题目内容

12．某校化学研究性学习小组为探究金属钠能否与二氧化碳气体反应设计了如下实验：将燃烧的钠迅速伸入到盛有装满CO2的集气瓶中，结果发现钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上黏附着白色物质．为确定白色产物，该小组同学进一步展开探究．
Ⅰ、通过分析，对白色产物成分的可能情况提出了如下几种假设：
假设1：白色产物为Na2O
假设2：白色产物为Na2CO3
假设3：白色产物为Na2O和Na2CO3混合物
Ⅱ、为验证假设3正确，该小组同学设计了如下实验，请你帮他们完成下表内容．
限选试剂：蒸馏水、2mol/L H2SO4、BaCl2溶液、澄清石灰水、酚酞试剂、稀盐酸等；实验仪器任选．
实验步骤预期现象及结论
Ⅲ、思考与交流：
①若假设2正确，则金属钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为：4Na+3CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na2CO3+C．
②有同学认为如果CO2足量则不会生成黑色物质，且白色产物成分也可以确定．此时的化学方程式为：2Na+2CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Na2CO3+CO．

分析 Ⅰ．钠在二氧化碳中燃烧生成的白色固体可能为Na2O、Na2CO3或Na2O和 Na2CO3混合物；
Ⅱ．为验证假设3正确，取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液，出现白色沉淀，说明含有碳酸钠，静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液变红色，说明一定有氧化钠，因为氧化钠和水反应一定生成氢氧化钠溶液；
Ⅲ．①若假设2正确，钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质；
②过量的二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，白色固体为碳酸钠；

解答 解：Ⅰ．钠在二氧化碳中燃烧生成的白色固体可能为Na2O、Na2CO3或Na2O和 Na2CO3混合物，
故答案为：Na2O和 Na2CO3混合物；
Ⅱ．验证假设3正确，取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液，出现白色沉淀，说明含有碳酸钠，静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液变红色，说明一定有氧化钠，因为氧化钠和水反应一定生成氢氧化钠溶液，
故答案为：

实验方案实验操作实验现象结论
取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液，
静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液		出现白色沉淀
溶液变成红色		说明含有碳酸钠
说明白色物质为Na2O
Ⅲ．①若假设2正确，钠在二氧化碳气体中燃烧生成碳酸钠和碳单质，反应的化学方程式为：4Na+3CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na2CO3+C，
故答案为：4Na+3CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Na2CO3+C；
②过量的二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，白色固体为碳酸钠，反应的化学方程式为：2Na+2CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Na2CO3+CO，
故答案为：2Na+2CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Na2CO3+CO；

点评 本题考查物质的组成探究，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注重于物质性质的综合应用，反应现象的分析判断，反应产物的分析判断，实验现象是解题判断的关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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7．某同学用下面的装置制备并收集纯净的氯化铁，硬质玻璃管E中装有细铁丝网．

