题目内容

15．过碳酸钠（Na2CO3•3H2O2），有固体双氧水的俗称，该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质，被大量应用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域中，过碳酸钠的某生产流程如图所示．
已知：2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2△H＜0；回答下列问题：

（1）下列物质可使过碳酸钠较快失效的是（填序号）ABC．
A．FeCl3溶液             B．H2S             C．稀硫酸         D．NaHCO3溶液
（2）反应①应先通入的气体是氨气．写出反应①的化学方程式NaCl+CO2+NH3+H2O═NH4Cl+NaHCO3↓（写总反应）
（3）加入NaCl的作用是降低2Na2CO3•3H2O2的溶解度，析出更多晶体．
（4）该生产流程中可循环使用的物质是CO2（填化学式）．
（5）生产过碳酸钠的流程中遗漏了一步，造成所得产品纯度偏低，该步操作名称是晶体的洗涤；进行该操作的方法是沿玻璃棒向漏斗（过滤器）中的沉淀上加蒸馏水至淹没沉淀，静置使其全部滤出，重复操作2-3次．
（6）实验室利用图装置制备过碳酸钠，该装置中恒压滴液漏斗中支管的作用是使液体顺利流下，冷凝管应从a处进水．
（7）由实验测定反应温度对产物的影响如表：根据表数据，你认为反应最佳的温度选择的范围是15～20℃．

T/℃活性氧百分含量产率
5～1013.9485.49
10～1514.0285.78
15～2015.0588.38
20～2514.4683.01

分析 氨气易溶于水，与二氧化碳、氯化钠溶液反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O═NH4Cl+NaHCO3↓；过滤得到滤液和沉淀，沉淀为NaHCO3，加热碳酸氢钠分解生成碳酸钠（A）、水和二氧化碳，碳酸钠与双氧水反应生成过碳酸钠，然后向溶液中加入氯化钠固体、常温结晶、过滤、干燥得到过碳酸钠；
（1）过碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的性质，能与比碳酸强的酸反应、能发生分解反应、能被强氧化剂氧化；
（2）氨气易溶于水，二氧化碳溶解性较氨气弱，应该先通入溶解性大的气体；
（3）加入NaCl能降低过碳酸钠溶解度；
（4）碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；
（5）从溶液中过滤出固体后，需要洗涤沉淀；
（6）恒压滴液漏斗能保持压强恒定；
冷凝管内水采用逆流方法；
（7）根据表数据可知温度超过20℃后，活性氧百分含量和产率均降低．

解答 解：氨气易溶于水，与二氧化碳、氯化钠溶液反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O═NH4Cl+NaHCO3↓；过滤得到滤液和沉淀，沉淀为NaHCO3，加热碳酸氢钠分解生成碳酸钠（A）、水和二氧化碳，碳酸钠与双氧水反应生成过碳酸钠，然后向溶液中加入氯化钠固体、常温结晶、过滤、干燥得到过碳酸钠；
（1）过碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的性质，能与比碳酸强的酸反应、能发生分解反应、能被强氧化剂氧化，
A．FeCl3溶液具有氧化性，能氧化双氧水而导致过碳酸钠失效，故A正确；             
B．H2S具有还原性，能将双氧水还原而使过碳酸钠失效，故B正确；             
C．稀硫酸酸性大于碳酸，所以稀硫酸和碳酸钠反应而失效，故C正确；         
D．NaHCO3溶液和碳酸钠、双氧水都不反应，所以不能使过碳酸钠失效，故D错误；
故选ABC；
（2）氨气易溶于水，二氧化碳溶解性较氨气弱，应该先通入溶解性大的气体，所以应该先通入氨气，反应方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O═NH4Cl+NaHCO3↓，
故答案为：氨气；NaCl+CO2+NH3+H2O═NH4Cl+NaHCO3↓；
（3）加入NaCl能降低过碳酸钠溶解度而析出更多的过碳酸钠，
故答案为：降低2 Na2CO3•3H2O2的溶解度，析出更多晶体；
（4）反应①中二氧化碳参加反应、②中生成二氧化碳，所以能循环利用的物质是CO2，故答案为：CO2；
（5）从溶液中过滤出固体后，需要洗涤沉淀，其操作方法是沿玻璃棒向漏斗（过滤器）中的沉淀上加蒸馏水至淹没沉淀，静置使其全部滤出，重复操作2-3次，
故答案为：晶体的洗涤；沿玻璃棒向漏斗（过滤器）中的沉淀上加蒸馏水至淹没沉淀，静置使其全部滤出，重复操作2-3次；
（6）恒压滴液漏斗能保持压强恒定，因此恒压滴液漏斗中支管的作用是使液体顺利流下．冷凝管应从下端进水，即a处进水上端出水，故答案为：使液体顺利流下；a；
（7）根据表数据可知温度超过20℃后，活性氧百分含量和产率均降低，所以反应最佳的温度选择的范围是15～20℃，故答案为：15～20℃．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，涉及数据分析、实验操作、氧化还原反应等知识点，明确元素化合物性质及其性质差异性、实验操作规范性等是解本题关键，注意实验操作规范性，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
5．某校化学兴趣小组利用如图所示装置进行探究铁与浓硝酸的反应．
Ⅰ．硝酸性质的探究：
（1）加热前，铁丝遇浓硝酸没有明显现象，其原因是浓硝酸使铁钝化；
（2）加热后，B中出现红棕色气体，该反应中硝酸呈现的性质是酸性和氧化性，为防止污染，C中的溶液应为NaOH（填化学式）溶液．
Ⅱ．产物中铁元素价态的探究：
（3）提出合理假设：
假设1：产物中只有+3价铁；
假设2：产物中只有+2价铁；
假设3：产物中既有+2价铁也有+3价铁．
（4）设计实验：
分别取反应后大试管A中的溶液装入两支试管甲、乙，在甲试管中滴加酸性高锰酸钾溶液；在乙试管中滴加KSCN溶液，观察现象．
①若现象为：甲试管没有明显变化，乙试管中溶液变红色，则假设1正确；
②若现象为：甲试管中溶液紫色褪去，乙试管没有明显变化，则假设2正确；
③若现象为：若甲、乙试管中均有明显现象发生，则假设3正确．
（5）实验结果：
该小组某次实验产物，经检测仅含Fe3+，他们根据B试管中气体颜色逐渐变浅，判断产物中既有NO2也有NO生成，请写出装置A中生成NO反应的离子方程式：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O．
6．某同学用图1所示实验装置制取乙酸乙酯．回答以下问题：（已知：乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次是78.4℃、118℃、77.1℃）

