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10.某实验小组把CO2通入饱和Na2CO3溶液制取NaHCO3,装置如图1所示(气密性已检验,部分夹持装置略):

(1)C中反应的化学方程式是Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3
(2)请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用CO2在水中存在平衡:CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+,有H2SO4存在时,可使上述平衡向左移动,从而减少CO2在水中的溶解,同时吸收挥发出来的HCl气体.
(3)当C中有大量白色固体析出时,停止实验,将固体过滤、洗涤、干燥备用.为确定固体的成分,实验步骤如下:
第一步:准确称取一定质量的固体,配成1000mL溶液作为样液,其余固体备用.配制溶液时肯定不需要如图2所示仪器中的AC(填字母),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒(填仪器名称).
第二步:设计方案如下.
①方案1:取样液与澄清的Ca(OH)2溶液混合,出现白色沉淀.
实验小组对现象产生的原理进行分析,认为该方案不合理,理由是Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液发生反应生成白色沉淀,无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3
②方案2:取样液与BaCl2溶液混合,出现白色沉淀并有气体产生.
实验小组认为固体中存在NaHCO3,其离子方程式是2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O.
该小组认为不能确定是否存在Na2CO3,你认为该结论是否合理?合理.
③方案3:实验小组中甲、乙同学利用NaHCO3的不稳定性进行如下实验:
甲同学:取样液400mL,用pH计测溶液pH,再水浴加热蒸发至200mL,接下来的操作是冷却到室温,
加水至溶液体积为400mL,再次测定pH,结果表明白色固体中存在NaHCO3.为进一步证明白色固体是否为纯净的NaHCO3,结合甲同学实验,还应补充的实验是取相同质量的纯净的NaHCO3配成1000mL溶液,取400mL,重复甲的实验,进行对照.
乙同学:利用仪器测定了固体残留率随温度变化的曲线,如图3所示.
已知:残留率=$\frac{剩余固体的质量}{原始固体的质量}$×100%
根据A点坐标得到的结论是白色固体为NaHCO3

分析 (1)由图可知,A中生成二氧化碳,在C中二氧化碳与碳酸钠、水反应生成碳酸氢钠;
(2)B中酸可抑制二氧化碳的溶解;
(3)配制溶液是计算固体质量,称量、溶解、转移、洗涤转移、定容、摇匀得到溶液,据此选择仪器;
①Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液发生反应生成白色沉淀;
②样液与BaCl2溶液混合,现白色沉淀并有气体产生,沉淀为碳酸钡、气体为二氧化碳;Na2CO3和BaCl2溶液混合也能生成沉淀;
③甲同学:蒸发后冷却,测定pH,可确定固体存在碳酸氢钠,补充实验为对比性实验;
乙同学:A点说明碳酸氢钠分解,残留率为63.09%.

解答 解:(1)由图可知,A中生成二氧化碳,在C中二氧化碳与碳酸钠、水反应生成碳酸氢钠,该反应为Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3
故答案为:Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3
(2)B中酸可抑制二氧化碳的溶解,则B中溶液的作用为CO2在水中存在平衡:CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+,有H2SO4存在时,可使上述平衡向左移动,从而减少CO2在水中的溶解,同时吸收挥发出来的HCl气体,
故答案为:CO2在水中存在平衡:CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+,有H2SO4存在时,可使上述平衡向左移动,从而减少CO2在水中的溶解,同时吸收挥发出来的HCl气体;
(3)准确称取一定质量的固体,配成1000mL溶液作为样液,其余固体备用,结合步骤分析可知,配制溶液时肯定不需要如图2所示仪器中的A、C,配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是搅拌所用玻璃棒,溶解用的烧杯,
故答案为:AC;烧杯、玻璃棒;
①Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液发生反应生成白色沉淀,所以无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3
故答案为:Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液发生反应生成白色沉淀,无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3
②样液与BaCl2溶液混合,现白色沉淀并有气体产生,沉淀为碳酸钡、气体为二氧化碳,离子反应为2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O;Na2CO3和BaCl2溶液混合也能生成沉淀,则不能确定是否存在Na2CO3,结论合理,
故答案为:2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O;合理;
③甲同学:取样液400mL,用pH计测溶液pH,再水浴加热蒸发至200mL,接下来的操作是冷却到室温,加水至溶液体积为400mL,再次测定pH,可确定固体存在碳酸氢钠,补充实验为取相同质量的纯净的NaHCO3配成1000mL溶液,取400mL,重复甲的实验,进行对照,
故答案为:冷却到室温,加水至溶液体积为400mL,再次测定pH;取相同质量的纯净的NaHCO3配成1000mL溶液,取400mL,重复甲的实验,进行对照;
乙同学:A点说明碳酸氢钠分解,残留率为63.09%,可知白色固体为碳酸氢钠,
故答案为:白色固体为NaHCO3

