)。下列说法不正确的是( )
A.甲图所示试管②中反应后固体一定不含铁
B.乙图所示反应后烧杯中的固体一定含有铁
C.乙图所示反应后烧杯中的溶液一定含有氯化锌和氯化亚铁,可能含有氯化铜
D.乙图所示反应后烧杯中最后所得固体的质量一定大于2a g
【解答】解:A、充分反应后发现烧杯中的红色固体物质明显增多,是因为图所示试管②中反应后氯化铜过量,过量的氯化铜和①中的铁反应生成铜和氯化亚铁,即甲图所示试管②中反应后固体一定不含铁,该选项说法正确;
B、乙图所示反应后烧杯中的固体不一定含有铁,例如氯化铜溶液过量时则铁完全反应,该选项说法不正确;
C、乙图所示反应后烧杯中的溶液一定含有氯化锌和氯化亚铁,是因为氯化锌不能反应,可能含有氯化铜(氯化铜和铁反应后有剩余),该选项说法正确;
D、铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,反应后固体质量增大,因此乙图所示反应后烧杯中最后所得固体的质量一定大于2ag,该选项说法正确。
故选:B。
二.填空题(共5小题)
16.及时归纳是学好科学的主要方法之一。利用如图所示的结构图归纳盐的四个方面的科学性质(图中编号①﹣④),请归纳有关知识。
(1)在归纳性质②时,选取了硫酸铜和氢氧化钠两种物质,它们在溶液中相互反应时产生的现象 产生蓝色沉淀 ,化学方程式为 2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu(OH)2↓ 。
(2)在性质③中,X代表 酸 类物质。
(3)在归纳性质④时,从“某些盐”中选取了硝酸银,写出与硝酸银反应的物质的化学方程式(写一个) NaCl+AgNO3═NaNO3+AgCl↓(合理即可) 。
【解答】解:(1)硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,现象是产生蓝色沉淀,反应的化学方程式为2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu(OH)2↓。
(2)由盐的化学性质,盐和酸反应生成新酸和新盐,故X代表酸类物质。
(3)氯化钠与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,反应的化学方程式为NaCl+AgNO3═NaNO3+AgCl↓(合理即可)。
故答案为:
(1)产生蓝色沉淀;2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu(OH)2↓;
(2)酸;
(3)NaCl+AgNO3═NaNO3+AgCl↓(合理即可)。
17. 如图,几种物质是常见的盐,请回答下列问题。
(1)在碳酸钠溶液中滴入氯化钙溶液,现象是 产生白色沉淀 。
(2)碳酸钙、碳酸钠均能与稀盐酸反应生成CO2,是因为碳酸钙、碳酸钠中均含有 CO32﹣ (写离子符号)。
(3)硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液能发生反应,该反应的化学方程式为 CuSO4+2NaOH═Na2SO4+Cu(OH)2↓ ;硫酸铜溶液与氯化钠溶液不能反应,其理由是 没有沉淀生成 。
【解答】解:(1)根据复分解反应发生的条件(有气体、有沉淀或有水生成),在碳酸钠溶液中滴入氯化钙溶液会反应:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl;CaCO3沉淀为白色沉淀;故答案为:白色沉淀
(2)碳酸盐与酸都能反应;2H++CO32﹣═H2O+CO2↑;有气体生成;故答案为:CO32﹣
(3)根据复分解反应的概念;相互交换成分生成另外两种化合物和质量守恒定律写出它的化学方程式:CuSO4+2NaOH═Na2SO4+Cu(OH)2↓;根据复分解反应发生的条件(有气体、有沉淀或有水生成),因硫酸铜与氯化钠是两种盐,若能反应交换成分必须有沉淀,否则不能;故答案为:没有沉淀生成
