题目内容

2．元素化合物知识是初中化学重要的学习内容．请回答下列有关元素化合物的问题．
（1）根据如图信息，写出甲、乙两种元素的单质间发生反应的化学方程式：4Al+3O2=2Al2O3．
（2）某同学将铁片放入CuSO4溶液中，发现铁片表面有红色物质析出，同时还有少量无色无味气泡产生．对于产生气泡的“异常现象”，下列猜想不合理的是B（填字母）．
A、产生的气体可能是H2                 B、产生的气体可能是CO2
C、CuSO4溶液中可能含有少量的某种酸     D、CuSO4溶液的pH可能小于7
（3）某工厂用电解饱和食盐水的方法生产氯气、烧碱、氢气等化工产品（反应的化学方程式：2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑），这种工业称为“氯碱工业”，某研究性学习小组对该厂生产的烧碱样品进行如下探究．
【提出问题】烧碱样品中含有哪些杂质？
【猜想】
猜想一：可能含有Na2CO3，作出此猜想的依据是：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O（用化学方程式表示）．
猜想二：可能含有NaCl，作出此猜想的依据是：可能有少量的氯化钠没有反应（用简洁的文字表述）．
【设计实验】
实验步骤实验现象解释或结论
①取适量烧碱样品置于试管中，加水溶解，并用手触摸试管外壁试管外壁发热原因是氢氧化钠固体溶于水放热
②向①所得的溶液中逐渐加入稀硝酸至过量一开始无明显现象，一段时间后产生能使澄清石灰水变浑浊的气体样品中含有的杂质是碳酸钠
③向②所得的溶液中滴加几滴硝酸银溶液产生白色沉淀样品中还含有的杂质是氯化钠
（4）某同学取100g含有H2SO4的酸性废水，然后滴加烧碱溶液中和，至溶液pH=7时，共消耗质量分数为20%的烧碱溶液20g．求这种废水中含H2SO4的质量分数．

分析 （1）根据元素周期表提供的信息和离子结构示意图判断元素的种类，并书写化学方程式．
（2）根据在化学变化中遵循质量守恒定律进行解答．
（3）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，因此可能有碳酸钠；如果氯化钠没有全部反应的话，溶液中可能含有NaCl．氢氧化钠固体溶于水放热；向①所得的溶液中逐渐加入稀硝酸至过量，反应物中产生能使澄清石灰水浑浊的二氧化碳气体，因此样品中含有的杂质是碳酸钠；向②所得的溶液中滴加几滴硝酸银溶液，产生白色沉淀氯化银，说明样品中还含有的杂质是氯化钠；
（4）根据题意，氢氧化钠溶液与硫酸反应生成硫酸钠和水，用20%的氢氧化钠溶液中和100g硫酸溶液，共消耗氢氧化钠溶液20g，反应后溶液呈中性，结合溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数、反应的化学方程式进行分析解答即可．

解答 解：（1）可知图中离子结构示意图可知，质子数为13，代表是离子，甲、乙两种元素的单质间发生反应的化学方程式为：4Al+3O2=2Al2O3；故填：4Al+3O2=2Al2O3；
（2）A、如果硫酸铜溶液显酸性，则锌能和显酸性的溶液反应生成氢气．故A有科学道理；
B、反应物中不含有碳元素，生成物中不可能有二氧化碳．故B没科学道理；
C、因为无色无味气泡产生，可以猜测CuSO4溶液中可能含有少量的某种酸与金属锌反应产生气体，故C有科学道理；
D、如猜测CuSO4溶液中可能含有少量的某种酸，则CuSO4溶液的pH可能小于7，故D有科学道理；
故选B；
（3）【猜想】
二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，因此可能有碳酸钠；氯化钠可能没有全部反应，因此可能有氯化钠；
故答案为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；可能有少量的氯化钠没有反应；
【设计实验】
加水溶解，试管外壁发热，原因是氢氧化钠固体溶于水放热；向①所得的溶液中逐渐加入稀硝酸至过量，一开始无明显现象，一段时间后产生能使澄清石灰水浑浊的二氧化碳气体，因此样品中含有的杂质是碳酸钠；向②所得的溶液中滴加几滴硝酸银溶液，产生白色沉淀氯化银，说明样品中还含有氯离子（Cl-），即含有氯化钠；上述实验中稀硝酸不可以用稀盐酸代替，因为盐酸中有氯离子，影响氯化钠中氯离子的检验．
故答案为：氢氧化钠固体溶于水放热；碳酸钠；氯化钠；
（4）设100g废水中的硫酸质量为x
  2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O
   80          98
20g×20%    x
$\frac{80}{20g×20%}=\frac{98}{x}$ 
x=4.9g
所以废水中硫酸的质量分数为：$\frac{4.9g}{100g}$×100%=4.9%．
故答案为：废水中硫酸的质量分数为4.9%

