摘要:18.通过查阅右图物质的溶解度表; 在30℃时.100g水中分别加入35g的X.Y.Z物质.得到的溶液是饱和的是 A.只有Z物质 B.X物质和Y物质 C.Y物质和Z物质 D.全部都是

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某化学研究性学习小组参加社会社会实践调查得知:某化工厂为综合利用生产过程中的副产品CaSO4,与相邻的化肥厂联合设计了以下制备(NH42SO4的工艺流程.
[工艺流程示意图]
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上述流程中,沉淀池中发生的主要化学反应为:CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓+(NH42SO4
[讨论交流]
(1)操作a的名称是
 
,实验室中进行此操作时,用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外,还需要
 

(2)经操作a后得到的某物质在煅烧炉中发生反应的化学方程式为
 
.该工艺中,X在沉淀池中被消耗,在煅烧炉中又生成,故X可循环使用.X的填化学式为
 

(3)图中操作b应怎样进行呢?
查阅资料:右图是硫酸铵在水中的溶解度曲线.
表:固体硫酸铵在部分温度时的溶解度.
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
溶解度/g 70.6 73 75.4 78 81 85 88 95 98 103
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下列说法正确的有
 

①从溶解度曲线中,可以查找70℃时硫酸铵的溶解度约90g;②图中的A点表示硫酸铵溶液的状态不饱和;③若将A点变成B点的操作采用加热蒸发、使溶液浓缩的方法④若将B点转化为C点时,采用的是冷却热饱和溶液方法
该化肥厂生产的硫酸铵化肥品质怎样呢?
[查阅资料]下表是硫酸铵化肥品质的主要指标.
指标项目 优等品 一等品 合格品
外观 白色结晶,无可见机械杂质 无可见机械杂质
氮(N)含量 ≥21.0% ≥20.7% ≥20.5%
氨气极易溶于水,其水溶液为氨水,呈碱性.
已知:(NH42SO4+2NaOH
  △  
.
 
Na2SO4+2NH3↑+2H2O
[观察外观]该硫酸铵化肥无可见机械杂质.
[实验探究]按如图所示装置进行实验.
(1)实验过程中,为使硫酸铵充分反应完全转化为NH3,则需往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液并充分加热.
(2)选择右图装置A进行实验的原因
 
,烧杯中盛放的试剂稀硫酸可以吸收氨气,两者化合生成一种盐,写出化学方程式
 
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[交流讨论]
甲同学认为:应在实验装置中A、B装置间加装一个干燥装置,否则根据实验测得的数据,计算硫酸铵化肥的含氮量可能
 
(填“偏高”或“偏低”).
乙同学认为:改进后的实验装置中还存在另一个明显缺陷是:
 

(经过大家充分讨论后,对实验装置进行了改进,重新进行实验.)
[探究结论]称取13.5 g硫酸铵化肥样品,用最终改进后的实验装置重新进行实验,经数据处理释放出氨气的质量与反应时间如图所示.试通过计算,判断该化肥的等级.
 
(要求写出计算过程)
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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:书本119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______,乙、丙实验现象说明黑色物质中没有______;
(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______;
【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下表所示:
温度/℃010305060708090
溶解度/g14.017.025.033.035.333.030.527.0
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数学公式Fe3O4+4H2O
【问题讨论】
(1)溶解时,用50℃至80℃的热水目的是______.
(2)写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式______;
(3)上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是______.
(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______.
(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→______→______→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,还能起到的作用是:①实验开始时,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸;②停止加热后,防止A中生成物被氧化,B中的溶液倒吸入A中;③______.
(3)乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析,你认为他们的理由是______.
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(右图).
(1)写出BC段发生反应的化学方程式:______.
(2)通过计算确定:该Fe3O4样品中含有的杂质是______,其中含Fe3O4的质量是______g.(不需要写过程)

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(2011?丹阳市二模)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:书本119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下表所示:
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[或防止Fe(OH)2完全转化为Fe(OH)3]
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量[或防止Fe(OH)2完全转化为Fe(OH)3]

(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(或45:107)
90:214(或45:107)

(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,还能起到的作用是:①实验开始时,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸;②停止加热后,防止A中生成物被氧化,B中的溶液倒吸入A中;③
将装置中的CO2送入NaOH溶液中
将装置中的CO2送入NaOH溶液中