试回答：
（1）检验装置A的气密性的方法是用酒精灯微热圆底烧瓶，一段时间后，C中导管冒气泡，停止加热后，导管中水柱回流一段，说明气密性好
（2）装置A中反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O
（3）装置C的作用是：吸收HCl，装置D中的试剂是：浓硫酸．
（4）可检验装置E中生成的物质中阳离子的方法及现象是硫氰化钾溶液（苯酚溶液、氢氧化钠溶液），显红色（紫色、产生红褐色沉淀）．
（5）若把氯气通入石蕊溶液中，观察的现象是：先变红后褪色．
（6）装置 G中发生反应的离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
8．如图为某实验小组同学设计的铜与浓硫酸反应的实验装置，实验步骤如下：
Ⅰ、先连接好装置，检验气密性，加入试剂；
Ⅱ、加热三颈瓶A直到D中品红溶液褪色，熄灭酒精灯；
Ⅲ、将Cu丝上提离开液面．
（1）实验中观察到三颈瓶A中有白色固体产生，该固体为CuSO4（填化学式）．
（2）熄灭酒精灯后，发现D中的液体不会倒吸，其原因是A中压强减小时，空气从C导管进入A中，可防止D中液体倒吸；
（3）支管B的作用是平衡压强，使液体顺利流下；
（4）实验中还发现铜丝表面有黑色固体X，其中可能含有CuO，CuS，Cu2S，以及被掩蔽的Cu2O，已知Cu2O在酸性环境下会发生歧化反应生成Cu2+和Cu，在氧气中煅烧转化为CuO； CuS和Cu2S常温下都不溶于稀盐酸，在氧气中煅烧，都转化为氧化铜和二氧化硫．为探究X的成分，该小组同学向m1g固体X中加入足量稀盐酸，过滤，得蓝色滤液，滤渣经洗涤、干燥后称量得m2g，将该滤渣在氧气流中锻烧、冷却称量至恒重为m3g．
①若m2＞m3，则煅烧过程中一定发生反应的化学方程式为2CuS+3O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO2；
②若m2=m3，则固体X中一定含有Cu2O，Cu2S （填化学式）．
（5）为探究D中使品红溶液褪色的微粒是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物，该小组同学做了如下实验：
I．将干燥的二氧化硫气体通入品红与无水乙醇的混合液中，品红溶液不褪色；
Ⅱ．常温下，向两支盛有等体积、等浓度品红溶液的试管中分别加入等物质的量的亚硫酸钠、亚硫酸氢钠固体，品红溶液均褪色，且加入亚硫酸钠固体的品红溶液褪色较快．
①据实验I推断，使品红试液褪色的微粒可能有3种；
②依据实验Ⅱ，该小组同学得出结论：
a．使品红溶液褪色的微粒是HSO3-和SO32-，不是H2SO3．你认为结论a是否正确否 （填“是”或“否”），理由是HSO3-和SO32-都会水解生成亚硫酸；
b．使品红溶液褪色的微粒是SO32- （填微粒符号）．（已知在25℃时，亚硫酸的电离平衡常数ka1=1.54×10-2，ka2=1.02×10-7）
5．高铈离子被还原的速率与温度的关系如图所示．图象中，温度高于T0时，高铈离子被还原的速率逐渐减小的原因是高铈离子被还原的反应，正反应为放热反应，开始反应时，反应物浓度大，反应速率快，正反应为放热反应，温度逐渐升高，反应速率加快，温度高于T0℃时，反应物的浓度减少，反应速率减小，温度对反应速率的影响不及浓度的影响．
7．下列有关说法中错误的是（　　）
A．氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中
B．由沙子制备光伏材料时的反应之一为SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Si+2CO↑
C．灼烧NaOH固体时不能使用瓷坩埚，因为坩埚中的SiO2能与NaOH反应
D．玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐
17．冬日，雪花漫舞，给人带来美的享受，但降雪却会导致道路通行问题．现有一种高速公路的绿色融雪剂-CMA（醋酸钙、醋酸镁固体的混合物），其生产常以白云石（主要成分MgC03•CaC03，含Si02等杂质）和生物质废液--木醋液（主要成分乙酸，以及少量的甲醇、苯酚、焦油等杂质）等为原料，流程如图1：

（1）步骤①发生的反应离子方程式为MgCO3•CaCO3+4CH3COOH=Ca2++Mg2++4CH3COO-+2CO2↑+2H2O．
（2）滤渣1的主要成分与NaOH溶液反应的热化学方程式为Si02（s）+2NaOH（aq）=Na2SiO3（aq）+H2O（l），△H=-2QkJ/mol（己知lmol NaOH发生反应时放出热量为QkJ）；步骤②所得滤液常呈褐色，分析可知其原因主要是木醋液中含有少量的有色的焦油以及实验过程中苯酚被空气中氧气氧化最终产生褐色物质．
（3）已知CMA中钙、镁的物质的量之比与出水率（与融雪效果成正比）关系如图2所示，步骤④的目的除调节
n（Ca）：n（Mg） 约为3：7（选填：1：3； 1：2； 3：7； 2：3）外，另一目的是除去过量的乙酸．

