Question

17．化学与人类社会可持续发展密切相关，能源、环境、材料以及日常生活等离不开化学．
（1）普通玻璃是常见的硅酸盐产品，其化学式为Na₂CaSi₆O₁₄，以氧化物形式可表示为Na₂O•CaO•6SiO₂；漂白液的主要成分是NaClO和NaCl．
（2）缺铁性贫血患者补充的铁，通常以硫酸亚铁的形式；而硫酸铁则没有这种药效．当用硫酸亚铁制成药片时外表要包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用是防止 Fe²⁺被氧化．若在酸性的硫酸亚铁溶液中通入氧气，也能得到棕黄色溶液，请写出此反应的离子方程式4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O．检验棕黄色溶液是否有Fe²⁺，涉及的离子方程式为MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
（3）从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硫酸铜最好的方法是C（填选项字母）．
A．铜和浓硫酸反应                B．铜和稀硫酸反应
C．氧化铜和硫酸反应              D．铜与Fe（SO₄）₃溶液反应
（4）MgO与碳粉和氯气在一定的条件下反应可制备氯化镁．若尾气可用足量氢氧化钠溶液完全吸收．制备氯化镁的化学方程式2MgO+C+2Cl₂=CO₂+2MgCl₂，尾气吸收后生成盐的化学式NaCl，NaClO，Na₂CO₃
（5）CuSO₄溶液能用作P₄中毒的解毒剂，反应可生成P的最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是P₄+10CuSO₄+16H₂O=10Cu+4H₃PO₄+10H₂SO₄．
（6）向盛有10mL1mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂，溶液的烧杯中滴加1mol•L^-1NaOH溶液，沉淀物质
的量随NaOH溶液体积变化示意如图：
①写出m点反应的离子方程式NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O．
②若NH₄Al（SO₄）₂溶液改加20mL1.2mol•L^-1Ba（OH）₂溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为0.022mol．

Answer 1

分析 （1）硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式为：活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•二氧化硅•水的顺序书写；氯气与氢氧化钠反应制备漂白液；
（2）硫酸亚铁易被氧气氧化；酸性条件下，亚铁离子与氧气反应生成铁离子和水；高锰酸钾与亚铁离子反应，高锰酸钾褪色；
（3）从经济角度分析，制取等量的硫酸铜时，所用的原料最少且最便宜的成本最低；从环境保护的角度出发，在制取硫酸铜时最好不要对环境造成污染；
（4）MgO与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl₂，反应产物为二氧化碳，若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收是氯气、二氧化碳和氢氧化钠反应的产物；
（5）CuSO₄溶液能用作P₄中毒的解毒剂，反应生成磷酸和铜；
（6）①N点过程中加入氢氧化钠，沉淀物质的量不变，是NH₄⁺与OH^-反应生成NH₃•H₂O；
②根据n=cV计算n（Al³⁺ ）、n（NH₄⁺）、n（SO₄^2-）、n（Ba²⁺）、n（OH^-），根据SO₄^2-、Ba²⁺中不足量的离子的物质的量计算生成BaSO₄的物质的量，依次发生：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根据方程式计算生成Al（OH）₃的物质的量，进而二者计算生成固体总物质的量．

解答 解：（1）硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式为：活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•二氧化硅•水的顺序书写，则Na₂CaSi₆O₁₄，以氧化物形式可表示为Na₂O•CaO•6SiO₂；氯气与氢氧化钠反应制备漂白液，氯气反应生成NaClO和NaCl、水；
故答案为：Na₂O•CaO•6SiO₂；NaClO和NaCl；
（2）亚铁易被氧化，当用硫酸亚铁制成药片时外表要包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用是防止Fe²⁺被氧化；酸性条件下，亚铁离子与氧气反应生成铁离子和水，其反应的离子方程式为：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；高锰酸钾与亚铁离子反应，高锰酸钾褪色，其反应的离子方程式为：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
故答案为：防止Fe²⁺被氧化；4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（3）A．铜和浓硫酸反应的方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂ ↑+2H₂O，该反应中产生有毒气体二氧化硫，所以对环境有污染，不符合“绿色化学”理念，且硫酸的利用率不高，故A错误．
B．铜和稀硫酸不发生反应，不能制得硫酸铜，故B错误．
C．氧化铜和硫酸反应的方程式为：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，没有污染物，且硫酸的利用率100%，符合“绿色化学”和“降低成本”理念，故C正确．
D．铜与Fe（SO₄）₃溶液反应反应方程式为：Cu+2Fe（SO₄）₃=CuCl₂+2FeCl₂，该反应虽有硝酸铜生成，但同时生成氯化铜，不能得到纯净硫酸铜，故D错误．
故答案为：C；
（4）MgO与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl₂，反应化学方程式：2MgO+C+2Cl₂=CO₂+2MgCl₂，反应产物为二氧化碳，若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收是氯气、二氧化碳和氢氧化钠反应的产物，反应的化学方程式为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，产物为NaCl，NaClO，Na₂CO₃ ；
故答案为：2MgO+C+2Cl₂=CO₂+2MgCl₂；NaCl，NaClO，Na₂CO₃ ；
（5）CuSO₄溶液能用作P₄中毒的解毒剂，反应生成磷酸和铜，该反应的化学方程式是：P₄+10CuSO₄+16H₂O=10Cu+4H₃PO₄+10H₂SO₄，
故答案为：P₄+10CuSO₄+16H₂O=10Cu+4H₃PO₄+10H₂SO₄；
（6）①N点过程中加入氢氧化钠，沉淀物质的量不变，是NH₄⁺与OH^-反应生成NH₃•H₂O，离子方程式为：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，
故答案为：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；
②10mL 1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂溶液中Al³⁺ 物质的量为0.01mol，NH₄⁺的物质的量为0.01mol，SO₄^2-的物质的量为0.02mol，20mL 1.2 mol•L^-1Ba（OH）₂溶液中Ba²⁺物质的量为0.024mol，OH^-为0.048mol，
由SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，可知SO₄^2-不足，故可以得到0.02mol BaSO₄，
Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
0.01mol 0.03mol 0.01mol
反应剩余OH^-为0.048mol-0.03mol=0.018mol，
NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O
0.01mol 0.01mol
反应剩余OH^-为0.018mol-0.01mol=0.008mol，
Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
0.008mol 0.008mol
故得到Al（OH）₃沉淀为0.01mol-0.008mol=0.002mol
则最终得到固体为0.02mol+0.002mol=0.022mol，
故答案为：0.022．

点评 本题考查核了硅酸盐、氧化还原反应、元素化合物的性质、物质的制备工艺、化学图象及化学计算，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．