(3)乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析,你认为他们的理由是
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气

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(右图).
(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)通过计算确定:该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
,其中含Fe3O4的质量是
20.88
20.88
g.(不需要写过程)
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空气中的SO2含量和可吸入颗粒的含量(可用g/cm3表示)都是重要的空气质量指标。在工业生产上规定:空气中二氧化硫的最大允许排放浓度不得超过0.02 mg/L。《2004年江苏省环境状况公报》指出:江苏省2004年工业(主要是热电厂)二氧化硫排放总量为1.24×106t,全省酸雨污染比较严重。分析降雨成分发现,雨水中阴离子仍以硫酸根离子为主,约占阴离子总量的61.9%。

(一)(1)正常的雨水显     性(填:酸、碱、或中),原因是                          

(2)由于大气中SO2和NOx(NO和NO2)的含量不断升高,并转变为H2SO4型和HNO3型雨水降落而形成的。我省主要是硫酸型酸雨。我省这种酸雨形成过程有两种途径:一种是SO2在空气中的飘尘做催化剂的作用下被氧气氧化为SO3,溶于水生成硫酸,写出有关的反应化学方程式                          、                             

另一种是SO2溶于水生成亚硫酸,再被空气中的氧气氧化成硫酸,写出有关的反应化学方程式                                               。由于SO2的氧化非常缓慢,故后一种途径是其主要形成过程。

(3)兴趣小组同学取刚降到热电厂附近的雨水进行测定,每隔五分钟测一次pH,其数据如下表所示:

测定时刻

5∶05

5∶10

5∶15

5∶20

5∶25

5∶30

5∶35

pH

4.95

4.94

4.94

4.88

4.86

4.85

4.85

分析上述数据变化,你可以得出的结论是                      ;针对此结论,你猜测其中的原因为                           。结合大理石被酸雨腐蚀的事实,你认为碳酸、硫酸、亚硫酸酸性由强到弱的顺序为__________________________。

(二)SO­2气体能使品红溶液、高锰酸钾溶液褪色。

       

回答以下问题:

(1)单独检查装置C的气密性的操作是:关闭活塞b,然后________________________

若发现________________,说明装置C气密性良好。

(2)实验室用Na2SO3固体和硫酸溶液制取SO2气体,应选用__________(选“A”或“C”)做气体发生装置,不选用另一装置的理由是                           

(3)小组的同学在A、C装置中的另一个用块状FeS固体和稀硫酸制取H2S气体,反应的方程式为_________________          

(4)SO2气体通过D装置时现象是____________________      ,通过E装置时现象是________________ ;SO2与H2S在B装置中反应,生成一种氧化物和一种单质,反应的方程式是                                 。

(5)F仪器的名称是___________;F中盛有NaOH固体,作用是                   

(三)⑴为测定某地方的空气中SO2和可吸入颗粒的含量,查阅资料得知:可用含有一定量碘的溶液测定空气中的SO2含量,反应方程式是:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI。甲同学设计了如下图所示的实验装置:

①应用上述装置测定空气中的SO2含量和可吸入颗粒的含量,除测定气体流速(单位:cm3/min)外,还需要测定吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量和                                              

②已知:碘单质微溶于水,KI可以增大碘在水中的溶解度。

请你协助甲同学完成稀碘溶液的配制:

第一步:准确称取1.27g碘单质加入烧杯中,                         

第二步:加适量水使之完全溶解,然后加水至溶液体积为1000 mL;

第三步:从第二步所得溶液中,取出10.00mL溶液加入稀释至100mL。

⑵乙同学拟用下列简易装置测定空气中的SO2含量:准确取50mL第三步所得的碘溶液,注入右图所示广口瓶中,加2~3滴淀粉指示剂,此时溶液呈蓝色。在指定的测定地点抽气,每次抽气100mL,直到溶液的蓝色全部褪尽为止,记录抽气次数(n)。

假设乙同学的测量是准确的,乙同学抽气的次数为80次,计算说明该地空气中的SO2含量是否符合排放标准。(写出解题过程,此题3分)

⑶该小组同学认为这些工厂要对排出的废气进行处理,为了达到最好效果,在实验室进行了实验模拟,你认为他们为了吸收产生的SO2气体,所使用药品应该是________,发生的化学反应方程式______________________________________

经过再三思考,设计了以下装置,认为下列哪种不能采用______,因为其他装置都具有________作用。

A       B         C          D      E      F     G    H     I     J

 

