题目内容

12．小煜同学通过学习知道，乙醇汽油是一种新型车用燃料，于是他对汽油中添加乙醇的目的进行了如下探究．
【猜想】猜想1：可以减少汽车尾气的污染；
猜想2：可以产生更多的热量，增强汽车的动力．
【设计与实验】
序号实验步骤实验现象结论
Ⅰ在两个蒸发皿中各加入10mL冷水，控制相同燃烧条件，分别用乙醇和汽油作为燃料进行加热，记录从开始到水沸腾的时间．用乙醇加热耗时118s；用汽油加热耗时56s．猜想2不成立
（填“成立”或“不成立”）
Ⅱ实验Ⅰ停止加热后，取下蒸发皿，观察蒸发皿的底部．用乙醇加热的蒸发皿底部只有及少量炭黑，而用汽油加热的蒸发皿底部有大量的炭黑．猜想1成立（可仿照上格填写）
【分析与讨论】
（1）实验Ⅰ是一个对比实验，实验过程中不一定控制的条件是B（填序号）；
A．水的初始温度必须相同          B．加热开始计时点必须相同
C．燃具产生火焰的大小必须相同   D．蒸发皿的大小必须相同
（2）汽车的发动机、排气管等部件易出现积炭，使用乙醇汽油后，这些部件产生的积炭量将减少；
（3）目前乙醇汽油中乙醇的添加量约为10%，可一定程度节省石油资源．结合实验Ⅰ的结论分析，如果乙醇的添加量过大，会使汽车动力减弱（填“增强”“减弱”“不变”）．

分析 【设计与实验】
汽油中添加乙醇，一定量乙醇、汽油燃烧放出的热量不变，乙醇放出的热量少，但可减少环境污染物的排放；
【分析与讨论】
（1）实验Ⅰ是一个对比实验，控制初始温度、火焰的大小、蒸发皿的大小相同；
（2）使用乙醇汽油后，积炭量将减少；
（3）如果乙醇的添加量过大，乙醇燃烧放出的热量少．

解答 解：【设计与实验】
实验一中一定量乙醇、汽油燃烧放出的热量不变，乙醇放出的热量少，则假设2不成立，实验二可减少环境污染物的排放，则猜想1成立，
故答案为：不成立；猜想1成立；
【分析与讨论】
（1）实验Ⅰ是一个对比实验，控制初始温度、火焰的大小、蒸发皿的大小相同，则不需要控制开始计时点，故答案为：B；
（2）结合实验2可知，汽车的发动机、排气管等部件易出现积炭，使用乙醇汽油后，这些部件产生的积炭量将减少，故答案为：减少；
（3）结合实验去可知，如果乙醇的添加量过大，乙醇燃烧放出的热量少，则会使汽车动力减弱，故答案为：减弱．

点评 本题考查三废处理及环境保护，为高频考点，把握燃烧中能量变化、化学与环境、实验技能为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意对比实验的分析，题目难度不大．

练习册系列答案
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13．用标签所示浓盐酸配制250mL 0.4mol/L的稀盐酸，并进行有关实验．请回答：
（1）需要量取浓盐酸8.5mL．
（2）配制该稀盐酸时使用的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还必须用到的仪器有胶头滴管、250mL容量瓶．
（3）若实验遇到下列情况，所配溶液的浓度会（填“偏高”、“偏低”、“不变”）
A、定容时仰视刻度线偏低；
B、容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理不变；
C、溶解后没有冷却便进行定容偏高．
（4）将所配制的稀盐酸倒入5.92g Na2CO3和NaHCO3的固体混合物中，恰好完全反应，则原混合物中Na2CO3的质量分数为71.6%．
3．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以I-的形式存在．实验室中从海藻中提取碘的流程图如图如图1所示：

（1）写出提取碘的过程中有关实验操作的名称：①过滤，③萃取；写出操作步骤②中有关反应的离子方程式Cl2+2I-═2Cl-+I2．
（2）操作步骤③中，可以选择的试剂是BC．
A．乙醇     B．四氯化碳    C．苯    D．乙酸
（3）为使海藻灰中的I-转化为含碘的有机溶液，实验室中有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网及必要的夹持仪器，还需要准备的仪器是分液漏斗、普通漏斗
（4）从含碘的有机溶液中提取碘，还要经过蒸馏，指出如图2所示蒸馏装置中的错误之处缺少石棉网；温度计位置不正确；冷凝管进出水方向颠倒．
（5）进行蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是使蒸馏烧瓶受热均匀，控制加热温度使其不至过高，最后晶体碘收集在蒸馏烧瓶中．
20．经过溶解、过滤后的粗盐只是除去了难溶性杂质，但还含有部分可溶性杂质（CaCl2、MgCl2、Na2SO4），某同学按照下列流程，得到了较纯净的NaCl晶体．请回答以下问题：

