第八单元
海洋中的化学
2、
3、
4、
考点二、海水“晒盐”
1、固体溶解度
(1)概念:在
下,某固态物质在
溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。
(2)影响因素
①内因:
②外因:
。
a.大多数物质的溶解度随温度升高而____,如
。
b.少数物质的溶解度受温度影响____,如
。
c.极少数物质的溶解度随温度升高而
,如
(3)
⑷溶解度曲线
在直角坐标系中,用纵坐标表示
、用横坐标表示_
___,根据同一物质在不同温度时的溶解度,可以画出某物质随温度变化的溶解度曲线。
①A点:表示在t1℃甲的
溶液
;丙、乙的
溶液
(“饱和”或“不饱和”)
②B点:表示两物质___
_
【特别提醒】①用S表示溶解度时,用含有S的表达式表示出
饱和溶液溶质的质量分数==
⑸、结晶分离
(1)降温结晶法:适用于溶解度随温度变化而__
__的物质。如:
,又叫
(2)
蒸发结晶法:适用于溶解度随温度变化而__
__的物质。如:
⑹除去粗盐中的难溶性杂质
A、实验装置
B、实验步骤:①
②
③
④计算产率
C、玻璃棒的作用:
考点三、海水“制碱”
1、
3、复分解反应:
⑴、概念:
⑵、表达形式:AB
+CD
⑶、反应条件:
⑷、范围:通常发生在
三大类物质之间
⑸、特点:反应前后元素的化合价
(“改变”、“不改变”)
⑹、常见沉淀:
,其中不溶于硝酸的沉淀有
典例分析 解析突破
【例1】(2016 福州)甲和乙两种固态物质的饱和溶液中溶质质量分数(ω)与温度(T)的关系如图所示.
(1)甲和乙两种物质的溶解度随温度升高而 (填“增大”或“减小”).
(2)下列对P点的含义叙述正确的是 (填标号).
A.t1℃时,甲和乙两种物质的溶解度相等
B.t1℃时,甲和乙两种物质溶液的溶质质量分数相等
C.t1℃时,甲和乙两种物质的饱和溶液中溶质的质量相等
(3)25g乙物质完全溶于100g水中所需的最低温度是 ℃.
(4)t2℃时,若甲和乙两种物质的饱和溶液中析出等质量的固体,须蒸发掉较多水的是
(填“甲”或“乙”)物质饱和溶液.
【解答】解:(1)通过分析溶解度曲线可知,甲和乙两种物质的溶解度随温度升高而增大;
(2)A、t1℃时,甲和乙两种物质的溶解度相等,故A正确;
B、t1℃时,甲和乙两种物质溶液的状态不能确定,所以溶质质量分数不能确定,故B错误;
C、t1℃时,甲和乙两种物质的饱和溶液的质量不能确定,所以溶质的质量不一定相等,故C错误;
故选:A;
(3)t1℃时,甲、乙物质的溶质质量分数为20%,所以溶解度是25g,25g乙物质完全溶于100g水中所需的最低温度是t1℃;
(4)t2℃时,甲物质的溶解度大于乙物质,所以甲和乙两种物质的饱和溶液中析出等质量的固体,须蒸发掉较多水的是乙物质.
故答案为:(1)增大;(2)A;(3)t1;(4)乙.
【例2】(2016 镇江模拟)有一包白色粉末,可能由CuSO4、Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一种或几种组成.为探究其组成,设计并进行了如图1实验:
请分析实验过程,回答下列问题:
(1)白色粉末中一定不含
,
;
(2)生成白色沉淀的化学方程式为
.
(3)为最终确定白色粉末的组成,某同学称取10.0g该白色粉末溶于水,加入足量的盐酸,产生气体的量与加入盐酸的质量如图2所示.则原粉末中一定含有NaOH,你认为此结论 是 (选填“是”或“否”)正确.并计算Na2CO3的质量分数为
.
【解答】解:硫酸铜在溶液中显蓝色,硫酸钠和氯化钡生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,碳酸钠和氯化钡生成溶于酸的碳酸钡沉淀,氢氧化钠、碳酸钠的水溶液显碱性.