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空气中的SO2含量和可吸入颗粒的含量(可用g/cm3表示)都是重要的空气质量指标。在工业生产上规定:空气中二氧化硫的最大允许排放浓度不得超过0.02 mg/L。《2004年江苏省环境状况公报》指出:江苏省2004年工业(主要是热电厂)二氧化硫排放总量为1.24×106t,全省酸雨污染比较严重。分析降雨成分发现,雨水中阴离子仍以硫酸根离子为主,约占阴离子总量的61.9%。

(一)(1)正常的雨水显     性(填:酸、碱、或中),原因是                          

(2)由于大气中SO2和NOx(NO和NO2)的含量不断升高,并转变为H2SO4型和HNO3型雨水降落而形成的。我省主要是硫酸型酸雨。我省这种酸雨形成过程有两种途径:一种是SO2在空气中的飘尘做催化剂的作用下被氧气氧化为SO3,溶于水生成硫酸,写出有关的反应化学方程式                          、                             

另一种是SO2溶于水生成亚硫酸,再被空气中的氧气氧化成硫酸,写出有关的反应化学方程式                                               。由于SO2的氧化非常缓慢,故后一种途径是其主要形成过程。

(3)兴趣小组同学取刚降到热电厂附近的雨水进行测定,每隔五分钟测一次pH,其数据如下表所示:

测定时刻

5∶05

5∶10

5∶15

5∶20

5∶25

5∶30

5∶35

pH

4.95

4.94

4.94

4.88

4.86

4.85

4.85

分析上述数据变化,你可以得出的结论是                      ;针对此结论,你猜测其中的原因为                           。结合大理石被酸雨腐蚀的事实,你认为碳酸、硫酸、亚硫酸酸性由强到弱的顺序为__________________________。

(二)SO­2气体能使品红溶液、高锰酸钾溶液褪色。

       

回答以下问题:

(1)单独检查装置C的气密性的操作是:关闭活塞b,然后________________________

若发现________________,说明装置C气密性良好。

(2)实验室用Na2SO3固体和硫酸溶液制取SO2气体,应选用__________(选“A”或“C”)做气体发生装置,不选用另一装置的理由是                           

(3)小组的同学在A、C装置中的另一个用块状FeS固体和稀硫酸制取H2S气体,反应的方程式为_________________          

(4)SO2气体通过D装置时现象是____________________      ,通过E装置时现象是________________ ;SO2与H2S在B装置中反应,生成一种氧化物和一种单质,反应的方程式是                                 。

(5)F仪器的名称是___________;F中盛有NaOH固体,作用是                   

(三)⑴为测定某地方的空气中SO2和可吸入颗粒的含量,查阅资料得知:可用含有一定量碘的溶液测定空气中的SO2含量,反应方程式是:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI。甲同学设计了如下图所示的实验装置:

①应用上述装置测定空气中的SO2含量和可吸入颗粒的含量,除测定气体流速(单位:cm3/min)外,还需要测定吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量和                                              

②已知:碘单质微溶于水,KI可以增大碘在水中的溶解度。

请你协助甲同学完成稀碘溶液的配制:

第一步:准确称取1.27g碘单质加入烧杯中,                         

第二步:加适量水使之完全溶解,然后加水至溶液体积为1000 mL;

第三步:从第二步所得溶液中,取出10.00mL溶液加入稀释至100mL。

⑵乙同学拟用下列简易装置测定空气中的SO2含量:准确取50mL第三步所得的碘溶液,注入右图所示广口瓶中,加2~3滴淀粉指示剂,此时溶液呈蓝色。在指定的测定地点抽气,每次抽气100mL,直到溶液的蓝色全部褪尽为止,记录抽气次数(n)。

假设乙同学的测量是准确的,乙同学抽气的次数为80次,计算说明该地空气中的SO2含量是否符合排放标准。(写出解题过程,此题3分)

⑶该小组同学认为这些工厂要对排出的废气进行处理,为了达到最好效果,在实验室进行了实验模拟,你认为他们为了吸收产生的SO2气体,所使用药品应该是________,发生的化学反应方程式______________________________________

经过再三思考,设计了以下装置,认为下列哪种不能采用______,因为其他装置都具有________作用。

A       B         C          D      E      F     G    H     I     J

 

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