（4）步骤⑥包含的操作有蒸发结晶、过滤、洗涤及干燥．
（5）取akg含MgC03•CaC03质量分数为b%的白云石，经过上述流程制备CMA．已知MgC03'•CaC03的损失率为
c%，步骤④之后到产品CMA的损失率为d%，则结合（3）可知所得产品质量约为（$\frac{a×b%（1-c%）×158}{184}+\frac{a×b%×（1-c%）×\frac{7}{3}×142}{184}$）×（1-d%）kg（请用含相关字母的计算式表达，不必化简）．
4．已知：有机物A是一种医药中间体，其相对分子质量为130．已知0.5molA完全燃烧只生成3molCO2和2.5molH2O．A可发生如图所示的转化，其中D的分子式为C4H6O2，两分子F反应可生成含甲基的六元环状酯类化合物．（已知：在酸性高锰酸钾溶液中，烯烃被氧化，碳碳双键完全断裂，CH2=基被氧化成CO2，RCH=基被氧化成羧酸，R（R1）C=基被氧化成酮．）

请回答：
（1）1molB与足量的金属钠反应产生的22.4L（标准状况）H2．B中所含官能团的名称是羟基．
B与C的相对分子质量之差为4，C的中文名称是乙二醛．
C参加并有金属单质生成的化学方程式是OHC-CHO+4Ag（NH3）2OH$→_{△}^{催化剂}$ 4Ag+H4NOOCCOONH4+6NH3+2H2O．
（2）D的同分异构体G所含官能团与D相同，则G的结构简式可能是CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH．
（3）F可发生多种类型的反应：
①两分子F反应生成的六元环状酯类化合物的结构简式是．
②由F可生成使 Br2的CCl4溶液褪色的有机物H．
F→H的化学方程式是．
③F在一定条件下发生缩聚反应的产物的结构简式是．
（4）A的结构简式是CH2=C（CH3）COOCH2CH2OH．
1．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素．A、C处于同一主族，C、D、E处于同一周期，E原子的最外层电子数是A、B、C原子最外层电子数之和，D是地壳中含量最高的金属元素；A、B组成的常见气体甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；E的单质与甲反应能生成B的单质，同时生成两种水溶液均呈酸性的化合物乙和丙（该反应中氧化产物只有一种），25℃时0.1mol/L的乙溶液pH＞l；D的单质既能与C元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐丁，也能与丙的水溶液反应生成盐．
请回答下列问题：
（1）甲的化学式为NH3；B单质的电子式为．
（2）D元素的名称是铝．
（3）写出丁溶液中通入过量二氧化碳时的离子方程式AlO2-+2H2O+CO2═HCO3-+Al（OH）3↓；．
（4）工业上利用A、B的单质合成甲（BA3）：B2（g）+3A2 （g）?2BA3 （g）△H＜0，在一定温度下，在2L密闭容器中，2mol单质B2和1.6mol单质A2充分反应后达到平衡，测得BA3的物质的量浓度为0.4mol/L，计算该温度下的平衡常数K=25．
（5）E的单质与甲反应生成的乙和丙的物质的量之比为2：4．反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2：3．
2．如图，p、q为直流电源两极，A为+2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D产生气泡．试回答：
（1）p为正极，A极发生了氧化反应．
（2）左侧装置在工业上的应用电镀或粗铜精炼（写出一个即可）．
（3）C为阳极，C极的电极反应式是4OH--4e-=O2↑+2H2O．
（4）在电解过程中，测得的C、D两极上产生的气体的实验数据如下：
　　　时间（min）12345678910
阴极生成气体
体积（cm3）		6122029394959697989
阳极生成气体24711162126313641
体积（cm3）
仔细分析以上实验数据，请说出可能的原因是开始时C、D两极气体体积比为1：3，10分钟时约为1：2，说明开始时氧气溶解于溶液中．
（5）当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH不变（填“增大”“减小”或“不变”）．
（6）当电路中通过0.004mol电子时，B电极上沉积金属X为0.128g，则此金属的摩尔质量为64 g/mol．

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