某研究性学习小组在网上收集到信息:钠.镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧.他们对钠在CO2气体中燃烧后得到的白色产物进行了如下探究:[实验操作]将燃烧的钠迅速伸入装满CO2的集气瓶中.钠在其中继续燃烧.反应后冷却.瓶底有黑色颗粒.瓶壁上附着白色物质.[提出假设]假设1:白色物质是Na2O.假设2:白色物质是Na2CO3.假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某研究性学习小组在网上收集到信息：钠、镁等活泼金属都能在CO₂气体中燃烧。他们对钠在CO₂气体中燃烧后得到的白色产物进行了如下探究：
【实验操作】将燃烧的钠迅速伸入装满CO₂的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底有黑色颗粒，瓶壁上附着白色物质。
【提出假设】
假设1：白色物质是Na₂O。
假设2：白色物质是Na₂CO₃。
假设3：白色物质是Na₂O和Na₂CO₃的混合物。
【设计方案】该小组对燃烧后生成的白色物质进行如下探究：

实验方案	实验操作	实验现象	结论
方案1	取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质为Na₂O
方案2	①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl₂溶液。②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液	①出现白色沉淀 ②无明显现象	白色物质为Na₂CO₃

回答下列问题：
(1)写出金属镁与二氧化碳反应的化学方程式：               。
(2)甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是               。
(3)乙同学认为方案2得到的结论正确，白色物质为                       。
(4)钠在二氧化碳中燃烧的化学反应方程式为                               。
(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点，并简述理由：                               。

(1)2Mg＋CO₂2MgO＋C
(2)Na₂CO₃溶液显碱性，也会使酚酞试液变红，且也有可能是Na₂O和Na₂CO₃的混合物
(3)Na₂CO₃
(4)4Na＋3CO₂2Na₂CO₃＋C
(5)不同意，因为反应物中无氢元素(或违背质量守恒定律)(其他合理答案也对)

解析

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用11.5g金属钠放入水中，要使100个水分子溶有1个钠离子，则需加水 g。

铁及其化合物在国民经济的发展中起着重要作用。

（1）已知：4Fe(s)＋3O₂(g)=2Fe₂O₃(s) △H＝－1641.0kJ·mol^-1 C(石墨)＋1/2O₂(g)=CO(g) △H＝－110.5 kJ·mol^-1则Fe₂O₃(s)＋3C(石墨)=2Fe(s)＋3CO(g)的△H＝   kJ·mol^-1。
（2）铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀。某同学将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。液滴边缘是  区（填“正极”或“负极”），其电极反应式为   。

（3）铁钛合金是一种常用的不锈钢材料，某同学在探究该合金的性质时，往含有TiO²⁺、Fe³⁺溶液中加入铁屑至溶液显紫色，该过程中发生的反应有：
①2TiO²^＋(无色)＋Fe＋4H^＋=2Ti³^＋(紫色)＋Fe²^＋＋2H₂O
②Ti³^＋(紫色)＋Fe³^＋＋H₂O=TiO²^＋(无色)＋Fe²^＋＋2H^＋
③   。
（4）①高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种优良的水处理剂。FeO在水溶液中的存在形态如右图所示，纵坐标表示各存在形态的分数分布。
下列说法不正确的是   。（填字母）
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．向pH＝10的这种溶液中加硫酸至pH＝2，HFeO的分布分数逐渐增大
C．向pH＝6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：
HFeO＋OH^－=FeO＋H₂O
②K₂FeO₄溶于水会放出一种无色无味气体，其杀菌消毒、吸附水中的悬浮杂质的原理可用离子方程式表示为   。
（5）向一定量的Fe、FeO、Fe₃O₄的混合物中加入100 mL 1 mol·L^-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL（标准状况）气体，加入KSCN溶液不显红色。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，可得铁    g。

铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白：
【方案一】
【实验方案】将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。
实验中发生反应的化学方程式是_____________________________。
【实验步骤】
（1）称取10.8 g铝镁合金粉末样品，溶于体??为V物质的量浓度为4.0 mol·L^－1 NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V≥_________mL。
（2）过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
【方案二】
【实验方案】将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。
【实验步骤】
（1）同学们拟选用下列实验装置完成实验：

你认为最简易的装置其连接顺序是A接(　)(　)接(　)(　)接(　)（填接口字母，可不填满）。
（2）仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是_______________。
②实验前后量气管中液面读数分别为V₁mL、V₂mL，则产生氢气的体积为___mL。
③若需确定产生氢气的量，还需测定的数据是______。

（15分）实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜【Cu₂(OH)₂CO₃】的步骤如下：
步骤一：废铜屑制硝酸铜
如图，
用胶头滴管吸取浓HNO₃缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量)，充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液。
步骤二：碱式碳酸铜的制备
向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至70℃左右，用0.4 mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。
步骤三：碱式碳酸铜的组成测定
碱式碳酸铜可表示为：xCuCO₃ ·yCu (OH)₂ ·zH₂O，可采用氢气还原法来确定，其反应原理为：
xCuCO₃ ·yCu (OH)₂ ·zH₂O + H₂→ Cu + CO₂ + H₂O（未配平）
完成下列填空：
（1）步骤一中，反应开始时，瓶内的现象是                                       ，
用该装置制取硝酸铜，好处是                                                  。
（2）步骤二中，水浴加热所需仪器有                、                  (加热、夹持仪器、石棉网除外)；洗涤的目的是                                         。
（3）步骤三中，①以字x、y、z母为系数，配平氢气还原法的化学方程式：
      xCuCO₃ ·yCu (OH)₂ ·zH₂O+       H₂→     Cu+      CO₂+      H₂O
②称取24.0g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.8 g残留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水。该样品中结晶水质量为        g，化学式为                  。