18.把相同体积、相同质量分数的稀盐酸,分别滴加到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中,生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。这三种金属的活动性顺序为 Y>Z>X ;假如X、Y、Z都是+2价金属,则相对原子质量由大到小的顺序为 X>Y>Z 。
【解答】解:取X、Y、Z三种金属停止反应前的任一时刻,利用关系图可查出,相同时间里金属Y放出氢气的量最多,则金属Y的活动性强,其次是金属Z,活动性最弱的为金属X。
故答:Y>Z>X;
利用金属完全反应放出氢气质量的经验公式,可根据生成氢气的质量推算出金属相对原子质量。经验公式为:
生成氢气的质量=×金属的质量
根据题意,X、Y、Z三种金属的化合价相等、三种金属的质量相等,利用上式可得出在此条件下:放出氢气的质量与金属的相对原子质量成反比,换言之,产生氢气多的金属的相对原子质量小,产生氢气少的金属相对原子质量大。
根据关系图,等质量的X、Y、Z三种完全反应时生成氢气从多到少的顺序为:Z>Y>X,则三种金属相对原子质量由大到小的顺序为:X>Y>Z。
故答:X>Y>Z。
19.某化学兴趣小组在探究Mg、Fe、Cu 的性质时行了如图所示实验:
(1)实验一:发生反应的化学方程式 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 ,属于 置换 反应。(填反应基本类型)
(2)实验二:将实验一后①、②试管内的物质倒 入烧杯中,发生烧杯内的红色固体明显增多,一段 时间后过滤。滤液中所含金属离子的可能组成有 ①③ 。
①Mg2+、Fe2+、Cu2+②Mg2+、Fe3+③Mg2+、Fe2+④Cu2+、Fe2+
【解答】解:(1)在金属活动性顺序中,铁在铜的前面,故铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物,属于置换反应;故填:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;置换;
(2)镁在铁的前面,故铁不能与硫酸镁反应,故滤液中一定含有镁离子,由于铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,故滤液中一定含有亚铁离子,可能有铜离子,故填:①③。
20.氯化钠是日常生活中的必需品,某氯化钠样品中除含氯化钠外,还含有少量的CaCl2和MgCl2以及不溶性杂质。以下是提纯该样品的操作流程图。
请回答下列问题:
(1)操作X的名称是 过滤 。
(2)Y溶液中溶质的化学式是 HCl 。
(3)上述操作流程中共发生 4 个复分解反应。
【解答】解:
因为镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀;钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,故除掉少量的CaCl2和MgCl2以及不溶性杂质,根据流程图,可知:
(1)操作X,分离可溶物和不溶物,此名称是过滤。
(2)滤液Ⅱ中含有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠,则为了除掉氢氧化钠、碳酸钠,需要加入的Y溶液为稀盐酸,故其中溶质的化学式是HCl。
(3)上述操作流程中共发生的反应为:氢氧化钠与氯化镁反应、碳酸钠与氯化钙反应、稀盐酸与氢氧化钠反应、稀盐酸与碳酸钠反应,故共有4个复分解反应。
故答案为:
(1)过滤。(2)HCl.(3)4。
三、解答题(共7小题)
21.有下列几种物质:A.盐酸 B.熟石灰 C.纯碱 D.食盐;请选择合适的标号(A~D)填空.
(1)用来清除铁锈的物质 A ;
(2)常用降低土壤酸性的是 B ;
(3)在日常生活中用做调味剂的是 D ;
(4)少量存于胃液中帮助消化的是 A ;
(5)做馒头时用于除去面团发酵生成的酸的是 C .
【解答】解:
(1)铁锈的主要成分是氧化铁,能与酸反应,则盐酸用来清除铁锈.
(2)氢氧化钙的俗称是熟石灰或消石灰,氢氧化钙具有碱性,可用于改良酸性土壤.
(3)食盐在日常生活中可用做调味剂.
(4)少量存于胃液中帮助消化的是盐酸.
(5)纯碱是碳酸钠的俗称,做馒头时用于除去面团发酵生成的酸.
