4. 微元法
3. 构建模型法
3. 图象法
2.
1. 合成分解法
45.(09年山东理综·30)(16分)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、S1的化合物,实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3,步骤如下:
请回答下列问题:
(1)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择:实验步骤中试剂①为 (填代号),检验溶液A中Fe3+的最试剂为 (填代号)。
a.KMnO4 b.(NH4) 2S c.H2O2 d.KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过加热蒸发, 。过滤等操作。除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是 。
(3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中选通入(或先加入) (填化学式)。若实验过程中有氨气逸出、应选用下列 装置回收(填代号)。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,定容时视线应 ,直到 。用KMnO4标准溶液滴定时应选用 滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
答案:(1)c d
(2)冷却结晶 引流
(3)NH3·H2O b
(4)注视凹页面的最低处与刻度线 凹页面的最低处与刻度线相平 酸式
解析:(1)为使Fe2+、Fe3+一块沉淀,要加氧化剂将Fe2+氧化而又不引入新杂质,选H2O2;检验Fe3+ 选择SCN- (2)从溶液中要析出晶体,采用冷却结晶法;过滤时要用到玻璃棒引流。(3)CaCl2溶液不能与CO2反应,加入碱能反应,但又不能引入杂质,应通入NH3(或先加入NH3·H2O);氨气极易溶于水,要注意防倒吸,a装置广口瓶内的进气管长,容易倒吸,c装置中的倒置漏斗、d中的多空球泡可以防倒吸。
[考点分析]考查化学实验的基本操作、物质的提纯与鉴别、实验室安全等
44.(09年山东理综·28)(14分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂 反应的△H(填“增大”、“减小”或“不改变”)。
(2)已知:O2(g) = O2+(g)+e- H1=1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+e-=PtF6-(g) H2=-771.1 kJ·mol-1
O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6-(g) H3=482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6-(s)的H=_____________ kJ·mol-1。
(3)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成 沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为 。已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
(4)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应时溶液中c(NH4*)=c(Cl-)。则溶液显 性(填“酸”、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb= 。
答案:(1)向左 不改变
(2)-77.6
(3)Cu(OH)2 Cu2++2NH3·H2O = Cu(OH)2↓ +2NH4+
(4)中 mol·L-1
解析:(1)恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气,则反应体系体积增大,平衡左移;使用催化剂只是改变了反应的途径,没有改变反应物与生成物的状态,△H不变;(2)利用盖斯定律,△H1+△H2+(-△H3)= -77.6 kJ·mol-1;(3)由于,KsP [Cu(OH)2]=2.2×10-20<Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,所以先生成沉淀;2NH3·H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2 NH4*;根据溶液的电中性原则,c(NH4*)=c(Cl-),则[H+]=[OH-];溶液显中性;Kb= ,c(NH4*)=c(Cl-)=0.005 mol·L-1;[H+]=[OH-]=1×10-7 mol·L-1(因为是25℃下且为中性);[NH3·H2O]=mol·L-1-0.005 mol·L-1,则:Kb=mol·L-1。
43.(09年江苏化学·16)(8分)以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:
(1)反应I前需在FeSO4溶液中加入 (填字母),以除去溶液中的Fe3+。
A.锌粉 B.铁屑 C.KI溶液 D.H2
(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃,其目的是 。
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是 。
(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生地电极反应可表示为 。
答案:(1)B
(2)防止NH4HCO3分解(或减少Fe2+的水解)
(3)降低K2SO4 的溶解度,有利于K2SO4 析出。
(4)2SO42- -2e-2S2O82-
解析:(1)在FeSO4溶液中除去溶液中的Fe3+,最好选用铁屑或铁粉,比较简单。(2)如果温度过高会导致NH4HCO3分解同样也会加快Fe2+的水解(温度越高水解速率越快)这样会使原料利用率降低。(3)由题目看出在III反应中生成的K2SO4 为固体,而K2SO4在无机溶剂中溶解度是比较大的,要想使K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K2SO4的溶解度。
(4)根据阴阳极反应原理阳极失电子发生氧化反应,此题实质是电解硫酸铵溶液,在根据反应后的产物得出正确的答案。
[考点分析]此题为化工生产题型,主要考察了化合物性质,电极方程式书写。做此类题要分析清楚每一个环节目的和结果是什么。这样才能判断各反应后的产物分别是什么。
42.(09年广东化学·24)(11分)
超细氧化铝是一种重要的功能陶瓷原料。