点评 本题考查化学实验方案的评价,涉及物质的性质,盐类水解、化学平衡、差量法计算、图象分析较等,综合性较强,差量的计算方法为解答的难点,题目难度较大.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2)冶炼铝,操作过程如下:

(1)试剂A为NaOH.沉淀1和沉淀2的化学式分别为SiO2、Fe(OH)3
(2)步骤③的离子反应方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
(3)步骤③中能否用盐酸代替CO2不能.(填“能”或“不能”),请说明理由氢氧化铝为两性氢氧化物,可溶于盐酸.
(4)若取51g铝土矿冶炼铝,在步骤⑤电解过程中得到标准状况下的O23.36L,铝土矿中Al2O3的质量百分含量为20%.(用百分数表示)

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

11.草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O,相对分子质量180g)是一种浅黄色晶体,难溶于水,受热分解(文献显示其及应方程式为FeC2O4•2H2O═FeO+CO↑+CO2↑+2H2O).
某化学兴趣小组设计如图装置,探究草酸亚铁晶体的分解反应

(1)该装置存在的明显缺陷没有处理尾气中的CO气体,会造成大气污染.
(2)设计实验步骤如下:①检查装置的气密性;②打开活塞K1,通入一段时间的N2,再关闭活塞K1;③先点燃E处的酒精灯,再点燃A处的酒精灯.
(3)实验过程中,证明分解生成CO2的现象是C中澄清石灰水变浑浊;而E处黑粉末变红,证明草酸亚铁分解产中CO,若只通过F中的现象证明产生CO,则需要在C和D之间增加盛有NaOH溶液的洗气瓶.
(4)实验结束后,有同字打开K1,又通入一段时间的N2,使装置A中分解产生的气体全部通入后面的装置中,并将装置C、F中的沉徒过滤、洗涤、干燥、称量,测得C中沉淀质量大约是F中的3倍,重新实验得出的实验结果不变.小组以成员经过讨论排除澄清石灰水不足造成的影响,提出三个假设:
a.CO在装置E中没有完全氧化.
b.使用的草酸亚铁试剂变质,有部分CO被分解过程中产生的Fe2O3氧化为CO2
c.草酸亚铁分解时,有部分CO被FeO氧化为CO2
小组成员于是设计如下方案验证:
①验证假设a:在E之后再增加一个相同装罝E,并增加E中CuO的量,重新实验,所得数据只有微小变化,但不足以影响实验结果,说明假设a不成立.
②验证假设b:取少量草酸亚铁晶体溶于盐酸,再加入适量的KSCN 或NH4SCN溶液,无明显现象,证明草酸亚铁晶体没有变质,说明假设b不成立
③验证假设c:取实验后A中固体溶于盐酸,产生气体,证明假设c成立.
④实验时同时测出下列有关数据:FeC2O4•2H2O的质量为10.80g,A中剩余固体的质量
为3.84g,测得实验结束后装置A中n(FeO)=0.03.
(5)根据实验分析,写出装置A中发生的总反应方程式FeC2O4•2H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe+FeO+CO↑+3CO2↑+2H2O.由于实验的分解方程式与文献不同,实验小组再次经过讨论,利用原有实验装置图,对实验步骤略作改动,再次进行实验,得出与文献一致的反应方程式,请你写出改动部分的实验步骤打开活塞K1,通入一段时间的N2,不关闭活塞K1

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

8.牙膏是由粉状摩擦剂、湿润剂、表面活性剂、粘合剂、香料、甜味剂及其它特殊成分构成的.经查文献获悉,某品牌牙膏中摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成,牙膏中其它成分不与酸、碱反应.
I.测定牙膏中摩擦剂碳酸钙的含量:利用如图所示装置进行实验,充分反应后,通过测定C中生成沉淀的质量来确定样品中碳酸钙的质量分数.图中夹持仪器略去.

依据实验过程回答下列问题:
(1)以下检查整套装置气密性的操作正确的是a(填字母代号).
a.组装好仪器后,关闭K1和K3、打开K2,分液漏斗中装水.打开分液漏斗的两个活塞,若漏斗中水下滴一会后停止,且液面不再降低,则整套装置不漏气.
b.裝好药品后,关闭K1和K3、打开K2.打开分液漏斗的两个活塞,若漏斗中盐酸下滴一会后停止,且液面不再降低,则整套装置不漏气.
c.短时间轻微加热B,若A中溶液进入长导管,C中长导管冒气泡,则整套装置不漏气.
(2)实验过程中需持续缓慢通入空气,其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有把生成的CO2气体全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收.
(3)盐酸有一定程度的挥发性,为什么实验时不在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置?碳酸氢钠虽能吸收盐酸,但也产生CO2,HCl即使进入装置C中,由于Ba(OH)2是足量的,就会被Ba(OH)2中和,不会溶解BaCO3
(4)实验中准确称取20.00g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3平均质量为7.88g.则样品中碳酸钙的质量分数为20.0%.
II.为确定该牙膏摩擦剂中氢氧化铝的存在,请设计实验.
实验步骤预期现象与结论
取适量牙膏样品于试管中,加入足量的NaOH溶液,过滤,向滤液中滴加盐酸.滤液中先出现白色沉淀,随后沉淀溶解,说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

