考点5.碳元素形成的其他单质 近年来科学家们发现.除金刚石.石墨外.还有一些由碳元素形成的单质.如C60.纳米碳管等.一个C60分子是由60个碳原子构成的形似足球状的大分子.共有32个面的近似足球的结构中共有60个顶点.各有一碳原子.目前.人们对C60分子及纳米碳管的结构和反应的认识正在不断深入.它们在材料科学.超导体等方面的应用正在深入地研究. 第15讲 二氧化碳的性质.用途及制法 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

某兴趣小组在复习铁的冶炼时,在参考资料上发现以下一段文字:已知在不同的温度下,CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和CO2.他们不禁产生了疑问:课本上册124页的实验中,CO与Fe2O3反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗?于是他们进行了以下探究.
[查阅资料]
资料一:Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO(黑色)不能;
资料二:Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价,其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示;
[提出猜想]黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种.
[进行实验]兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验:
实验方案 实验现象
取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
[实验结论]
(1)甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
,乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe

(2)生成的黑色物质应为Fe3O4
(3)写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

[拓展探究]同学们对Fe3O4产生了兴趣,从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图.
[生产流程]

[查阅资料]
资料一:硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示:
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二:Fe(OH)2受氧气氧化反应原理为:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
资料三:获得Fe3O4的反应原理为:Fe(OH)2+2Fe(OH)3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
[问题讨论]
(1)溶解时,用50℃至80℃的热水目的是
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率

(2)写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4

(3)上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量

(4)要使四氧化三铁的产率最高,则上述流程中产生的Fe(OH)2和Fe(OH)3的最佳质量比为
90:214
90:214

(5)副产品P是硫酸钠,由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
a
a
→d.
a.过滤   b.加热浓缩     c.冷却结晶    d.晶体加热至完全失去结晶水
[组成确定]为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质,同学们又进行了下列实验探究.
[查阅资料]
资料一:难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水(反应中各种元素的化合价不变);
资料二:Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;
[提出猜想]Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种.
[实验设计]同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验:

[实验分析]因探究思路不同,兴趣小组分成甲、乙两小组.
甲组:
(1)该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质.
B中的最佳试剂是
(填序号)
①澄清石灰水     ②氢氧化钠浓溶液    ③稀盐酸         ④水
(2)上述实验过程中,CO气体除作为反应物外,能起到的作用是:
①实验开始时,排尽装置中的空气,防止
防止爆炸
防止爆炸

②停止加热后,继续通CO气体,防止
防止生成物被氧化
防止生成物被氧化
,以及B中的溶液倒吸入A中;
在本实验中,CO气体还能起到的作用是③
让二氧化碳全部进入B瓶中
让二氧化碳全部进入B瓶中

(3)尾气如何处理?
点燃
点燃

乙组:
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(如图)

(1)写出BC段发生反应的化学方程式:
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2

(2)通过分析计算确定:该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
.(不需要写过程)

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人类社会的发展离不开能源。当今社会,人类利用的能源主要来自化石燃料。(1)用来驱动汽车、飞机和轮船的燃料主要是从石油中根据不同沸点范围分馏出来的汽油、航空煤油、柴油等,石油分馏的过程属__________变化。化石燃料中主要含有碳、氢元素,完全燃烧的产物是_____________,还含有硫、氮等元素,燃烧时会转化为_________________。

(2)西气东输,将改变我市居民的气体燃料结构。下表是几种气体燃料的价格和热值:

燃烧物

煤气

液化石油气

天然气

价格

1.4元/千克

6.0元/千克

1.8元/千克

热值

1.56×104kJ/kg

4.5×104kJ/kg

3.9×104kJ/kg

 

 

 

 

综合考虑,你将选用哪种燃料              理由是________________             。   

(3)化石燃料不仅是优质的能量资源,还是宝贵的化工资源。聚乙烯是一种最常用的塑料,它是以石油裂解气体乙烯(CH2=CH2)为原料,经许多乙烯分子打开双键(-CH2-CH2-)连在一起,聚合成大分子而形成的。下图是聚乙烯分子形成过程的示意图,卡通画中单个小人代表一个乙烯分子。聚乙烯其中的部分结构可表示为:…                       …。

(4)开发和利用清洁高效而又用之不竭的新能源,是21世纪人类面临的重要课题。①2006年1月起,我省苏北四市推广使用乙醇汽油。乙醇可利用农作物发酵制得,农作物在催化剂作用下转化为葡萄糖(C6H12O6),然后葡萄糖在酒化酶的作用下转化为乙醇和二氧化碳,写出葡萄糖转化为乙醇的化学方程式                     _________

②氢气是一种未来理想的能源。现通过生物法制得的氢气中混有CO2、O2和水蒸气等(氢气的体积分数通常为60℅~90℅),为了得到纯净的氢气,将混合气体依次通过NaOH溶液、灼热的Cu丝和干燥装置。该除杂方案是否正确?          ,理由是                     

                                                                 

【解析】(1)没有新物质生成的变化属于物理变化,含有碳、氢元素的物质完全燃烧能生成水和二氧化碳,含有的硫、氮等元素,燃烧时会转化为二氧化硫和氮的氧化物;

(2)可以通过计算单位价格购买的热量来选择燃料.

(3)本题是一信息给予题,通过题中信息进行分析解答.

(4)①书写化学方程式时首先要正确写出反应物和生成物的化学式,然后配平,再注明反应条件.

②除去一种气体中的其他杂质时,要选择适当的物质并注意除杂的顺序,还有除杂过程中可能发生的反应等.当氢气和氧气混合遇到高温或明火时有可能发生爆炸.

 

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同步练习册答案