Question

（1）写出工业用纯碱、石灰石、石英制普通玻璃的化学方程式                         ；                        。
（2）生成白色Fe(OH)₂沉淀的操作是用长滴管吸取不含O₂的NaOH溶液，插入FeSO₄溶液液面下，再挤出NaOH溶液。原因是                               （用化学方程式表式）
（3）向100ml水中投入Na和Al共16克，充分反应后分析剩余金属1g。计算放出H₂的体积为            升（标准状况下）
（4）向含有0.3mol的NaAlO₂溶液中滴加1mol/L HCl，当生成7.8克沉淀时，加入盐酸的体积为        mL
（5）向一定量的Fe、Fe₂O₃和CuO混合物投入120 ml 2.2 mol/L的硫酸溶液中，充分反应后生成896 mL标准状况下的气体，得不溶物1.28 g，过滤后，向滤液中加入2 mol/L的NaOH溶液，加至40 mL时开始出现沉淀，则滤液中FeSO₄的物质的量浓度为（设滤液体积为120 ml）          mol/L

Answer 1

（1）Na₂CO₃+SiO₂Na₂SiO₃+CO₂↑，CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑  （4分）（2）4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃（其它合理也给分）
（3）13.44  （4）100或900  （5）2.17mol·L^－1

试题分析：（1）工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石，碳酸钠与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钠和二氧化碳，该反应的化学方程式为：Na₂CO₃+SiO₂Na₂SiO₃+CO₂↑，碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO₃+SiO₂CaSiO₃+CO₂↑；（2）为避免生成的Fe(OH)₂沉淀接触O₂，可用长滴管吸取不含O₂的NaOH溶液，插入FeSO₄溶液液面下，再挤出NaOH溶液方可达到目的；
（3）Na不会剩余，所以剩余金属为Al。设混合物中Na的物质的量为，Al的物质的量为y。
2Na＋2H₂O=2NaOH＋H₂↑
x                x     x/2
因为剩余金属为Al，说明过量，氢氧化钠少量，用少的来计算
2Al＋2NaOH＋2H₂O=2NaAlO₂＋3H₂↑
x       x                      3x/2 
23x＋27x=16-1    x=0.3mol  氢气的体积为（x/2＋3x/2 ）mol×22.4L/mol＝13.44L
（4）向含有0.3mol的NaAlO₂溶液中滴加1mol/L HCl，生成的沉淀是氢氧化铝，7.8克氢氧化铝是0.1mol，分两种情况，一是盐酸少量，过量的AlO₂^－只跟少量的HCl反应生成了0.1molAl(OH)₃
AlO₂^－＋H^＋＋H₂O=Al(OH)₃↓
0.1mol            0.1mol
所以V (HCl)＝＝100mL
还有一种情况是全部转化为Al(OH)₃，然后Al(OH)₃又跟H^＋反应溶解，变成Al^3＋，Al(OH)₃没有反应完，最后剩余0.1mol
AlO₂^－+H⁺+H₂O=Al(OH)₃↓
0.3mol    0.3mol         0.3mol    
Al(OH)₃              +         3H⁺=Al3⁺ + 3H₂O
(0.3mol－0.1mol) ＝0.2mol          0.6mol 
所以V (HCl)＝＝900mL
（5）与氢氧化钠反应的硫酸的物质的量=n（NaOH）=×2mol·L^－1×0.04L=0.04mol，
剩余的硫酸的物质的量=2.2mol·L^－1×0.12L－0.04mol=0.264mol－0.04mol=0.26mol，剩余硫酸与固体反应生成了硫酸亚铁，
根据硫酸和硫酸亚铁的关系式计算硫酸亚铁的物质的量浓度．
设硫酸亚铁的物质的量浓度为cmol·L^－1．
H₂SO₄→FeSO₄
1mol    1mol
0.26mol 0.12L×cmol·L^－1
c=2.17
即硫酸亚铁的物质的量浓度是2.17mol·L^－1，