18.(广东卷21).(12分)

某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。

(1)请指出该结论是否合理并说明理由　　　　　。

(2)请完成对铁元素价态的探究：

限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹：3 mol·L^-1H₂SO₄/3% H_2O2、6 mol·L^-1HNO₃/0.01 mol·L^-1KmnO₄、NaOH稀溶液、0.1 mol·L^-1Kl、20% KSCN、蒸馏水。

①　　 提出合理假设

假设1：　　　　；

假设2：　　　　；

假设3：　　　　。

②　　 设计实验方案证明你的假设(不要在答题卡上作答)

③　　 实验过程

根据②的实验方案，进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。

解析：。(1)　 该结论不正确。稀HNO₃有强氧化性，若该铁的价态为+2价，则被氧化为+3价同样可使KSCN溶液变血红色。

(2) ①提出合理假设

假设1：催化剂中铁元素的价态为+3价。

假设2：催化剂中铁元素的价态为+2价。

假设3：催化剂中铁元素的价态既有+3价也有+2价。

②设计实验方法证明你的假设

③实验过程

5.所以HNO₃在70-90S范围内的平均反应速率为

v(HNO₃)=△c(HNO₃)/t == 1/110 mol·L-1·S-1

(3)作图略

作图要点：因为实验①HNO₃与大理石恰好完全反应；

实验②中，HNO₃不足量，纵坐标对应的每一个值均为原来的1/2；

实验③④的图象类似，恰好完全反应，但反应条件改变，升高温度与大理石细颗粒增大表面积可加快反应速率。所以图象曲线斜率变大，平衡位置纵坐标与实验①相同。

4.反应的时间t=90-70=20s

3.溶液体积为25ml=0.025L，所以HNO3减少的浓度△c(HNO₃)=2/11 mol/L

2.根据方程式比例，可知消耗HNO₃的物质的量为：n(HNO₃)0.1/22=1/220mol

1.70至90S，CO₂生成的质量为：m(CO₂)0.95-0.85=0.1g

17.(广东卷20).(11分)

某探究小组用HNO₃与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO₃浓度为1.00 mol·L^-1、2.00 mol·L^-1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO₃的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。

(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：

(2)实验①中CO₂质量随时间变化的关系见下图：

依据反应方程式CaCO₃+HNO₃=Ca(NO₃)₂+CO₂↑+H₂O，计算实验①在70-90 s范围内HNO₃的平均反应速率(忽略溶液体积变化，写出计算过程)。

(3)请在答题卡的框图中，画出实验②、③和④中CO₂质量随时间变化关系的预期结果示意图。

解析：

(2)

16.(广东卷19).(11分)

碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(钝度约98%)中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^-和SO等杂质，提纯工艺路线如下：

已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示：

回答下列问题：

(1)滤渣的主要成分为　　　　。

(2)“趁热过滤”的原因是　　　　。

(3)若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是　　　　(写出1种)。

(4)若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是　　　　。

(5)已知：

Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃(s)+10H₂O(g)　　　 ΔH₁=+532.36 kJ·mol^-1

　　　　　 Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃·H₂O(s)+9H­₂O(g)　 ΔH₁=+473.63 kJ·mol^-1

写出Na₂CO₃·H₂O脱水反应的热化学方程式　　　　。

解析：(1)　 滤渣的主要成分为Mg(OH)₂、Fe(OH)₃、CaCO₃。

(2)　 “趁热过滤”的原因是使析出的晶体为Na₂CO₃·H₂O，防止因温度过低而析出Na₂CO₃·10H₂0晶体，令后续的加热脱水耗时长。

(3)　 若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是用已预热的布氏漏斗趁热抽滤。

(4)　 若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是问题：溶解时有大量沉淀生成，使Na₂CO₃损耗且产物Na₂CO₃混有杂质；原因：“母液”中，含有的离子有Ca²⁺，Na⁺，Cl^-，SO₄^2-，OH^-，CO₃^2-，当多次循环后，使用离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO₄，Ca(OH)₂，CaCO₃等沉淀。

(5)　 写出Na₂CO₃·H₂O脱水反应的热化学方程式

Na₂CO₃·H₂O(S)==== Na₂CO₃(s) + H₂O(g)&8710;H= +58.73kJ/mol

　解释与思路：

(1)　　 因工业碳酸钠中含有Mg²⁺，Fe³⁺，Ca²⁺，所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液，可生成Mg(OH)₂、Fe(OH)₃、Ca(OH)₂沉淀。