答案:(1)A (2)B (3)D (4)A (5)C
22.金属在日常生活中有着广泛的用途,常见金属的活动性顺序如图1:
请回答下面问题:
(1)金属活动性顺序表中的X是 Hg 元素。
(2)把一根用砂纸打磨过的铁丝浸入硫酸铜溶液中,过了一会儿,观察到的现象有 铁丝上附着红色固体,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 ,该反应的化学方程式为 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 。
(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,溶液质量随反应时间的变化情况如图2所示,图中C点溶液中含有的溶质有 Zn(NO3)2 。
【解答】解:(1)由金属的活动性顺序表可知,金属活动性顺序表中的X是Hg元素。
(2)在金属活动性顺序中,铁在铜的前面,能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的现象是:铁丝上附着红色固体,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,反应的化学方程式是:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。
(3)在金属活动性顺序中,Zn>Cu>Ag,向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,与两种溶质依次发生反应
Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag
65 216
所以析出银的过程是溶液质量减少的过程;
Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu
65 64
所以析出铜的过程是溶液质量增加的过程
C点时锌与AgNO3、Cu(NO3)2恰好完全反应,溶液中的银和铜全部置换出来,溶液中含有的溶质是:Zn(NO3)2。
故答案为:(1)Hg;
(2)铁丝上附着红色固体,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;
(3)Zn(NO3)2。
23.已知①中盛有一定量的碳酸钠溶液,根据如图所示的实验过程,则④中溶液中存在大量的阳离子是 Ca2+、Na+、H+ (用符号表示),加入过量稀盐酸后,观察到现象有 白色固体全部消失,产生气泡,酚酞由红色变为无色 。
【解答】解:①中盛有一定量的碳酸钠溶液,碳酸钠溶液呈碱性,加入酚酞溶液变成红色,再加入石灰水,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,再加入过量稀盐酸,盐酸与碳酸钙、氢氧化钠反应生成氯化钙、氯化钠,因酸过量,则④中溶液成分为氯化钙、氯化钠和盐酸,存在大量的阳离子是 Ca2+、Na+、H+;加入过量盐酸后,观察到白色固体全部消失,产生气泡,酚酞由红色变为无色;
故答案为:Ca2+、Na+、H+;白色固体全部消失,产生气泡,酚酞由红色变为无色。
24.向K2CO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液至恰好完全反应。
(1)如图表示该反应前后溶液中存在的主要离子,写出图形“●”代表的离子 CO32﹣ 。(填离子符号)
(2)写出向反应后溶液中加入氯化镁的化学反应方程式 2KOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2KCl 。
【解答】解:(1)向K2CO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液至恰好完全反应,生成碳酸钡沉淀和氢氧化钾,烧杯中的溶液是碳酸钾溶液,反应后溶液中的离子是氢氧根离子和钾离子,则“●”代表的离子是CO32﹣。
(2)氢氧化钾与氯化镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钾,反应的化学方程式为:2KOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2KCl。
故答案为:
(1)CO32﹣;
(2)2KOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2KCl。
25.“宏观——微观——符号”三重表征可用来表述物质及其变化。
请结合图示回答:
(1)实验a中,金属R表面有固体物质析出,实验b中,锌表面有黑色固体物质析出。由此可知R、Zn、Ag的活动性由强到弱为 Zn>R>Ag 。
(2)根据图c分析实验a中增加的离子是 R2+ (填离子符号)。
(3)实验b反应过程中,Zn2+、R2+和三种离子个数比可能是 BC 。
A.1:1:1
B.1:1:2
C.1:2:3
D.1:3:5
【解答】解:(1)实验a中,金属R表面有银白色固体物质析出,说明了R的活动性大于银;在实验b中,锌表面有黑色固体物质析出,说明了锌的金属活动性大于R,则R、Zn、Ag的活动性强弱是:Zn>R>Ag。
(2)由图c中微粒的变化可知,实验a中溶液增加的离子是R2+;
(3)由于在RSO4中R2+和两种离子个数比1:1,在反应时,锌将R置换出来,所以Zn2+、R2+数量之和应等于的数量,所以种离子个数比可能是1:1:2或1:2:3,不可能是1:1:1、1:3:5,所以BC符合题意,AD错误。
