题目内容
【题目】(3分)高氯酸(HClO4)和亚氯酸钠(NaClO2)在工业上有广泛的用途,其制备工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)HClO4中Cl元素的化合价是 。
(2)反应器I中的生成物有HClO4、ClO2、NaHSO4、H2O,其中属于氧化物的是
(3)反应器II中发生反应的化学方程式为2ClO2+SO2+4NaOH=2NaClO2+X+2H2O,则X的化学式是 。
【答案】(1)+7;(2) ClO2和H2O;(3) Na2SO4.
【解析】(1)已知:H元素的化合价为:+1,O元素的化合价为:-2;
设Cl元素的化合价为x,根据化合物中化合价代数和为零.
+1+x+(-2)×4=0
解得:x=+7;故答案为:+7;
(2)氧化物是由两种元素组成的化合物中,其中一种是氧元素的化合物.HClO4是由H、Cl、O三种元素组成的,所以不是氧化物;ClO2是由Cl、O两种元素组成的,其中一种是氧元素,所以是氧化物;NaHSO4是由H、Na、S、O四种元素组成的,所以不是氧化物;H2O是由H、O两种元素组成的,其中一种是氧元素,所以是氧化物;故属于氧化物的是ClO2和H2O;:故答案为:ClO2和H2O;
(3)根据质量守恒定律:反应前后原子种类和数量都不会改变.由化学方程式为2ClO2+SO2+4NaOH=2NaClO2+X+2H2O, 可知:反应前反应物中有:2个Cl原子、10个O原子、1个S原子和4个Na原子;而反应后已经有:2个Cl原子、6个O原子、1个S原子和2个Na原 子;还少:4个O原子、1个S原子和2个Na原子,由于X前面的化学计量数为1,所以在一个X分子中应含有:4个O原子、1个S原子和2个Na原子,故其 化学式为:Na2SO4;故答案为:Na2SO4.
试题分析:(1)根据化合物中各元素化合价的代数和为0,结合氢元素、氧元素的化合价计算氯元素的化合价数值;(2)根据氧化物的概念和组成特点分析;(3) 根据质量守恒定律:反应前后原子种类和数量都不变,找出方程式两端原子的个数差,确定X的分子构成,书写其化学式.
【题目】(7分)常温下没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下,铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇,设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。
(1)试管尾部放一团湿棉花的目的是_______________。
(2)探究生成的气体是什么?
用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是______________。
(3)探究试管中剩余固体成分是什么?
【查阅资料】(1)金属氧化物能和酸反应且生成物能溶于水 (2)信息如表格
常见铁的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
颜色、状态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
能否被磁铁吸引 | 否 | 否 | 能 |
【初步验证】试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一:剩余固体是Fe与Fe3O4;猜想二:剩余固体是_____________。
【实验探究】
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
猜想二正确 |
【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________.
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3,理由是_______________________________.