点评 本考点属于实验探究题，既有物质性质的检验，又有化学方程式的书写和有关的计算，综合性比较强．本题根据题目提供的信息，结合实验探究的一般步骤和碱的性质等知识来解决，还要注意化学方程式的书写和配平，有关的计算要准确．本考点主要出现在实验题中．

练习册系列答案
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15．家庭厨房实际上是一个化学世界，请回答下列问题：
（1）炒菜时一不小心铁锅中的油着火，可立即倒入刚洗过菜来灭火，其原理是降低温度到着火点以下．
（2）菜刀用过后如不及时处理会容易生锈，请写出一种防止菜刀生锈具体方法洗净擦干．
（3）要测定自来水的酸碱性最适宜选用CD（填字母）．
      A．紫色石蕊溶液          B．酚酞溶液          C．pH试纸          D．pH计
（4）食盐是重要的调味品，它是由Na+、Cl-（用符号表示）构成．
16．除去下列各物质中的少量杂质，所选用的试剂、方法均正确的是（　　）
编号物质杂质（少量）试剂除杂操作方法
AFeCu足量稀盐酸过滤、烘干
BNaOHNa2CO3适量的稀盐酸蒸发
CCO2CO--点燃
DNaClNaOH足量稀盐酸蒸发
A．AB．BC．CD．D
10．有些晶体按比例带有一定量的结晶水，带有结晶水的晶体在一定温度下会脱去结晶水．草酸晶体（H2C2O4•xH2O）在常温下是一种无色透明晶体．草酸晶体受热时分解的化学方程式为H2C2O4•xH2O═（x+1）H2O+CO2↑+CO↑
某化学兴趣小组的同学利用该信息以及所学的知识设计并开展实验，测定草酸晶体中结晶水的质量分数．（图中固定装置已略去，装置气密性良好，装置A、B中的试剂足量，注射器量程足够）

Ⅰ．测量装置A、B的质量，排尽注射器中的空气，连接装置；
Ⅱ．取质量为m的草酸晶体，加热至完全分解，将产物全部通入以上装置；
Ⅲ．测量并记录装置A增加的质量为a，装置B增加的质量为b，装置C读数为V；
Ⅳ．甲乙丙三位同学分别利用装置ABC所得数据计算该草酸晶体中结晶水的质量分数
请回答下列问题：
（1）装置A中盛放的液体是浓硫酸；装置B的作用是吸收二氧化碳；装置C的作用之一是测量一氧化碳的体积．
（2）乙同学对利用装置B测量结果计算的可靠性进行反思与评价，认为反应后装置A中残留的气体会使自己的计算结果偏大（填“偏小”或“偏大”）．
（3）甲同学依据装置A测量结果计算结晶水的质量分数为$\frac{100a}{m}$%（用代数式表示）．
17．已知浓硫酸与焦炭在加热的条件下能发生反应，生成三种氧化物．某校研究性学习小组对此进行以下一系列的探究活动．
【提出猜想】浓硫酸与焦炭在加热条件下反应，生成H2O、SO2和CO2．
【查阅资料】经查阅资料得知：
①CO2、SO2均可使澄清石灰水变浑浊；
②SO2可使品红溶液的红色褪去，而CO2不能；
③SO2可与酸性的KMnO4溶液反应使其褪色，而CO2不能；
④无水CuSO4为白色粉末，遇水可生成蓝色胆矾．
【实验探究】用以下A-D 四个装置组装成一套完整的实验装置如图1，然后进行实验，验证猜想．