(1)实验室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3为原料,在一定条件下先反应生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3,该沉淀高温分解即得超Al2O3,NH4AlO(OH)HCO3热分解的化学反应方程式 。
(2)NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453。欲配制100mlPH为2浓度约为0.1mol-1的NH4Al(SO4)2溶液,配制过程为
①用托盘天平称量NH4Al(SO4)2·12H2O固体 g。
②将上述固体置于烧杯中 。
(3)在0.1mol·l-1NH4Al(SO4)2溶液中,铝各形态的浓度(以Al3+计)的对数(lgc)随溶液ph变化的关系见下图
①用NaOH溶液调节(2)中溶液pH至7,该过程中发生反应的离子方程式有 ②请在答题卡的框图中,画出0.01mol·l-1NH4Al(SO4)2溶液中铝各形态的浓度的对数lgc随溶液pH变化的关系图,并进行必要的标注。
答案:(1)2NH4AlO(OH)HCO32NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑(2)将4.5g固体置于烧杯中,边加蒸馏水溶解边用玻璃棒搅拌,待完全溶解后,用玻璃棒移液至100ml的容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中,加蒸馏水至刻度线2~3cm处应改用胶头滴管,上下振荡,静置,将配置好的溶液装入试剂瓶中,并贴上标签。
(3)。作图要点:起始与最终数值为-2;刚开始产生沉淀时PH要增大;完全沉淀和沉淀溶解时的PH应与原图一样;氢氧化铝完全溶解时的PH也是不变的二纵座标发生改变,所以线要与原图有所区别。
解析:(1)解答该题的关键是要判断出反应的产物,由题意NH4AlO(OH)HCO3热分解的产物应该有Al2O3,结合所学知识可知产物还应有NH3、CO2和H2O,配平化学方程式得:2NH4AlO(OH)HCO32NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑
(2)注意配置一定物质的量浓度溶液的操作步骤地准确性,一般是计算、溶解、转移、洗涤、定容、装瓶。计算时要注意规范,同时要注意托盘天平的精确度是±0.1g,100ml 0.1mol/LNH4Al(SO4)2中,物质的量为0.01mol,M[NH4Al(SO4)2]=453g/mol ,所以m(NH4Al(SO4)2)=453g/mol×0.01mol=4.53g=4.5g;溶解时要注意玻璃棒搅拌,转移时注意用到玻璃棒引流,同时还要注意洗涤操作,定容时距刻度2~3cm处应改用胶头滴管,同时还要注意上下震荡,使之混合均匀,装瓶时要注意贴上标签。
(3)①从题给图示可以看出,pH至7时铝离子完全转化为氢氧化铝沉淀,没有出现沉淀的溶解,又因为铵根离子水解使溶液显酸性,所以中性溶液中必须是铵根离子和一水合氨的混合物,说明必需有铵根离子与氢氧根的反应。该过程中发生反应的离子方程式为:Al3+ +3OH-===Al(OH)3↓;NH4+ +OH-=NH3·H2O②作图时注意NH4Al(SO4)2浓度的变化,由于浓度变为0.01mol·l-1,所以起始与最终数值为-2,又因为Al3+浓度减少减少为0.01mol·l-1,而溶度积常数不变,所以刚开始产生沉淀时pH要增大。而完全沉淀和沉淀溶解时的PH应与原图一样不能改变,但注意氢氧化铝完全溶解时的PH也是不变的二纵座标发生改变,所以线要与原图有所区别。
41.(09年广东化学·22)(12分)
某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
pH |
3.4 |
5.2 |
12.4 |
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有 (要求写出两条)
(2)滤渣I的主要成分有 。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有 。
(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:
①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2.简述可制备Mg(ClO3)2的原因: 。
②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是: 。除去产品中该杂质的方法是: 。
答案:(1)增大硫酸浓度;加热升高温度;边加硫酸边搅拌(要求写出两条)
(2)滤渣Ⅰ主要成分有Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)从滤液Ⅱ中可回收利用的主要物质有CaSO4、Na2SO4
(4)①该反应的生成物为Mg(ClO3)2和NaCl的混合溶液,NaCl的溶解度随温度变化不大,Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而升高。利用两物的溶解度差异,通过加热蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,将Mg(ClO3)2与NaCl分离,制得Mg(ClO3)2。
②因为在相同温度向下NaCl的溶解度最小,所以在冷却结晶过程中,会有少量NaCl随Mg(ClO3)2析出;重结晶。
解析:(1)固体溶解及反应完全的措施一般是加热、振荡或搅拌,或是增大硫酸的浓度,所以答案应该从这些方面分析回答。
(2)从题给信息可以看出pH调到5.5应该Fe3+和Al3+沉淀完全,所以沉淀应该是氢氧化铁和氢氧化铝。
(3)从流程变化,因为废料浸出用到硫酸,可知滤液中应该含有硫酸根离子;从废料成分中含有CaMg(CO3)2和两次调节PH均用到氢氧化钠,可知滤液中阳离子应该有钠离子和钙离子,所以从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质是硫酸钠和硫酸钙。
(4)①分析该题可以结合硝酸钾与氯化钠的分离方法思考,同时要注意题给图示,从图示上我们不难得到下列信息,一是相同温度时氯酸镁的溶解度最大氯化钠溶解度最小,二是氯酸镁溶解度随温度变化最大,氯化钠溶解度随温度变化最小。所以控制反应温度的变化,可以控制可溶性物质的分离。
②从题给图示不难看出相同温度时氯化钠的溶解度最小,因此在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中一定会析出氯化钠。由于氯酸镁和氯化钠均溶于水,溶于水的可溶性物质一般用结晶和重结晶的方法分离。
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