(2)　　 观察坐标图，温度减少至313K时发生突变，溶解度迅速减少，弱不趁热过滤将析出晶体。

(3)　　 思路方向：1.减少过滤的时间 2.保持过滤时的温度。

(4)　　 思路：分析“母液”中存在的离子，若参与循环，将使离子浓度增大，对工业生产中哪个环节有所影响。

(5)　　 通过观察两个热化学方程式，可将两式相减，从而得到Na₂CO₃·H₂O(S)==== Na₂CO₃(s)+ H₂O(g)。　

15.(重庆卷27).(14分)某学习小组用题27图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量.

(1)A中试剂为　　　　　　　　　　 .

(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是　　　　　　　　　　 .

(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂；⑤检查气密性，上述操作的顺序是　　　　　 ；(填序号)记录C的液面位置时，除视线平视外，还应　　　　 .

(4)B中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　 .

(5)若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b ml(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为　　　　　　　 .

(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将　　　　　　 .(填“偏大”、“偏小”、“不受影响”)

[标准答案](1)NaOH溶液.(2)除去铝镁合金表面的氧化膜.(3)⑤①④③②(2分)；

使D和C的液面相平(4)2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑或2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^－ +3H₂↑

(5)(6)偏小.

[试题分析](1)Mg、Al均可以和酸反应，因此不可以用酸来实验，由于Al可以和碱反应而不和Mg反应，则可以用NaOH与Al反应制得H₂，然后用排水法收集H₂，以计算Al的量。(2)由于Al表面容易生成氧化膜，因而要用酸处理。(3)整个操作过程及原理是：检查气密性；记录起始液面；加入碱反应；不产生气体后，记录未读数，两将相减即为产生H₂的量；最后称得的固体即为Mg的质量。在读数时要注意D、C液面相平，否则气体将受压，超成读数不准。(4)B中发生的是Al与碱的反应；(5)(a-c)即为铝的质量，再除以Al的物质的量即为铝的摩尔质量。而n(Al)可以由产生的H₂获得；(6)未洗涤，则超成(a-c)变小，则由(5)的结果得，偏小。

[高考考点]利用实验测定合金含量及相对原子质量；

[易错提醒]记不清Al的两性；实验过程的原理不懂。

[备考提示]平时多加强元素化合物的学习；学会分析实验操作中的每一个关键点。

14.(四川卷28.)某课外小组利用H₂还原黄色的WO₃粉末测定W的相对原子质量，下图是测定装置的示意图，A中的试剂是盐酸。

请回答下列问题。

(1)仪器中装入的试剂：B_________ 、C________、D___________；

(2)连接好装置后应首先_________________________，其方法是________________

(3)“加热反应管E”和“从A瓶逐滴滴加液体”这两步操作应该先进行的是 _______________。在这两步之间还应进行的操作是____________________________；

(4)反应过程中G管逸出的气体是________________，其处理方法是_____

(5)从实验中测得了下列数据

　①空E管的质量a ； ②E管和WO₃的总质量b ；③反应后E管和W粉的总质量c(冷却到室温称量)；④反应前F管及内盛物的总质量d ；⑤反应后F管及内盛物的总质量e

由以上数据可以列出计算W的相对原子质量的两个不同计算式(除W外，其他涉及的元素的相对原子质量均为已知)：

计算式1：A_r(W)＝____________；计算式2：A_r(W)＝____________。

[标准答案]　

(1)锌粒， 水，浓硫酸；(2)检查气密性，将G弯管浸没在盛有水的烧杯中，温热烧瓶B，观察G管口，若有气泡逸出，说明装置的气密性良好；(3)先从A瓶逐滴滴加液体； 检验H₂的纯度

(4)氢气；在G管出口处点燃；(5)　　 　 [知识点归纳]

①联想课本改进后的综合实验：氯气与铁反应的性质实验装置： 制备氯气、净化氯气(饱和食盐水除氯化氢、浓硫酸除水蒸气)、性质实验装置、产物检验装置、尾气处理装置有助于本实验的解题。

②联想氢气还原氧化铜实验：制备氢气、净化氢气、氢气验纯、通入氢气与点燃酒精灯顺序、熄灭酒精灯与停止同氢气的顺序、氢气的尾气处理方式可以直接用于回答本题。