Question

12．元素化合物知识是初中化学重要的学习内容，请解答下列问题．
（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 小于7
（3）某氯化钠溶液中含有较多CaCl₂，按下图方案提纯得到氯化钠晶体．

①试剂A的化学式为Na₂CO₃．
②加入足量稀盐酸的目的是除去过量的碳酸钠．
③操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是过滤、蒸发．
④操作Ⅰ、Ⅱ中都要用到一种玻璃仪器，该仪器在操作Ⅱ中的作用是用玻璃棒不断搅拌，防止因局部温度过高，造成液滴飞溅．
（4）工业上常用电解饱和食盐水的方法制备氢氧化钠，产物除氢氧化钠外，还有氯气和氢气．若要制取200t氢氧化钠，理论上需要氯化钠的质量是多少？

Answer 1

分析 （1）根据结构示意图和元素信息确定对应元素为氧元素和铝元素，进而根据化合价书写其反应的化学方程式；
（2）根据生成气体和质量守恒定律分析，由于铁和硫酸铜溶液中均不含碳元素，所以不可能生成二氧化碳；
（3）实验的目的是除去氯化钠中氯化钙，所以应该加入能够使钙沉淀且不引入新的杂质的物质，所以加入碳酸钠，而为了使氯化钙完全沉淀，所以加入的碳酸钠是过量的，所以需要进一步除去，也就是氯化钠中混有了碳酸钠，此时加入盐酸除去碳酸钠．
（4）根据氢氧化钠的质量和对应的化学方程式计算氯化钠的质量（也可以根据钠元素守恒用化学式求算）．

解答 解：
（1）甲质子数为13，所以对应的是铝元素，在化合物中表现化合价为+3，价，而乙是氧元素，在化合物中一般表现为-2价，形成的化合物为氧化铝，两者反应的化学方程式为：4Al+3O₂═2 Al₂O₃；
（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．根据铁和硫酸铜溶液和质量守恒定律可推测，生成气体应该为氢气．
A．产生的气体可能是H₂，根据分析可知，正确；
B．由于铁和硫酸铜溶液均不含碳元素，根据质量守恒定律可得，产生的气体不可能是CO₂．错误；
C．根据金属和溶液反应生成氢气，可推测CuSO₄溶液中可能含有少量的某种酸．正确；
D．既然含有酸，则CuSO₄溶液的pH就 小于7．正确．
故选：B．
（3）实验的目的是除去氯化钠中氯化钙，所以应该加入能够使钙沉淀且不引入新的杂质的物质，所以加入碳酸钠，而为了使氯化钙完全沉淀，所以加入的碳酸钠是过量的，所以需要进一步除去，也就是氯化钠中混有了碳酸钠，此时加入盐酸除去碳酸钠．
根据分析可得
①试剂A的化学式为 Na₂CO₃．
②加入足量稀盐酸的目的是 除去过量的碳酸钠．
③操作Ⅰ是固液分离，为过滤，操作Ⅱ是可溶性物质和溶剂分离是蒸发；
④操作Ⅰ、Ⅱ中都要用到一种玻璃仪器，该仪器在操作Ⅱ中的作用是 用玻璃棒不断搅拌，防止因局部温度过高，造成液滴飞溅
（4）解：设需要氯化钠的质量为x
2NaCl+2 H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑
117                           80
x                                200 t
$\frac{117}{80}$=$\frac{x}{200t}$
x=292.5t
故答案为：（1）4Al+3O₂═2 Al₂O₃；
（2）B；
（3）①Na₂CO₃；②除去过量的Na₂CO₃；③过滤；蒸发；④用玻璃棒不断搅拌，防止因局部温度过高，造成液滴飞溅；
（4）292.5t

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．