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9.某兴趣小组根据镁与沸水的反应推测镁也能与饱和碳酸氢钠溶液反应.资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物.该兴趣小组设计了如下实验方案验证产物并探究反应原理.
实验1:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放人盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红变红.
(1)提出假设
该同学对反应中产生的白色不溶物作出如下假设:
假设1:可能为Mg(OH)2
假设2:可能为MgCO3
假设3:可能是碱式碳酸镁[xMgCO3•yMg(OH)2]
(2)设计定性实验确定产物并验证猜测:
实验序号实验预期现象和结论
实验Ⅱ将实验I中收集到的气体点燃能安静燃烧、产生淡蓝色火焰①该气体为氢气
实验Ⅲ取实验I中的白色不溶物,洗涤,加入足量此空删去②稀盐酸产生气泡,沉淀全部溶解;白色不溶物可能含有MgCO3
实验Ⅳ取实验I中的澄清液,向其中加入少量CaCl2溶液产生白色沉淀;溶液中存在此空删去③CO32-离子
(3)设计定量实验确定实验I的产物:称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物6.20g,充分加热灼烧至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A(盛足量浓硫酸)和B(盛足量碱石灰)中.实验前后装置A增重0.36g,装置B增重2.64g,则白色不溶物的化学式3MgCO3•Mg(OH)2或Mg4(OH)2(CO33

分析 (1)依据猜测可知白色不溶物可能是Mg(OH)2 或MgCO3或Mg(OH)2 ,MgCO3
(2)依据实验Ⅱ的现象分析,镁条和碳酸氢钠溶液迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,可以说明镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物;气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰,说明该气体具有可燃性,再根据质量守恒定律反应前后元素种类不变分析出是氢气;
依据实验Ⅲ的推断分析,加入一种试剂产生气泡可知碳酸盐与酸反应产生二氧化碳,所以加入的是酸,有气泡产生,说明含有碳酸镁;加入盐酸沉淀碳酸镁全部溶解;
依据实验Ⅳ加入氯化钙生成沉淀证明含有碳酸根离子;
(3)根据B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量,根据二氧化碳的质量计算出碳酸镁的质量,剩余的就是氢氧化镁的质量.

解答 解:(1)依据猜测可知白色不溶物可能是Mg(OH)2 或MgCO3或Mg(OH)2 ,MgCO3,故答案为:Mg(OH)2
(2)迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,可以说明镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物;气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰,说明该气体具有可燃性,再根据质量守恒定律反应前后元素种类不变,该气体可能是氢气或一氧化碳,如果测定是一氧化碳时,燃烧后需要用到澄清石灰水,所以该气体是氢气,;
依据实验Ⅲ的推断分析,加入一种试剂产生气泡可知碳酸盐与酸反应产生二氧化碳,所以加入的是酸,有气泡产生,说明含有碳酸镁;加入盐酸沉淀碳酸镁全部溶解;
依据实验Ⅳ加入氯化钙生成沉淀证明含有碳酸根离子,
故答案为:能安静燃烧、产生淡蓝色火焰,该气体为氢气;稀盐酸;CO32-
(3)B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量,所以生成二氧化碳的质量为2.64g,设生成2.64g二氧化碳,需要碳酸镁的质量为X则:
MgCO3+2HCl═MgCl2+H2O+CO2
84                                       44
X                                     2.64g
解得X=5.04g,所以含有氢氧化镁质量为:6.20g-5.04g=1.16g;
碳酸镁和氢氧化镁物质的量之比为:$\frac{5.04g}{84g/mol}$:$\frac{1.16g}{58g/mol}$=0.06:0.02=3:1,白色不溶物的化学式为3MgCO3•Mg(OH)2或Mg4(OH)2(CO33
故答案为:3MgCO3•Mg(OH)2或Mg4(OH)2(CO33

点评 本题难度中等,考查全面,从定性和定量两个方面测定物质的种类,关键在于知道碳酸根离子与酸反应能产生二氧化碳,镁和氢离子反应生成氢气,掌握基础是解题关键.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列反应不能通过一步反应实现的是(  )
A.Fe→FeCl3B.SiO2→Na2SiO3C.Al2O3→Al(OH)3D.NaO→Na2SO4

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.有短周期X、Y、Z、M、W为五种短周期元素.其中X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g/L-1;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的一半.下列说法正确的是(  )
A.原素Z、W的简单离子的电子层结构不同
B.Y的最高价氧化物的水化物能与其简单气态氢化物反应生成盐且显碱性
C.由X元素形成的单质不一定是原子晶体
D.由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键,又有共价键

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.2015年,我国女药学家屠呦呦因发现了青蒿素( C15H22Os)而获得诺贝尔奖,青蒿素的一种化学合成路线如图:

