Question

19．科学的发展、社会的进步和生活水平的提高都离不开化学的发展和各种材料的开发制造．
（1）中国高铁发展迅速，高铁建设使用的主要材料有钢铁、铝合金和玻璃等．
①高炉炼铁和制造普通玻璃都要用到的原料是石灰石．高温下将铁矿石还原为金属铁的主要还原剂是CO．
②下列关于铝及铝合金的叙述不正确的是c（填字母）．
a．密度小     b．抗腐蚀能力强           c．不与浓硫酸反应
③钢铁、铝合金、玻璃都属于a（填字母）．
a．混合物      b．化合物            c．单质
（2）化学实验和科学研究中，经常需要配制一定物质的量浓度的溶液．欲配制0.2mol/LNa₂CO₃溶液100mL．
①容量瓶在使用前首先应该检查是否漏水．需要用托盘天平称量Na₂CO₃的质量为2.12g．
②配制时，需“将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀”，摇匀前的一步操作是定容．
③下列操作，会使最后配成溶液的实际浓度比所要求的浓度偏小的是b（填字母）．
a．定容时，俯视刻度线，溶液的凹面和刻度线相切，停止加水
b．定容时，如果加水超过了刻度线，立即用胶头滴管吸出多余的部分
c．将称出的Na₂CO₃在烧杯中溶解，所得溶液恢复至室温再转移到容量瓶中
④准确量取一定体积所配制的Na₂CO₃溶液加少量水稀释，则稀释前后的溶液分别与盐酸反应时，消耗HCl的物质的量相同（填“相同”、“不相同”、或“无法确定”）．
（3）生活环境的改善，需要对生活和生产中的废弃进行处理．
①燃煤排放的二氧化硫会被雨水吸收形成酸雨，这种酸雨在空气中放置酸性增强的原因
是2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄（用化学方程式表示）．可以在已酸化的土壤中撒些石灰从而消除酸雨造成的影响．
②氮肥和硝酸的工业生产以及汽车等交通工具的使用，会有大量的氮氧化物排放到空气中，这些氮氧化物对环境造成的影响有酸雨（填一种即可）．氮氧化物可用氢氧化钠溶液吸收转化为NaNO₃、NaNO₂和H₂O．汽车安装尾气催化转化装置，可将尾气中的氮氧化物和一氧化碳转化为CO₂和N₂．

Answer 1

分析 （1）①高炉炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石；制普通玻璃的原料：石英砂、石灰石、纯碱等；在炼铁高炉中，焦炭在空气中燃烧生成二氧化碳，生成的二氧化碳在高温条件下与焦炭发生反应生成一氧化碳，在高温下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳；
②铝的密度小，表面容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好，与浓硫酸发生钝化反应；
③单质是由一种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物；纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上的物质组成；
（2）①容量瓶带有瓶塞，使用过程中需要上下颠倒，此操作要求容量瓶不能漏水；根据m=cVM计算出碳酸钠的质量；
②加水至离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加水至液面与刻度线相切；
③根据c=$\frac{n}{V}$，通过判断不当操作对溶质的物质的量n和溶液体积V的影响来分析误差；
④碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水以及二氧化碳，稀释前后反应本质相同；
（3）①SO₂气体溶于水后生成H₂SO₃，H₂SO₃随雨水的下降，逐渐被空气中的氧气所氧化生成易电离的H₂SO₄，从而使雨水的酸性增强；在已经酸化的土壤中加石灰，可以改良土壤；
②大量的氮氧化物排放到空气中，会形成硝酸型酸雨，氮氧化物可用氢氧化钠溶液吸收，转化为NaNO₃、NaNO₂、H₂O，汽车安装尾气催化转化装置，可将尾气中的氮氧化物和一氧化碳反应，转化为二氧化碳和氮气．

解答 解：（1）①高炉炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石；制普通玻璃的原料：石英砂、石灰石、纯碱，所以高炉炼铁和普通玻璃都要用到的原料是石灰石，在炼铁高炉中，焦炭在空气中燃烧生成二氧化碳，生成的二氧化碳在高温条件下与焦炭发生反应生成一氧化碳，在高温下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，发生的一系列反应为C+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂，CO₂+C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO，3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，所以将铁矿石还原成单质的还原剂是CO，
故答案为：石灰石；CO；
②铝密度小，铝的表面容易被氧化生成氧化铝，为致密的氧化膜结构，所以抗腐蚀性能好，与浓硫酸反应发生钝化反应，为致密的氧化膜结构，不是不反应，故C错误；
故答案为：C；
③钢铁、铝合金都属于金属合金，属于混合物，玻璃主要成分为硅酸钠、二氧化硅、硅酸钙等为主的硅酸盐材料，三者都属于混合物，
故答案为：a；
（2）①容量瓶带有瓶塞，使用过程中需要上下颠倒，此操作要求容量瓶不能漏水，所以容量瓶在使用前需要检查是否漏水；欲配制0.2mol/LNa₂CO₃溶液100mL，需要碳酸钠的质量为：0.1L×0.2mol/L×106g/mol=2.12g；
故答案为：检查是否漏水；2.12；
②操作步骤有计算、量取、稀释、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作，用量筒量取（用到胶头滴管），在烧杯中稀释，用玻璃棒搅拌，冷却后转移到100mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤2-3次，将洗涤液转移到容量瓶中，加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，最后定容颠倒摇匀，故摇匀前的一步操作是定容，
故答案为：定容；
③a．定容时俯视刻度线，会导致溶液体积偏小，则浓度偏大，故a错误；
b．定容时，如果加水超过了刻度线，立即用胶头滴管吸出多余的部分，多余的部分含有溶质，溶质质量偏小，则配制出的溶液的浓度偏小，故b正确；
c．将称出的Na₂CO₃在烧杯中溶解，所得溶液恢复至室温再转移到容量瓶中，操作正确，对浓度无影响，故C错误；
故答案为：b；
④碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水以及二氧化碳，稀释前后碳酸钠的物质的量不变，本质都为CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O，所以两者消耗的盐酸的量相同，
故答案为：相同；
（3）①SO₂气体溶于水后生成H₂SO₃，H₂SO₃随雨水的下降，逐渐被空气中的氧气所氧化生成易电离的H₂SO₄，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，从而使雨水的酸性增强，酸性土壤加入碱性物质进行中和，在已经酸化的土壤中加石灰，可以改良土壤，
故答案为：2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄；石灰；
②大量的氮氧化物排放到空气中，会形成硝酸型酸雨，氮氧化物可用氢氧化钠溶液吸收，反应为：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O，
转化为NaNO₃、NaNO₂、H₂O，汽车安装尾气催化转化装置，可将尾气中的氮氧化物和一氧化碳反应：2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO₂+N₂，转化为二氧化碳和氮气，
故答案为：NaNO₂；N₂．

点评 本题考查化学与生活、溶液的配制等知识，掌握氮、硫以及实验基本操作是解答关键，题目难度中等．