(1)白色粉末加水溶解得到无色溶液和白色沉淀,所以粉末中一定不含硫酸铜,白色沉淀加入稀盐酸,全部溶解,所以白色粉末中一定含有氯化钡、碳酸钠,一定不含硫酸钠,可能含有氢氧化钠;
(2)生成白色沉淀的反应是碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,化学方程式为:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl;
(3)根据坐标,前20g盐酸是和氢氧化钠反应,然后碳酸钠和盐酸反应产生二氧化碳,产生二氧化碳的质量为1.76g
设碳酸钠的质量为x
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106
44
x
1.76g
=
x=4.24g
碳酸钠的质量分数为:×100%=42.4%.
答:碳酸钠的质量分数是42.4%.
故答案为:(1)CuSO4;Na2SO4;(2)BaCl2+Na2CO3=BaCO3+2NaCl2;(3)是;42.4%.
走进实验室
随堂练习 知能达标
1、(2016 北京)
甲、乙的溶解度曲线如图所示。下列有关说法不正确的是
A.t2℃时,甲的饱和溶液中溶质和溶剂的质量之比为2:5
B.乙的饱和溶液从t2℃降温到t1℃,溶液仍饱和
C.t1℃时,甲、乙两种饱和溶液中溶质的质量相等
D.甲、乙的饱和溶液分别从t2℃降温到t1℃,两溶液中溶质质量分数相等
2、(2016 湘潭)下列各组离子在pH=1的溶液中能大量共存,并形成无色透明溶液的是( )
A.Fe3+、NO3﹣、OH﹣
B.K+、NO3﹣、CO32﹣
C.Ba2+、MnO4﹣、SO42﹣
D.NH4+、Cl﹣、SO42﹣
3、(2016 株洲)下列物质间不能发生复分解反应的是( )
A.碳酸钠溶液和氯化钙溶液
B.氢氧化钠溶液和氯化钾溶液
C.碳酸钾溶液和盐酸
D.硫酸铜溶液和氯化钡溶液
4、(2016 襄阳)下列各组物质分别加入到足量的水中,最终能得到无色、透明溶液的是( )
A.NaOH
NaCl
KNO3
MgCl2
B.NaOH
Na2CO3
NaCl
H2SO4
C.NaCl
Na2SO4
AgNO3
HNO3
D.FeSO4
NaNO3
KCl
HCl
5、(2016 重庆)某植物培养液中含有NH4Cl和CuSO4,下列物质在该培养液中能大量存在的是(
)
A.NaOH
B.BaCl2
C.KNO3
D.AgNO3
6、(2016 邵阳)在“粗盐中难溶性杂质的去除”实验中,操作步骤为溶解、过滤、蒸发、计算产率.这这四步操作中均要用到的一种仪器是( )
A.烧杯
B.漏斗
C.玻璃棒
D.酒精灯
7、(2016 南宁)下列是某同学进行过滤操作时的一些做法,其中错误的是( )
A.让滤纸边缘低于漏斗口
B.直接向漏斗中倾倒待过滤的液体
C.让漏斗下端管口紧靠烧杯内壁
D.让漏斗中液面始终低于滤纸边缘
8、(2016 扬州)下列属于复分解反应的是( )
A.2H2O2H2↑+O2↑
B.H2+CuOCu+H2O
C.3Fe+2O2Fe3O4
D.AgNO3+NaCl═AgCl↓+NaNO3
9、(2016 青岛)“NaCl+CO2+NH3+H2O═NaHCO3+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应,下列有关叙述正确的是( )
A.NaHCO3是纯碱
B.析出晶体后剩余溶液中溶质只有NH4Cl
C.配制饱和食盐水时,可通过搅拌来提高食盐的溶解度
D.向饱和食盐水中先通入氨气的作用是使溶液呈碱性,促进二氧化碳的吸收
10、(2016 济南外国语模拟)海洋是巨大的资源宝库,海洋资源的开发前景十分广阔.
