题目内容

3．水-----生命之源
（1）日常生活中区分硬水与软水用肥皂水．生活中将硬水软化用煮沸方法
（2）自来水厂常用二氧化氯杀菌消毒，写出二氧化氯的化学式并标出氯元素的化合价．
（3）某养殖场欲测定水池中水的酸碱性强弱，可选用C（填序号）
A紫色石蕊试液B酚酞试液CpH 试纸
（4）探究水的组成
化学上用图1装 置来测定 水的组 成，其中 a 为电 源的负 （填“正”或“负”）极，实验时加入少量氢氧化钠来增强水的导电性，若一开始容器中水的质量为49.7克，加入 0.3 克的氢氧化钠完全溶解后，通电一段时间后，溶液中的溶质质量分数变为0.625%，则理论ab上，乙试管中可以收集到气体1.8克（精确到小数点后一位），该实验得到关于水的组成的结论是水是由氢氧两种元素组成的．
（5）测定水中各原子的个数比
实验室用纯净干燥的氢气还原氧化铜，并通过实验过程中相关装置中的质量变化来 测定水中氢氧原子个数比，实验步骤如下：（ 假设每步均吸收完全，不考虑一开始装置中 空气对实验结果的影响）
已知：①碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物，可吸收水和二氧化碳，
②氢氧化铜受热分解会生成水和氧化铜 第一步：连接装置，检查装置气密，
第二步：分别称得 C 中玻璃管和药品总质量101.6克，D中装置连同药品总质量120.0克
第三步：通一段时间的氢气，开始对 C 处玻璃管加热．
第四步：停止加热，继续通一段时间的氢气，
第五步：再次称得 C 中玻璃管和药品总质量100.0克，D中装置连同药品总质量121.8克

①写出标号仪器的名称a铁架台b酒精灯
③如图3的实验中用锌和较浓的盐酸反应并得到持续稳定的气流，方框中应当选用的发生装置为图2中的甲（选“甲”“乙”或“丙”），其中生成氢气的化学方程式为Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑

③A、B 装置中放的药品分别为c（填序号）
a．A 中饱和的碳酸氢钠溶液B 中浓硫酸
b．A 中浓硫酸B 中饱和的碳酸氢钠溶液
c．A 中浓氢氧化钠溶液B 中浓硫酸
d．A 中浓硫酸B 中浓氢氧化钠溶液
④实验开始通一段时间的氢气，目的是除尽装置中的空气，确认此目的已经达到的实验操 作方法为在E装置尾部收集气体并验纯．
⑤加热一段时间后，C 中发生反应的方程式为CuO+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H2O，实验结束，停止加热，继续通氢气 的目的之一是让生成的铜充分冷却，另一目的为让生成的水被完全吸收
⑥E 装置的作用为防止空气中的水和二氧化碳进入装置D，若无此装置，会导致实验测得的氢氧个数比偏大（填“偏大”“偏小”或“无影响”）
⑦计算该实验方法测得的氢氧个数比为2：1
⑧实验反思，下列情况不会影响实验过程中氢氧原子个数比测定的是AB（序号） A．氧化铜没有全部被还原B．氧化铜中混有杂质氧化铁
C．氧化铜未完全干燥D．氧化铜中混有少量氢氧化铜
⑨若本次实验中，参加反应的氢气只占实验所需氢气量的五分之一，则完成此实验至少需 要纯度为 80%的粗锌多少克（杂质不与酸反应）．

分析 （1）根据肥皂水可以区分硬水和软水，加热煮沸可以降低水的硬度进行分析；
（2）根据化合物中元素化合价代数和为零进行分析；
（3）根据pH试纸可以测定溶液的酸碱度进行分析；
（4）根据电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氧气和氢气的体积比约为1：2进行分析；
（5）根据锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气进行分析；
根据氢氧化钠溶液能够吸收氯化氢气体，浓硫酸可以用来干燥氢气进行分析；
根据加热条件下，氧化铜和氢气反应生成铜和水进行分析；
根据提供的数据可以计算水中氢氧原子个数比；
根据提供的数据和反应的化学方程式可以计算完成此实验至少需要纯度为80%的粗锌的质量．