（1）本实验的发生装置应选用如图2 所示三种装置中的装置③（填序号）．
（2）为了验证三种产物，达到预期的实验目的，整套实验装置的正确组装顺序是f；g；d；e；b（按导管口连接的先后顺序）：

（3）实验过程中，观察到装置D 中无水CuSO4变为蓝色，得出产物中有水的结论；同时还观察到以下实验现象：装置C 中品红溶液（ I）和酸性高锰酸钾溶液都褪色，品红溶液（Ⅱ）不褪色；装置B 中澄清石灰水变浑浊．
①装置C 中品红溶液（ I）褪色，说明产物中有二氧化硫，
②酸性KMnO4 溶液的作用是除去二氧化硫，
③品红溶液（Ⅱ）不褪色，说明二氧化硫已除尽．
（4）能确认反应产物中有CO2的实验现象是装置C中品红溶液（Ⅱ）不褪色，装置B中澄清石灰水变浑浊．
【实验结论】本实验提出的猜想成立（填“成立”或“不成立”）；
浓硫酸与木炭在加热时反应的化学方程式是C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O．
【交流讨论】实验结束后，同学们针对本实验进行讨论，其中张辉同学提出了“反应产物中可能还有一氧化碳”这样的一个观点．你是否支持张辉同学的观点？支持（填“支持”或“不支持”），请你说出一个理由：反应物中含有碳元素和氧元素．
7．现有四只烧杯，分别盛有稀盐酸、氯化钙、饱和石灰水、碳酸钠溶液中的一种，并向其中滴加了酚酞或石蕊溶液（如图所示）．

已知：碳酸钠溶液呈碱性，氯化钙溶液呈中性．
选用下列药品继续实验：铁、氧化钙、氧化铁、稀盐酸、饱和石灰水、碳酸钠溶液，请依据实验现象回答下列问题：
（1）B中溶液是饱和石灰水或碳酸钠溶液．
（2）取A中溶液于试管中，加入甲，溶液由无色变为黄色，则甲是氧化铁，反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O．
（3）取C中溶液于试管中，加入乙，溶液变浑浊；再加入丙，又变澄清，且由红色变为无色，无气泡产生，则乙的化学式为CaO．
（4）取D中溶液于试管中，加入丁，溶液变浑浊；再加入丙，又变澄清，且由红色变为无色，同时产生气泡．
①用化学方程式表示溶液变浑浊的原因：Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH．
②最终所得溶液中溶质的组成为氯化钠、氯化钙，或氯化钠、氯化钙、氯化氢（不考虑指示剂，写出所有可能）．
14．如图是100mgCaC2O4•H2O受热分解时，所得固体产物的质量随温度变化的曲线．

试利用图中信息结合所学的知识，回答下列问题：
（1）温度分别为t1和t2，固体产物的化学式为：ACaC2O4，BCaCO3．
（2）由CaC2O4•H2O得到A的化学方程式为CaC2O4•H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaC2O4+H2O↑．
（3）由A得B的化学方程式为CaC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO3+CO↑．
（4）由图计算产物C的分子量，并推断C的合理的化学式．
11．根据实验装置图，回答下列问题：

（1）用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气应选用的发生装置是B．
（2）如装置F所示，点燃两支短蜡烛，然后沿烧杯内壁倾倒二氧化碳时，看到F中的实验现象是蜡烛由低到高依次熄灭．
（3）某同学选用G装置进行实验，看到与上一步实验F中完全相同的实验现象，他由此得出与上一步实验完全相同的结论．此结论（答“合理”或“不合理”）不合理．
（4）检查装置C中气体收集满的方法是瓶口产生气泡．
12．下列变化中，前者是物理变化，后者是化学变化的是（　　）
A．冰雪融化 氮的固定B．汽油挥发 工业上制取氧气
C．酒精燃烧 铁生锈D．水的电解 干冰升华

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