(1)海水“晒盐”的方法主要为“盐田法”(也称“太阳能蒸发法”),这是一种古老而至今仍广泛沿用的方法.海水“晒盐”是利用
的方法使NaCl晶体析出.
(2)我国化学家侯德榜创立的侯氏制碱法,就是以海水“晒盐”得到的氯化钠为原料,制取纯碱.其反应原理及部分物质的溶解度曲线如下:
NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3+___
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
①第一步化学方程式中横线处的化学式为
.
②上述第1步反应是侯氏制碱法制纯碱的重要反应.下列叙述中,正确的是
.
A.析出晶体后剩余的溶液中只含有一种溶质
B.饱和氨盐水比食盐水更容易吸收二氧化碳
C.析出晶体后的溶液为NaHCO3的饱和溶液
D.同温度下NaHCO3的溶解度比NH4Cl的大
11、(2016 资阳)如图是A、B、C三种物质的溶解度曲线,请根据此图回答下列问题:
(1) ℃时,物质A和C的溶解度相等;
(2)等质量的A,B,C三种物质的饱和溶液分别从t2℃降温到t1℃时,溶液质量没有发生改变的是 .
(3)t2℃时,A物质饱和溶液的溶质质量分数是
;(100+b)gA的饱和溶液从t2℃降温至t1℃,溶液的质量为
g.
12、(2016 天水)根据如图中a、b、c三种物质的溶解度曲线,回答下列问题:
(1)P点表示在t1℃两物质的溶解度关系为b c(填“>”、“<”或“=”).
(2)t2℃,a、b、c三种物质的饱和溶液溶质质量分数的大小关系为 .
(3)t2℃时,50g
b物质加入到50g水中充分溶解后,所得溶液的质量为 .
(4)b中含有少量的a,若要提纯b,可采用 结晶的方法.
13、(2016 邵阳)A,B,C三种固体物质的溶解度曲线如图所示,回答下列问题:
(1)当A中混有少量的B,常用的提纯方法是
.
(2)将A,B,C三种物质的饱和溶液从t2℃将到t1℃,所得溶液中溶质的质量分数关系由大到小的顺序是
.
(3)说出图中P点表示的意义
.
(4)t1℃,将50gA物质放于50g水中,充分溶解后,所得溶液的质量是 g.
14、(2016 安徽模拟)如图是模拟海水制盐的流程图.
(1)操作a的名称是 ,所需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、 .
(2)Mg(OH)2中Mg元素的化合价为 .
(3)为了验证第①步所加的Ca(O
( http: / / www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网 )H)2溶液已过量,某同学取少量反应后的上层清液,向其中继续加入Ca(OH)2溶液,若 (填实验现象),则证明Ca(OH)2溶液已过量.
(4)步骤②的主要目的是 ,请写出任意一个发生反应的化学方程式 .
15、(2016 重庆B)海水中含有丰富的镁,目前世界上生成的镁60%来自于海水.分离出食盐的海水称作苦卤水,其中含有丰富的MgCl2.工业上以苦卤水为原料制取金属镁的流程如图:
(1)写出沉淀槽中发生反应的化学方程式
,
.
(2)Y与Z反应后的产物溶于水可得X溶液,从而实现了Y的循环利用,则Z的化学式为
,X溶液的名称是
.
(3)烘干后得到的MgCl2中可能含有的杂质是
.
16、(2016 深圳模拟)过氧化钠(Na2O2)
( http: / / www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网 )常用在矿山、坑道、潜水或宇宙飞船等缺氧的场合,将人们呼出的CO2再转换成O2,以供呼吸之用.某化学兴趣小组对实验时里久置于空气中变质的过氧化钠固体的成分进行探究.
【查阅资料】(1)Na2O2与二氧化碳反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
(2)Na202与水反应生成氧气和一种常见的碱.
(3)CaCl2溶液为中性.