故答案为:(1)Zn>R>Ag;
(2)R2+;
(3)BC。
26.为了比较甲、乙两种金属的活动性强弱和相对原子质量大小,小吴设计了一套实验装置(如图)。他取两种金属(表面积相同)各m克,分别加入足量的稀硫酸(相同质量和质量分数)进行反应。在相同条件下测定不同时间内收集到的气体体积,实验记录如表:
反应时间(秒) 20 40 60 80 100 120 140
收集到的气体体积(毫升) 甲金属 25 60 95 130 160 170 170
乙金属 30 75 120 150 150 150 150
(1)完全反应后,产生气体较多的是 甲 金属(选填“甲”或“乙”,下同)。
(2)由实验结果可知:金属活动性较强的是 乙 金属。
(3)为使得到的实验数据准确,小吴开始收集气体的时间点应该是 A 。
A.导管口一有气泡冒出时
B.冒出气泡连续且均匀时
C.检验产生的气体纯净时
【解答】解:(1)根据表格提供的数据可以看出,最后甲生成的氢气的质量大;
(2)根据表格提供的数据可以看出,乙在单位时间内产生的氢气多,故乙的活动性强;
(3)为使得到的实验数据准确,有气泡冒出就应该收集,故选:A。
故答案为:(1)甲;
(2)乙;
(3)A。
27.某KCl固体样品中含有少量CaCl2杂质,实验室提纯氯化钾的流程如图。
(1)沉淀a是 碳酸钙 。
(2)写出滤液B和稀盐酸反应生成溶液C的化学方程式 K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑ 。
(3)若KCl固体样品中还含有少量杂质K2SO4,小明认为提纯该样品只要在上述方案基础上增加一步实验:在“加入过量K2CO3溶液”与过滤操作之间,加过量的硝酸钡溶液。另一位同学认为这种方案不合理,会导致所得KCl固体中含有新的杂质,新杂质是 硝酸钾和硝酸钡 。
【解答】解:(1)由实验室提纯氯化钾的流程图可知,氯化钙和碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀a和氯化钾,所以沉淀a是碳酸钙。
(2)由实验室提纯氯化钾的流程图可知,滤液B中含有的过量的碳酸钾与稀盐酸反应生成了氯化钾、二氧化碳和水,反应的化学方程式是:K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑;
(3)若KCl固体样品中还含有少量杂质K2SO4,小科认为提纯该样品只要在上述方案基础上增加一步实验:在“加入过量K2CO3溶液”与“过滤”操作之间,加过量的硝酸钡溶液。由于硝酸钡和碳酸钾反应生成硝酸钾和碳酸钡,同时硝酸钡是过量,所以会导致所得KCl固体中含有新的杂质,新杂质是生成的硝酸钾和过量的硝酸钡,所以不合理。
故答案为:(1)碳酸钙;(2)K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑; (3)硝酸钾和硝酸钡。
四.计算题(共2小题)
28.某化学兴趣小组为测定大理石中碳酸钙的含量,进行如图1所示实验:
将过量的稀盐酸加入到20 g大理石中(其他成分不与盐酸反应),把产生的CO2气体用足量的烧碱溶液吸收,同时测量C瓶烧碱溶液增加的质量,结果如下表所示:
时间/分 0 2 4 6 8 10 12
C增加质量/g 0 3.0 5.0 6.0 6.6 x 6.6
(1)上表中,第10分钟时,x= 6.6 。
(2)计算大理石样品中碳酸钙的质量分数。(要写计算过程)
(3)请在如图的坐标纸上,以时间为横坐标,以产生CO2气体的质量为纵坐标,画出能够表明产生气体的质量随时间变化规律的关系曲线。
(4)B中所装药品为碳酸氢钠溶液,作用是吸收挥发出的HCl气体,该装置使测量结果 偏大 (填“偏大”“偏小”或“没有影响”)。
【解答】解:(1)由表可以看出生成二氧化碳的最大量为6.6g,在第8分钟和第12分钟时均为6.6g,则第10分钟也为6.6。
(2)设样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 6.6g
解得:x=15g
所以样品中碳酸钙的质量分数为×100%=75%。
(3)根据表中给出的时间和气体的质量绘制图如下:
(4)由于碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳,导致烧碱吸收的二氧化碳大于碳酸钙和盐酸反应所生成的二氧化碳,进而导致测得的碳酸钙的质量分数偏大。
故答案为:(1)6.6;
(2)样品中碳酸钙的质量分数为75%
(3)见上图;(4)偏大
29.Cu与Zn的合金称为黄铜,有优良的导热性和耐腐蚀性,可用作各种仪器零件。某化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜的组成,取20g该黄铜样品于烧杯中,向其中分5次加入相同溶质质量分数的稀硫酸,使之充分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表:
加入稀硫酸的质量(g) 充分反应后剩余固体的质量(g)
第1次 40 m
第2次 40 14.8
第3次 40 12.2
第4次 40 11.2
第5次 40 11.2
试回答下列问题:
(1)从以上数据可知,最后剩余的11.2g固体的成分是 Cu ;表格中,m= 17.4 。
(2)黄铜样品中锌的质量分数为 44% 。
(3)计算所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少?