(1)化合物D的分子式为C20H28O2,D中含有的官能团名称是羰基、醚键.
(2)合成A常用到原料,现有相对分子质量最小的该原料的同系物X,检验X中碳碳双键的操作方法取试样X于试管中,加入足量新制氢氧化铜悬浊液加热,出现砖红色沉淀后取上清液滴加适量稀硫酸,再加入溴水,若溴水褪色,说明X中含有碳碳双键,写出X与银氨溶液发生的离子反应方程式CH2=CHCHO+2Ag(NH32++2OH-$\stackrel{△}{→}$CH2CHCOO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O.
(3)B-C的反应类型为消去反应.
(4)E-F的过程中常用HSCH2CH2CH2SH对E进行官能团保护,含-SH(巯基)叫硫醇,根据系统命名法,HSCH2CH2CH2SH的名称是1,3-丙二硫醇
(5)同时满足以下条件的青蒿素的同分异构体共有2种.
①常温下,能与NaHCO3溶液反应;②能与FeCl3溶液发生显色反应;③1mol该物质与足量的Na反应,产生2mol H2;④质谱与红外表明分子中含2个基团;
⑤苯环上只有一种化学环境的氢.
(6)参考上述合成路线,写出由苯甲醛和乙醇为原料,经三步制备3-苯基丙烯醛的合成路线(无机试剂任选). 合成路线示例是:CH2=CH2$\stackrel{HBr}{→}$CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH3CH2OH.

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

4.下列实验操作对应的现象或结论不正确的是(  )
选项实验操作现象结论
A将KI和H2O2溶液在试管中混合后,加入苯萃取,振荡,静置上层溶液呈紫红色氧化性:H2O2>I2
B将刚刚用砂纸打磨过的铝箔放在酒精灯上加热铝箔熔化,但不滴落铝易被氧化;铝的熔点比氧化铝低
C常温下,用pH试纸测量某浓度的NaHSO3溶液的pHpH约为5.5该溶液中的HSO3-的电离程度大于它的水解程度
D向盛Mg(OH)2悬浊液的试管中加入适量NH4Cl浓溶液溶液变澄清Mg(OH)2与NH4Cl溶液发生氧化还原反应
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.运用化学反应原理研究碳、氮、硫等单质及其化合物的反应有重要的意义.
(1)CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:
2CO2(g)+6H2(g)═CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=QkJ/mol (Q>0)
在密闭容器中,按CO2与H2的物质的量之比为1:3进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图1所示.

完成下列填空:
①图中曲线a表示的是H2O的体积分数.
②图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=37.5%.
(2)25° C,H2SO3和H2CO3两种酸的电离平衡常数如表.
  K1K2 
 H2SO3 1.3×10-2 6.3×10-8
 H2CO3 4.4×10-7 4.7×10-11
将足量的NaHSO溶液加人到Na2CO3溶液中,反应的离子方程式为CO32-+HSO3-=HCO3-+SO32-
(3)工业上用可溶性碳酸盐提取锶时,先将SrSO4转化为难溶弱酸盐,再处理.
SrSO4?Sr2+(aq)+SO${\;}_{4}^{2-}$(aq)  Ksp=2.5×10-7
SrCO3?Sr2+(aq)+CO${\;}_{3}^{2-}$(aq)  Ksp=2.5×10-9
则SrSO4转化为SrCO3反应的平衡常数值为100
(4)图2是一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理示意图,同时处理有机废水和硝酸盐废水,并获得淡水,图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示.
①产生N2的电极为电池的正极(填“正”或“负”).
②生成X(气体)的电极上发生的电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的矛盾话题.
(1)我国北方冬季烧煤供暖所产生的废气是雾霾的主要来源之一.经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为:
2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H
若①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1=+180.5kJ•mol-1
②CO(g)═C(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)△H2=+110.5kJ•mol-1
③C(s)+O2(g)═CO2(g)△H3=-393.5kJ•mol-1
则△H=-746.5kJ•mol-1
(2)甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张.一定条件下,在容积为VL的密闭容器中充入a molCO与2a mol H2合成甲醇,CO平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示.
①P1< P2(填“>”、“<”或“=”),理由是甲醇的合成反应是气体分子数减少的反应,相同温度下,增大压强CO的转化率提高
②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K=$\frac{12{V}^{2}}{{a}^{2}}$(用a和V表示).
③下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是c.(填写相应字母)
a、使用高效催化剂  b、降低反应温度 c、增大体系压强
d、不断将CH3OH从反应混合物中分离出来
e、增加等物质的量的CO和H2
(3)机动车的尾气也是雾霾形成的原因之一.
①近几年有人提出在催化剂条件下,利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质.请写出该过程的化学方程式:2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2
②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一.其中CO传感器的工作原理如图2所示,则工作电极的反应式为CO-2e-+H2O=CO2+2H+
(4)工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2,分别生成NaHSO3、NH4HSO3,其水溶液均呈酸性.相同条件下,同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO32-)较小的是NH4HSO3,用文字和化学用语解释原因HSO3-?H++SO32-,NH4+水解使c(H+)增大,电离平衡逆向移动,c(SO32-)浓度减小.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.下列各反应属于取代反应的是(  )
A.CH4+2O2→CO2+2H2OB.CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br
C.CH4+Cl2→CH3Cl+HClD.2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.下列说法正确的是(  )
A.失电子越多,还原性就越强,得电子越多,氧化性越强
B.金属单质在化学反应中一定作为还原剂,非金属单质在反应中可以作氧化剂
C.强电解质溶液的导电能力一定强,弱电解质溶液的导电能力一定弱
D.凡是强酸和强碱反应的离子方程式都可以用H++OH-=H2O表示

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