【猜想与假设】Na2O2与水反应的化学方程式为
.久置于空气中变质的过氧化钠固体的成分可能是:
猜想Ⅰ:固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3的混合物
猜想Ⅱ:固体为NaOH和Na2CO3的混合物
猜想Ⅲ:固体为NaOH
猜想Ⅳ:固体为Na2CO3
【实验探究】
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量固体于试管中,加水振荡,在试管口放带火星的木条
固体完全溶解
猜想
I不成立.
②取少量①的溶液于试管中,滴加CaCl2溶液至过量
.
证明有Na2CO3存在.
③
酚酞试液变
色
.
综合以上实验现象,说明猜想Ⅱ是成立的.
【反思评价】(1)实验操作③中滴加的溶液
换成硫酸铜溶液(填“能”或“不能”)原因是
.
(2)实验室中Na2O2的保存方法是
.
17、(2016 淮安模拟)某同学在实验室发现了一瓶标签残缺的无色溶液﹙如图甲所示﹚,为确认其中的溶质,他设计并进行了如下探究活动,请回答下列问题.
【猜想与假设】溶质可能为NaCl、NaOH、Na2CO3和NaHCO3中的一种.
【资料查阅】上述四种物质的相关信息如下:
物质
NaCl
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
常温下的溶解度/g
36
109
21.5
9.6
常温下某稀溶液的pH
7
13
11
9
【探究过程】如图乙所示,在操作①后可确定溶质不是NaCl,则其实验现象应是 ;在进行操作②时有无色无味的气体产生,由此又可排除假设物质中的 .
【探究结论】你认为该溶液中的溶质可能是上述假设物质中的 ,你的判断依据是 .
【探究反思】(1)若上述探究结论是正确的,操作②产生的气体应是 (写化学式),实验室检验该气体的实验操作及现象是 .
(2)另有同学猜想其中的溶质还可能是Na2SO4,但又没有Na2SO4的上述列表信息.请你根据以上实验操作的相关现象,判断该溶液中的溶质是否是Na2SO4,并叙述理由: .
18、(2016 丹东模拟)某化学活动小组在一次实验中进行如图所示的实验:
实验中涉及的两个反应的化学方程式为:
(1)
;(2)
;
实验后,小组同学充分振荡U形玻璃管内的物质,过滤后,对滤液的成分产生了浓厚的
兴趣,进行了进一步的探究活动.
[提出问题]
滤液中除Na+外,还含有什么离子?
[猜想与假设]
A同学:含有OH﹣、Cl﹣、Ba2+
B同学:含有OH﹣、Cl﹣、CO32﹣
C同学:含有
(填离子符号)
[实验探究]
A同学为了验证自己的猜想,取滤液于试管中,向其中滴加少量的硫酸钠溶液,观察到无明显现象.由此A同学得出结论:自己的猜想不成立,B同学的猜想成立.
[评价]你认为A同学的判断是否正确
,理由是
,
。
[交流与讨论]同学们经过讨论后一致认为:A同学在验证自己的猜想时,若将所加的
试剂调换成足量的另一种试剂
(填化学式),既能验证自己的猜想,也能确定滤液中的离子成分.
19、(2016 深圳模拟)请根据如图所示的实验过程和提供的数据(②产生气体全部逸出)回答问题:
(1)恰好反应时生成的气体的质量为 克.
(2)原混合物12克样品中CaCl2质量是 克.
(3)实验中所用盐酸的溶质质量分数是多少?请写出规范的格式.
参考答案
走进实验室
⑴铁架台
⑵防止试剂污染托盘
⑶胶头滴管
⑷
C
⑸未用玻璃棒搅拌造成液滴飞溅,损失部分食盐
随堂练习 知能达标
1、C
2、B
3、B
4、B
5、C
6、C
7、B
8、D
9、D
10、(1) 蒸发结晶 .(2)① NH4Cl .② BC .
11、(1)t1;(2)C;(3)×100%,(100+a).
12、(1)=(2)b>a>c
(或c<a<b);(3)75g;(4)降温(或冷却热饱和溶液).
13、(1)降温结晶;(2)B、A、C;
(3)t2℃时,A、B物质的溶解度相等;(4)75.