铜是人类最早生产和使用的金属之一，在化学反应中铜元素可表现为0、+1、+2价。
Ⅰ．（1）在西汉古籍中曾有记载：“曾青得铁则化为铜”，即：曾青（CuSO₄）跟铁反应生成铜，试写出该反应的离子方程式。
（2）在原电池和电解池中，铜常用作电极，下列有关说法正确的是

A．锌铜原电池中铜是正极	B．用电解法精炼铜时粗铜作阴极
C．在镀件上镀铜时铜与电源正极相连	D．铜作阳极时不一定溶解

Ⅱ．学习小组对无水硫酸铜分解的产物进行实验探究。
【提出问题】碳酸钙受热分解生成CaO和CO₂，那么无水硫酸铜受热分解也只生成CuO和SO₃吗？
【设计实验】按如图装置进行试验。

【实验过程】
a．准确称取无水硫酸铜2.40g于装置A试管中加热，直至固体全部变为黑色，经验证该黑色粉末为CuO。
b．实验中，观察到装置E中的水部分被排入量筒中；实验结束后，测得量筒中水的体积为112mL（已折算成标准状态下气体的体积），并测得干燥管D的质量增加了1.32g。
（3）装置C的作用                     。
（4）根据装置E、F中现象，推测还有气体      （填分子式）生成；实验生成的SO₃为          mol。（5）装置A中反应的化学方程式为                             。
【实验结论】无水硫酸铜受热分解不仅仅生成CuO和SO₃。
【反思与评价】
（6）任何实验都存在误差，请指出本实验中可能造成误差的因素是                          （任写2点）。

某矿样含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的杂质。实验室中以该矿样为原料制备CuCl₂·2H₂O晶体，流程如下：

（1）在实验室中，欲用37％(密度为1．19 g·mL^-1)的盐酸配制500 mL 6 mol·L^-1的盐酸，需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有      、       。
（2）①若在实验室中完成系列操作a。则下列实验操作中，不需要的是   (填下列各项中序号)。

②CuCl₂溶液中存在如下平衡：Cu(H₂O)₄²⁺(蓝色)+4Cl^-CuCl₄^2-(黄色)+4H₂O。
欲用实验证明滤液A(绿色)中存在上述平衡，除滤液A外，下列试剂中，还需要的是      (填下列各项中序号)。
a．FeCl₃固体        b．CuCl₂固体       c．蒸馏水
（3）某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程，查阅资料得知在空气条件下焙烧CuS时，固体质量变化曲线及SO₂生成曲线如下图所示。

①CuS矿样在焙烧过程中，有Cu₂S、CuO·CuSO₄、CuSO₄、CuO生成，转化顺序为：

第①步转化主要在200～300^oC范围内进行，该步转化的化学方程式为                                                               。
②300～400^oC范围内，固体质量明显增加的原因是           ，上图所示过程中，CuSO₄固体能稳定存在的阶段是   (填下列各项中序号)。
a．一阶段    b、二阶段    c、三阶段 d、四阶段
③该化学小组设计如下装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程，并验证所得气体为SO₂和O₂的混合物。

a．装置组装完成后，应立即进行的一项操作是                。
b．当D装置中产生白色沉淀时，便能说明第四阶段所得气体为SO₂和O₂的混合物。你认为装置D中原来盛有的溶液为       溶液。
c．若原CuS矿样的质量为l0．0 g，在实验过程中，保持温度在760^oC左右持续加热，待矿样充分反应后，石英玻璃管内所得固体的质量为8．0 g，则原矿样中CuS的质量分数为      。

某小组取一定质量的FeSO₄固体，利用下图装置进行实验。

实验	实验过程	实现现象
①	通入一段时间N₂，加热	A中固体变为红棕色，B中有白色沉淀，D试管中有无色液体
②	用带有火星的木条靠近装置D的导管口	木条复燃
③	充分反应，停止加热，冷却后，取A中固体，加盐酸	固体溶解，溶液呈黄色
④	将③所得溶液滴入D试管中	溶液变为浅绿色

欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO3的质量分数可采用以下四种方法。

方法四：不使用化学试剂，使用实验室常用仪器。
按要求回答下列问题：
（1）方法一是将HCO3-离子转化为沉淀并称重，则试剂A为______________（填化学式）溶液；操作2包括_______________________。
（2）方法二操作1中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒，还需要___________________；操作2的名称是__________；该样品中NaHCO3的质量分数为_________（用含m、a的表达式表示）。
（3）根据方法三中所用的实验装置，除了称量试样质量外，还需测定的实验数据是_______________；仔细分析该实验装置，由此测得的数据计算出的实验结果有可能偏高也有可能偏低，偏高的原因可能是______________________________；偏低的原因可能是____________________________。
（4）方法四的实验原理是________________（用化学方程式表示）。

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