(4)配制100g该浓度的稀硫酸需要质量分数为98%浓硫酸的质量是多少?
【解答】解:(1)由金属活动性可知,合金中只有锌可以与硫酸反应;由表中的数据可知:第4次再加入40g稀硫酸时。第三次剩余固体还能在减少,说明前三次加入的硫酸完全参加了反应。反应掉的锌的质量为:14.8g﹣12.2g=2.6g,据此分析,m=14.8g+2.6g=17.4g。由第四次反应掉的锌的质量为:12.2g﹣11.2g=1g<2.6g,可判断此时合金中金属锌已完全反应,剩余的固体11.2g的成分是铜;
(2)黄铜样品中锌的质量分数为:×100%=44%;
(3)设40g稀硫酸中硫酸的质量为X
H2SO4+Zn═ZnSO4+H2↑
98 65
x 2.6g
解得:X=3.92g
稀硫酸中硫酸的质量分数为:×100%=9.8%
(4)设需要质量分数为98%浓硫酸的质量为Y 则
100g×9.8%=Y×98% 解得;Y=10g
故答案为:(1)Cu,17.4; (2)44%;(3)9.8%;(4)10g。
30.某兴趣小组为测定CuSO4和H2SO4混合溶液中CuSO4的质量分数,进行了如下实验:在烧杯中加入100克该混合溶液,再逐渐加入溶质质量分数为20%的NaOH溶液,烧杯中产生沉淀质量与滴加NaOH溶液质量的关系如图:
(1)写出图中0A段发生的化学反应方程式 H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O 。
(2)图中AB段观察到的现象是 有蓝色沉淀产生 。
(3)图中B点对应的溶液中大量存在的离子是 Na+、 。
(4)求原混合溶液中CuSO4的质量分数。
【解答】解:(1)向CuSO4和H2SO4混合溶液中加入NaOH溶液,氢氧化钠先和硫酸反应生成硫酸钠和水(0A段),硫酸反应完后,氢氧化钠再和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠(AB段),0A段发生的化学反应方程式为H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O。
(2)AB段氢氧化钠再和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,则AB段观察到的现象是有蓝色沉淀产生。
(3)图中B点时,氢氧化钠和硫酸、硫酸铜恰好完全反应,此时溶液中的溶质是硫酸钠,对应的离子是:Na+、。
(4)由图可知,与硫酸铜反应的氢氧化钠溶液的质量为:120g﹣80g=40g,其中溶质的质量为:40g×20%=8g
设混合溶液中 CuSO4 的质量为x。
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
80 160
8g x
x=16g
则混合溶液中 CuSO4 的质量分数为:×100%=16%。
答:混合溶液中CuSO4的质量分数为16%。
故答案为:(1)H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O;
(2)有蓝色沉淀产生;
(3)Na+、;
(4)16%。
31.将混有氯化钠的碳酸钠固体样品12.9g完全溶于水中形成90g溶液,再将75g氯化钙溶液分5次加入到该溶液中,充分反应,测得实验数据如表所示。请分析并回答下列问题:
实验序号 1 2 3 4 5
氯化钙溶液质量(g) 15 15 15 15 15
沉淀总质量(g) 3 6 m 10 10
(1)表格中m的值为 9 ;
(2)氯化钙溶液的溶质质量分数为 22.2% ;
(3)请计算固体混合物中碳酸钠的质量分数(计算结果精确到0.1%);
(4)在图中画出上述过程中氯化钠质量随加入氯化钙溶液的质量的变化曲线。