解答 解：（1）向水中加入肥皂水时，如果产生的泡沫较多，是软水，如果产生大量浮渣，是硬水；                          
加热煮沸时，水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出，从而降低水的硬度；
（2）二氧化氯中，氧元素的化合价是-2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，氯元素的化合价是+4，可以表示为：$\stackrel{+4}{Cl}$O2；
（3）某养殖场欲测定水池中水的酸碱性强弱，可选用pH试纸，故选：C；
（4）化学上用如图1装置来测定水的组成，其中a为电源的负极；
设电解水的水的质量为x，
根据题意有：$\frac{0.3g}{0.3g+49.7g-x}$×100%=0.625%
x=2g
乙试管中收集的气体是氧气，设生成氧气的质量为y，
2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑，
36              32
2g              y
$\frac{36}{2g}$=$\frac{32}{y}$
y≈1.8g
该实验得到关于水的组成的结论是水由氢元素和氧元素组成；
（5）①通过分析题中所指仪器的作用可知，a是铁架台，b是酒精灯；
②本次实验中用锌和较浓的盐酸反应并得到持续稳定的气流，方框中应当选用的发生装置为丙，锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气，化学方程式为：Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑；
③图中A、B装置中放的药品分别是氢氧化钠溶液和浓硫酸，用来吸收氯化氢气体和干燥氢气，故选：c；
④实验开始通一段时间的氢气，目的是除尽装置中的空气，确认此目的已经达到的实验操作方法为在E装置尾部收集气体验纯，如果氢气已经纯净，则空气被排尽；
⑤加热一段时间后，C中发生的反应是氧化铜和氢气在加热的条件下反应生成铜和水，化学方程式为：CuO+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H2O；
实验结束后，停止加热，继续通氢气的目的之一是让生成的铜充分冷却，另一目的为使反应生成的水被完全吸收；
⑥E装置的作用为防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收；
若无此装置，会导致水的质量偏大，从而导致氢元素质量偏大，进一步导致实验测得的氢氧个数比偏大；
⑦反应生成水的质量为：121.8g-120.0g=1.8g，
水中氢元素质量为：1.8g×$\frac{2}{18}$×100%=0.2g，
水中氧元素质量为：101.6g-100.0g=1.6g，
计算该实验方法测得的氢氧个数比为：$\frac{0.2g}{1}$：$\frac{1.6g}{16}$=2：1；
⑧A、氧化铜没有全部被还原，不会影响实验过程中氢氧原子个数比测定；
B、氧化铜中混有杂质氧化铁，不会影响实验过程中氢氧原子个数比测定；
C、氧化铜未完全干燥，会导致实验过程中氢氧原子个数比偏大；
D、氧化铜中混有少量氢氧化铜时，氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水，会导致实验过程中氢氧原子个数比偏大；
故选：AB；
⑨设参加反应的锌质量为m，
由Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑，CuO+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H2O
可知，Zn～H2O，
Zn～H2O，
65  18
m   1.8g
$\frac{65}{m}$=$\frac{18}{1.8g}$
m=6.5g
若本次实验中需要的锌的质量为：$\frac{6.5g}{\frac{1}{5}}$=32.5g，
则完成此实验至少需要纯度为80%的粗锌质量为：32.5g÷80%=40.625g，
答：完成此实验至少需要纯度为80%的粗锌质量为40.625g．
故答案为：（1）肥皂水，煮沸；
（2）$\stackrel{+4}{Cl}$O2；
（3）c；
（4）负，1.8，水是由氢氧两种元素组成的；
（5）①铁架台，酒精灯；
②丙，Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑；
③C；
④在E装置尾部收集气体并验纯；
⑤，让生成的水被完全吸收；
⑥防止空气中的水和二氧化碳进入装置D，偏大；
⑦2：1；
⑧AB；
⑨40.625克．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

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②相关物质的溶解度（单位：g）如表：
温度/℃FeSO4（NH4）2SO4FeSO4•（NH4）2SO4•6H2O
1020.07317.2
2026.575.421.6
3032.97828.1
③硫酸亚铁铵晶体受热时，在200℃以下只有结晶水失去．
某兴趣小组的学生用含有少量铜的废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体，流程如图：

（1）操作①中发生反应的化学方程式为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；
（2）过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；
（3）操作①中过滤时，要趁热进行的原因是防止温度降低FeSO4晶体析出，产量（产率）降低或使FeSO4尽可能多的溶解，提高产量（产率）；
（4）操作②的目的是得到硫酸亚铁铵晶体．操作顺序是b→c→a→d；
a．过滤        b．加热浓缩        c．冷却结晶        d．洗涤干燥
（5）操作②中使用乙醇洗涤，可快速晾干．这样做的优点是AB；
A．避免用水洗涤所造成的晶体损耗
B．酒精易挥发，可低温晾干晶体
（6）该实验取废铁屑15g，最终得到硫酸亚铁铵晶体39.2g，则原废铁屑中铁元素的质量分数不低于37.3（精确到0.1%，不要求写过程）．
12．A、B、C、D、E是初中常见的不同类别的物质．A是黑色氧化物，C溶液呈蓝色（部分生成物已略去）．

（1）D的化学式为Cu（OH）2；B属于酸（填“单质”、“酸”、“碱”或“盐”）；
（2）A和B反应的基本类型是复分解反应；
（3）写出C和氢氧化钠溶液反应的化学方程式CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu（OH）2↓．
2．（南海是我国的固有领海，南海蕴藏着丰富的海洋资源）．
（1）我国科学家在南海海底发现了一种蕴藏量极大的新型矿产资源--天然气水合物，它是天然气（主要成分是CH4）和水形成的冰状固体，极易燃烧，又称“可燃冰”．它被认为是一种清洁能源，原因是燃烧产物是水和二氧化碳，不污染环境．
（2）从海水中提取单质镁的过程如图1所示：

在上述转化过程中，所发生的化学反应属于复分解反应的是①②（填反应顺序标号）．
（3）我国化学科学家侯德榜创立的侯氏制碱法，就是以海水“晒盐”得到的氯化钠为原料，同时制得Na2CO3和NH4Cl产品．Na2CO3和NH4Cl的溶解度曲线如图2所示．回答下列问题：
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②t2℃时，Na2CO3饱和溶液的溶质质量分数等于NH4Cl饱和溶液的溶质质量分数（填“大于”“小于”“等于”之一）．
③t1℃时，一小试管内盛有Na2CO3的饱和溶液，试管底部还存有少许Na2CO3固体，将小试管放入盛有水的烧杯中，现将多 量的NaOH固体加入烧杯内的水中，小试管内的固体物质逐渐溶解，原因是氢氧化钠溶于水放出热量，温度升高，碳酸钠的溶解度增大，变为不饱和溶液，所以又能溶解碳酸钠了．

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