5.草酸晶体的组成可用H2C2O4•xH2O表示,为了测定x值,进行如下实验:
称取Wg草酸晶体,配成100.00mL水溶液
(1)称25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4后,用浓度为amol•L-1的KMnO4溶液滴定到KMnO4不再褪色为止,所发生的反应2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O试回答:(1)实验中不需要的仪器有(填序号)cf,还缺少的仪器有(填名称)铁架台(带滴定管夹).
a.托盘天平(带砝码,镊子)b.滴定管   c.100mL量筒    d.100mL容量瓶   e.烧杯
f.漏斗     g.锥形瓶     h.玻璃棒    i.药匙      j.烧瓶
(2)实验中,标准液KMnO4溶液应装在酸式滴定管中,因为KMnO4溶液有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管中的橡皮管.
(3)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测得的x值会无影响(偏大、偏小、无影响)
(4)实验中用左手控制滴定管活塞(填仪器及部位),眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化,直至滴定终点.判断到达终点的现象是滴入最后一滴溶液,锥形瓶中溶液的颜色由无色变浅红且保持30秒内不褪色.

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15.某固体混合物含NH4I、NaHCO3、AlCl3、MgBr2、FeCl2中的几种,为确定该固体混合物的成分及各组成成分的物质的量之比,现进行如图实验.
实验Ⅰ:

(1)无色气体为NH3
(2)该固体混合物的成分为NH4I、MgBr2、AlCl3
实验Ⅱ:取一定量的该固体混合物溶于水配成1L溶液,并向该混合溶液中通入一定量的Cl2,测得溶液中几种阴离子(分别用A-、B-、C-表示)的物质的量与通入Cl2体积的关系如表所示.
Cl2的体积
(标准状况下)/L
2.85.611.2
n(A-)/mol1.251.52
n(B-)/mol1.51.40.9
n(C-)/mola00
(3)a=0.15.
(4)原固体混合物中各组成成分的物质的量之比为.

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2.药物E具有抗癌抑菌功效,其合成路线如图.

己知:NaBH4是一种很强的还原剂,可以将-C≡N还原为-CH2NH2
(1)化合物A的含氧官能团名称为醛基、醚键.
(2)反应①实际经历了两步反应,这两步的反应类型依次为加成反应、取代反应.设计反应①的目的是保护醛基.
(3)关于化合物D的说法错误的是ad(填序号).
a.1molD最多可与3molH2发生加成反应  b.可以与盐酸发生反应
c.可以使高锰酸钾酸性溶液褪色    d.是一种芳香烃
(4)反应物     的名称为乙二醇;写出其与对苯二甲酸反应生成高聚物的化学方程式
(5)以CH3CHO和CH3NH2为原料设计合成丙氨酸(CH3CH(NH2)COOH)的路线.
己知:RCH=NR′$\stackrel{HCN}{→}$$\stackrel{H+}{→}$
提示:①合成过程中无机试剂任选.
②合成路线表示方法示例为:CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH、H_{2}O}$CH3CH2OH→…

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,其化学平衡常数K与温度t的关系如表:
t/℃200300400
KK1K20.5
①试比较:K1>K2(填“>”、“=”或“<”)
②400℃时,其逆反应2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数的值为:2.

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6.现有10种元素的性质、数据如下表所列,它们均为短周期元素.
ABCDEFGHIJ
原子半径
(10-10m)
0.741.601.521.100.991.860.750.821.020.037
最高或最低
化合价
+2+1+5+7+1+5+3+6+1
-2-3-1-3-2
回答下列问题:
(1)D在元素周期表中的位置第三周期第VA族,若H的一种同位素中子数为5,则其原子符号是510B,B元素的原子结构示意图是,G与F分别形成的简单离子半径大小关系为N3->Na+
(2)F与A形成的化合物电子式是:
(3)用电子式表示F2I的形成过程:
(4)F与J形成的化合物电子式为,该化合物与水反应放出气体的化学方程式为NaH+H2O=NaOH+H2↑..

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