14、(1)过滤,玻璃棒
( http: / / www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网 );(2)+2;(3)无白色沉淀产生;(4)将氯化钙和氢氧化钙全部除去,Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH或CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl.
15、解:
(1)贝壳(主要成分是碳酸钙)高温煅烧生成氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氯化镁与氢氧化钙反应生成氯化钙和氢氧化镁沉淀,沉淀槽中发生反应的化学方程式:CaO+H2O═Ca(OH)2;MgCl2+Ca(OH)2═CaCl2+Mg(OH)2↓;
(2)氯化镁电解为分解反应,产物为镁和氯气,单质Y为氯气,氯气和氢气反应生成氯化氢,氯化氢溶于水形成盐酸溶液故Z是氢气;
(3)氢氧化钙如果过量,氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙,烘干后得到的MgCl2中可能含有的杂质是氯化钙.
答案:
(1)CaO+H2O═Ca(OH)2;MgCl2+Ca(OH)2═CaCl2+Mg(OH)2↓;
(2)H2;盐酸溶液;
(3)氯化钙.
16、 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ .
【实验探究】② 产生白色沉淀
③ 取少量②的溶液于试管中,滴加无色酚酞试液 , 红 , 证明NaOH存在
【反思评价】
(1)能, 硫酸铜和氢氧化钠反应生成蓝色氢氧化铜沉淀,可验证溶液中是否存在氢氧化钠
(2) 保存在密闭容器中 .
17、解:【探究观察】NaCl、NaOH、Na2CO3和NaHCO3中只有氯化钠溶液为中性,而其余的溶液都显碱性,若溶质不是NaCl,则滴加石蕊试液会变成蓝色;在进行操作②滴加稀盐酸时有无色无味的气体产生,说明不是氢氧化钠,因为氢氧化钠和盐酸反应无明显现象;
故答案为:石蕊试液变成蓝色;氢氧化钠;
【探究结论】根据计算可以知道在20℃时饱和碳酸氢钠的质量分数为:×100%=8.8%,而题目中标注的溶液的质量分数为10%,所以这瓶试剂不可能的是碳酸氢钠溶液,而碳酸钠溶液的溶质质量分数可以等于10%,因此可能是碳酸钠;
故答案为:碳酸钠;碳酸氢钠饱和溶液的质量分数不可能达到10%,而碳酸钠溶液可以;
【探究反思】(1)假设碳酸钠成立,则碳酸钠和盐酸反应会产生二氧化碳,检验二氧化碳可以将气体通入石灰水,石灰水变浑浊;
故答案为:CO2;将气体通入石灰水,石灰水变浑浊;
(2)硫酸钠溶液为中性溶液,因此若滴加石蕊试液变成蓝色,则说明不含有硫酸钠;
故答案为:若滴加石蕊试液变成蓝色,则不含有硫酸钠.
18、
(1) BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl ;
(2) Na2CO3+Ba(OH)2═BaCO3↓+2NaOH ;
[猜想与假设] OH﹣、Cl﹣ (填离子符号)
[实验探究]
[评价] 不正确 , 因为加入硫酸钠溶液,无明显现象,说明溶液中一定不含钡离子,所以A同学“自己的猜想不成立”的结论正确,但无法证明溶液中是否含有碳酸根离子;若离子的成分是氢氧根离子和氯离子,滴加硫酸钠溶液时,也无明显现象,所以“B同学的猜想成立”的结论不正确 .
[交流与讨论] H2SO4 .
19、解:(1)反应中生成CO2的质量为:12g+100g+100g﹣207.6g=4.4g,
设原混合物中
CaCO3的质量为x,稀盐酸中氯化氢的质量y
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100
73
44
x
y
4.4g
解得:x=10g
y=7.3g
(2)所以原混合物样品中CaCl2的质量为:12g﹣10g=2g
(3)实验所用稀盐酸的溶质的质量分数为:×100%=7.3%
答案:(1)4.4(2)2(3)实验所用稀盐酸的溶质的质量分数为7.3%.
甲
乙
丙