【解答】解:(1)由表中数据可知,每加入15g氯化钙溶液生成沉淀的质量为3g,第4次生成沉淀的质量为10g,故第3次加入氯化钙溶液后,生成沉淀的质量为3g×3=9g,故m的值为9;故答案为:9;
(2)由图中的数据可知,15g氯化钙溶液完全反应生成沉淀的质量为3g;
设氯化钙溶液的质量分数为z。
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
111 100
15gz 3g
=
z=22.2%
故答案为:22.2%;
(3)根据生成的沉淀的质量,结合反应的化学方程式可计算出固体混合物中碳酸钠、氯化钠的质量及生成的氯化钠的质量,设固体混合物中碳酸钠的质量为x,生成的氯化钠的质量为y。
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
106 117 100
x y 10g
x=10.6g y=11.7g
固体混合物中碳酸钠的质量分数为;
(4)固体混合物中氯化钠的质量为13g﹣10.6g=2.4g,生成的氯化钠的质量为11.7g,故最终氯化钠的质量为2.4g+11.7g=14.1g,每加入15g氯化钙溶液生成沉淀的质量为3g,则生成1g沉淀所需氯化钙溶液的质量为5g,故恰好完全反应时消耗氯化钙溶液的质量为15g×3+5g=50g。据此可得出:
故答案为:
。
32.小科开展“酸与碱之间发生的反应”探究实验活动,方案如下:取一洁净的锥形瓶,往其中加入20g氢氧化钠溶液,然后逐滴滴入质量分数为19.6%的稀硫酸至恰好完全反应,锥形瓶及溶液总质量随加入稀硫酸质量的变化关系如图所示。请回答下列问题:
(1)a的值是 30 。
(2)求反应后溶液中溶质的质量分数。(写出详细计算过程)
【解答】解:(1)根据质量守恒定律和图中数据可知,锥形瓶及溶液总质量增加的质量等于加入硫酸的质量,故a的值是90.4﹣60.4=30;
(2)30g质量分数为19.6%的稀硫酸中溶质的质量为:30g×19.6%=5.88g,
设反应后溶液中Na2SO4的质量为x。
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
98 142
5.88g x
x=8.52g
则反应后溶液中溶质的质量分数为:×100%=17.04%。
答:反应后溶液中溶质的质量分数为17.04%。
故答案为:
(1)30;
(2)17.04%。
33.某兴趣小组用10g镁条与一定溶质质量分数的稀硫酸反应。测得产生氢气的质量与稀硫酸的质量关系如下表(假设镁条中除表面有氧化镁外,没有其它杂质)。
加入稀硫酸质量/g 20 40 60 80
产生气体质量/g 0 0.2 0.4 0.5
(1)用化学方程式说明当稀硫酸的质量为20g时,不产生氢气的原因是 氧化镁先和稀硫酸反应生成硫酸镁和水 。
(2)计算镁条中金属镁的质量分数(写出计算过程)。
(3)在图中画出产生气体与加入稀硫酸的质量的关系图,标出有关物质的量。
【解答】解:(1)不产生氢气的原因是:氧化镁先和稀硫酸反应生成硫酸镁和水。
(2)根据表格数据加入硫酸40g生成氢气0.2g,加入硫酸60g生成氢气0.4g,加入硫酸80g,如果全部反应生成氢气为0.6g,实际生成氢气0.5g说明硫酸剩余,且剩余10g,故镁完全反应,生成氢气0.5g,
Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑
24 2
x 0.5g
x=6g
镁条中金属镁的质量分数为=60%
答:镁条中金属镁的质量分数为60%。
(3)产生气体与加入稀硫酸的质量的关系图为:。
故答案为:
(1)氧化镁先和稀硫酸反应生成硫酸镁和水;
(2)60%;
(3)。