（1）操作A、B、C、D分别为溶解、过滤、蒸发、蒸发结晶，其中操作A、B、C、D都需要用到的玻璃仪器是玻璃棒．
（2）试剂a、b、c依次为BaCl2、Na2CO3、HCl．用文字或方程式回答加入CaO的作用去除镁离子，离子方程式为：Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓．
（3）如何判断试剂b是否过量取上层清液，继续滴加Na2CO3溶液，如果没有白色沉淀生成，说明试剂bNa2CO3过量，反之，则没有过量．
7．碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体．工业上从弱碱性卤水（主要成份为MgCl2）中获取MgCO3•3H2O的方法如下（如图1）：

 （1）写出沉淀过程的离子方程式Mg2++CO2+2OH-+2H2O=MgCO3•3H2O↓．
（2）沉淀过程的pH随时间的变化如图2所示，沉淀过程的操作为c（填序号）
a．向卤水中滴加NaOH溶液，
b．向NaOH溶液中滴加卤水，同时通入CO2
c．向卤水中通CO2至饱和，然后滴加NaOH溶液，同时继续通入CO2
d．向NaOH溶液中通入CO2至饱和，然后滴加卤水，同时继续通入CO2
（3）沉淀过程中的c（Mg2+）随时间的变化如图3所示，不同温度下所得到的沉淀产物如图4所示．沉淀过程选择的温度为313K，理由是较高的温度能够加快沉淀反应的速率，也使得溶液中残留的c（Mg2+）较小，提高Mg2+的沉淀率，但温度过高易生成Mg5（OH）2（CO3）4•4H2O．

（4）写出MgCO3•3H2O在323K温度时发生转化的化学方程式5MgCO3•3H2O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mg5（OH）2（CO3）4•4H2O+CO2↑+10H2O．
（5）在洗涤步骤中，表明产物洗涤干净的操作为取最后一次洗涤滤液，向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则已洗涤干净．
17．研究化学反应的快慢和限度对工业生产具有重要意义．
请回答下列问题：
（1）2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）是工业制备硫酸的重要一步反应．一定温度下的恒容容器中，使用V2O5催化剂时，逆反应的速率增大（填“增大”、“不变”、“减小”）；该反应达平衡状态时，向容器中充入惰性气体，容器内的压强增大（同上），此时正反应速率不变（同上）；在t1、t2时刻，SO3（g）的浓度分别为c1、c2，则时间间隔t1至t2内，SO3（g）生成的反应速率表达式为$\frac{{c}_{2}-{c}_{1}}{{t}_{2}-{t}_{1}}$．
（2）合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义．密闭容器中，在400℃、30MPa条件下，反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的n（NH3）、n（H2）随时间变化的关系如图所示．
①能够表明该反应达平衡状态的点是de；
②a点正反应速率和逆反应速率的关系是：v（正）＞v（逆）（填“＞”、“=”或“＜”）
③点d（t1时刻）和点e（t2时刻）处的n（N2）的大小关系为等于．（填“大于”、“等于”或“小于”）
4．过硫酸钠（ Na2S2O8）是一种重要化工原料．某研究小组进行如下实验对过硫酸钠的制取和性质进行探究：
[查阅资料]①（NH4）2S2O8+2NaOH $\frac{\underline{\;55℃\;}}{\;}$Na2S2O8+2NH3↑+2H2O
②2NH3+3Na2S2O8十6NaOH $\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$6Na2SO4+6H2O十N2
[制备产品]
I采用如图装置制取Na2S2O8．