34.Mg(OH)2具有广泛的应用,常用菱镁矿制备。研究人员向一定质量的菱镁矿粉中加入过量的稀硫酸,充分溶解后除杂、过滤,得到只含MgSO4和H2SO4的混合溶液,为确定混合溶液中镁的含量,取3份混合溶液各100g,向每份混合溶液中加入一定质量的等浓度的NaOH溶液,得到实验数据如表所示:
实验编号 ① ② ③
NaOH溶液质量/g 10.0 20.0 30.0
Mg(OH)2质量/g 0.174 0.464 0.580
(1)实验 ③ (填实验编号)中氢氧化钠有剩余。
(2)计算100g混合溶液中含MgSO4的质量(写出计算过程)。
(3)计算该NaOH溶液的溶质质量分数(写出计算过程)。
(4)分析实验数据,在图中,画出加入该NaOH溶液质量0﹣30.0g过程中,产生Mg(OH)2沉淀质量对应的变化图,标注必要的数值。
【解答】解:(1)由实验②可知每消耗10.0gNaOH溶液生成氢氧化镁沉淀0.464g﹣0.174g=0.290g,第③次在增加10.0gNaOH溶液沉淀增加的质量为0.580g﹣0.464g=0.116g,说明此时硫酸镁完全反应,氢氧化钠已过量,故填:③;
(2)设100g混合溶液中含MgSO4的质量为x。
2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
120 58
x 0.580g
x=1.2g
答:100g混合溶液中含MgSO4的质量为1.2g。
(3)设NaOH溶液的溶质质量分数为y。
2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
80 58
10.0gy 0.290g
y=4.0%
答:该NaOH溶液的溶质质量分数为4.0%。
(4)由于每消耗10.0gNaOH溶液生成氢氧化镁沉淀0.29g,第①次与硫酸镁反应的氢氧化钠溶液质量为=6.0g,即与硫酸反应的氢氧化钠溶液的质量为10.0g﹣6.0g=4.0g,与硫酸镁反应的氢氧化钠溶液总质量为=20g,所以加入NaOH溶液质量0﹣30.0g过程中,产生Mg(OH)2沉淀质量对应的变化图为。
故答案为:(1)③;
(2)1.2g;
(3)4.0%;
(4)。
35.某兴趣小组的同学为了测定镁铜合金中镁的质量分数,取10克合金样品,将120克稀硫酸分6次加入样品中,充分反应后过滤、洗涤、干燥、称重,得到的实验数据如表:
稀硫酸用量 剩余固体质量 稀硫酸用量 剩余固体质量
第一次加入20克 m 第四次加入20克 5.2克
第二次加入20克 7.6克 第五次加入20克 4.2克
第三次加入20克 6.4克 第六次加入20克 4.2克
(1)分析数据可知,表中m= 10 ,第 五 次加入稀硫酸后样品中的镁已完全反应。
(2)计算合金样品中镁的质量分数?
(3)计算实验所用稀硫酸的溶质质量分数?
【解答】解:(1)根据表格中的数据可分析出与20克稀硫酸恰好完全反应的镁的质量为1.2g,可以推断m=1.2×2+7.6=10;第五次加入20g的稀硫酸反应的镁的质量为1g<1.2g,说明了酸有剩余,镁已完全反应。
(2)由上述分析可知,镁的总质量为:8.8g﹣4.2g=4.6g。
故合金样品中镁的质量分数为:×100%≈52.3%;
(3)设20g稀硫酸中硫酸的质量为x。
Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑
24 98
1.2g x
解得:x=4.9g
所用稀硫酸中H2SO4的质量分数为:×100%=24.5%
答:(3)合金样品中镁的质量分数为52.3%;
(4)所用稀硫酸中H2SO4的质量分数为24.5%
故答案为:(1)10;五;
(2)52.3%;
(3)24.5%。
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