（1）装置Ⅱ的作用是吸收NH3．
（2）装置I中盛NaOH溶液的仪器名称是分液漏斗 装置I还需补充的实验仪器或装置有a、b、c（填下列序号）．
a．温度计      b．酒精灯      c．盛热水浴的水槽     d．洗气瓶
（3）装置I发生反应的同时需要持续通入N2的目的是使三颈烧瓶内产生的NH3及时排除，减少副反应②的发生
Ⅱ．采用电解法制取Na2S2O8
（4）用惰性电极如铂电解KHSO4溶液，阴极上产生无色无味的气体，阳极上HSO4-被氧化生成过硫酸根．其化学方程式为2KHSO4$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$K2S2O8+H2↑．
[探究与反思]
（5）Na2S2O8溶液与铜只生成两种盐，其化学方程式为K2S2O8+Cu=K2SO4+CuSO4．观察时发现反应先慢后快，对此甲、乙两同学提出以下两种假设：
甲：可能是该反应放热，使溶液温度逐渐升高，因此先慢后快．
乙：可能是该反应生成的Cu2+对该反应起催化作用．
实验验证】该小组为验证乙的假设，分别取3.2gCu置于大试管中，进行了如下实验．可选用的试剂有：5mol/LNa2S2O8溶液、0.1mol/L CuSO4溶液、0.1mol/L Cu（NO3）2溶液、
蒸馏水．
实验编号操作现象及结论
a加入2mL蒸馏水，再加入10mL 5mol/L Na2S2O8溶液，振荡红色固体逐渐溶解，先慢后快．
1．对于可逆反应4NH3+5O2?4NO+6H2O（g），下列叙述正确的是（　　）
A．若单位时间生成xmolNO的同时，消耗1.5xmolH2O，则反应达到平衡状态
B．达到平衡状态后，NH3、O2、NO、H2O（g）的物质的量之比为4：5：4：6
C．达到平衡状态时，若增加容器体积，则反应速率增大
D．达到平衡时，5v正（O2）=4v逆（NO）
2．Na2O2 和NO2都是中学化学常见的物质，某实验小组对他们之间的反应进行探究．
（1）小组同学对NO2 与Na2O2 的反应提出以下假设．
假设一：生成NaNO3，反应的化学方程式为2NO2+Na2O2═2NaNO3
假设二：生成NaNO2，反应的化学方程式为2NO2+Na2O2═2NaNO2+O2．
（2）小组同学在通风橱中制备并收集干燥的NO2 后进行如下实验：
序号操作步骤现象
实验1
①按如图组装仪器，打开K，将气球中的Na2O2粉末导入试管中，振荡，充分反应		试管内红棕色消失，气球变瘪
②试管冷却后，打开胶塞，加入5mL蒸馏水未见红棕色气体，试管底部固体全部溶解得澄清溶液
①实验室常利用铜与浓硝酸反应制备NO2，反应的化学方程式为Cu+4HNO3（浓）═Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O．
②有同学根据实验1 中“气球变瘪”的现象推断假设一成立，你认为是否合理并简述理由：不能根据“气球变瘪”的现象推断假设一成立，理由是：根据方程式可以发现无论是按假设一还是假设二发生反应，体系的压强都要减小，都能观察到“气球变瘪”的现象．
（3）小组同学进一步对产物进行检验
查阅资料：
i．Na2O2 与水反应会生成H2O2；
ii．NO2-具有还原性，可用KMnO4 酸性溶液进行检验；
iii．含NO3-的溶液遇 FeSO4和浓硫酸生成棕色物质[Fe（NO）]2-
进行实验：
 序号 操作步骤 现象
 实验2 取实验1所得清液，
向其中加入少量MnO2粉末，待不再产生气泡后，静置后取上层清液，再调节此溶液pH至7左右		/
 实验3 取实验2后的清液2mL，加入2滴0.1%的酸性KMnO4溶液 
进行实验：
 序号 操作步骤 现象
 实验4 ①向试管中加入2mL新制FeSO4溶液，再加入10滴0.1mol•L-1NaNO3溶液，振荡，再向试管中加入0.5mL98%的浓硫酸 滴入NaNO3溶液，无明显变化，加入浓硫酸后，溶液变棕色
 ②向试管中加入2mL新制FeSO4溶液，再加入10滴0.1mol•L-1NaNO2溶液，振荡，再向试管中加入0.5mL98%的浓硫酸 加入NaNO2溶液，立即变棕色，加入浓硫酸后，溶液无明显变化
 ③向试管中加入2mL新制FeSO4溶液，再加入10滴实验2后的清液，振荡，再加0.5mL98%的浓硫酸 滴加实验2得到的清液后，溶液立即变浅棕色，加入浓硫酸后，溶液变深棕色
①实验2 的主要目的是排出溶液中H2O2对后续实验的干扰，请补全实验2 的操作向其中加入少量MnO2粉末，待不再产生气泡后，静置后取上层清液．
②根据实验3 的现象可得出结论“产物含”NO2-，该实验的现象是KMnO4溶液褪色．
③实验4 中进行步骤②的目的是通过和实验4步骤①进行对比，排除NO2-的存在对NO3-检验的干扰．
（4）该小组同学由以上全部实验可得出结论：Na2O2和NO2反应既能生成NaNO3也能生成NaNO2（或“假设一和假设二都成立”，或“Na2O2和NO2反应的产物中既含NO2-又含NO3-”）．

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