（1）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外，还应放入几块碎瓷片，其目的是防止暴沸．
（2）在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是：先在烧瓶中加入一定量的乙醇，然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶，边加边振荡
（3）在该实验中，若用1mol乙醇和1mol 乙酸在浓硫酸作用下加热，充分反应，能否生成1mol乙酸乙酯？否，原因是该反应是可逆反应，反应不能进行完全．
（4）与书中采用的实验装置的不同之处是：这位同学采用了球形干燥管代替了长导管，并将干燥管的末端插入了饱和碳酸钠溶液中，在此处球形干燥管的作用有：①冷凝，②防止倒吸．
（5）现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品，图2是分离操作步骤流程图．请在图中圆括号内填入适当的试剂，在方括号内填入适当的分离方法．
①试剂a是饱和碳酸钠，试剂b是硫酸；分离方法①是分液，分离方法③是蒸馏．
②在得到的A中加入无水碳酸钠粉末，振荡，目的是除去乙酸乙酯中混有的少量水．
3．铜、铁都是日常生活中常见的金属，它们的单质及其化合物在科学研究和工农业生产中具有广泛用途．
请回答以下问题：
（1）超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如图1：

①Cu2+的价电子排布图； NH4CuSO3中N、O、S三种元素的第一电离能由大到小顺序为N＞O＞S（填元素符号）．
②SO42-的空间构型为正四面体形，SO32-离子中心原子的杂化方式为sp3杂化．
（2）请写出向Cu（NH3）4SO4水溶液中通入SO2时发生反应的离子方程式．2Cu（NH3）42++3SO2+4H2O=2NH4CuSO3↓+6NH4++SO42-
（3）某学生向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出SO4•H2O晶体．
①下列说法正确的是c
a．氨气极易溶于水，是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键
b．NH3分子和H2O分子，分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角
c．Cu（NH3）4SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d．Cu（NH3）4SO4组成元素中电负性最大的是氮元素
②请解释加入乙醇后析出晶体的原因．乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度
（4）Cu晶体的堆积方式如图2所示，设Cu原子半径为r，晶体中Cu原子的配位数为，晶体的空间利用率为$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{{a}^{3}}$=$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{（2\sqrt{2}r）^{3}}$×100%=74.76%（列式）．
10．高锰酸钾可用于生活消毒，是中学化学常见的氧化剂．工业上，用软锰矿制高锰酸钾的流程如下：

请回答下列问题：
（1）该生产中需要纯净的CO2气体．写出实验室制取CO2的化学方程式CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑．
（2）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒原理与下列物质相同的是bd（填字母）．
a．75%酒精    b．双氧水    c．苯酚    d． 84消毒液（NaClO溶液）
（3）写出二氧化锰和氢氧化钾熔融物中通入空气时发生的主要化学反应的方程式：2MnO2+4KOH+O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O．
（4）上述流程中可以循环使用的物质有KOH、MnO2（写化学式）．
（5）测定高锰酸钾样品纯度采用硫酸锰滴定：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液，产生黑色沉淀．当溶液由紫红色刚好褪色且半分钟不恢复，表明达到滴定终点．写出该反应的离子方程式：2MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+．
（6）已知：常温下，Ksp[Mn（OH）2]=2.4×10-13．工业上，调节pH可以沉淀废水中Mn2+，当pH=10时，溶液中c（Mn2+）=2.4×10-5mol/L．
（7）操作Ⅰ的名称是过滤；操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解性上的差异，采用浓缩结晶（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体．
20．草酸亚铁为黄色固体，作为一种化工原料，可广泛用于涂料、陶瓷、玻璃器皿等的着色剂以及新型电池材料、感光材料的生产．合成草酸亚铁的流程如下：

（1）配制（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O溶液时，需加入少量稀硫酸，目的是抑制Fe2+和NH4+离子水解．
（2）将制得的产品（FeC2O4•2H2O）在氩气气氛中进行加热分解，结果如图（TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）．

①则A→B发生反应的化学方程式为FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O；
②已知B→C过程中有等物质的量的两种气态氧化物生成，写出B→C的化学方程式FeC2O4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO2↑；
（3）某草酸亚铁样品中含有少量草酸铵．为了测定不纯产品中草酸根的含量，某同学做了如下分析实验：
Ⅰ．准确称量m g样品，溶于少量2mol/L硫酸中并用100mL容量瓶定容．
Ⅱ．取上述溶液20mL，用c mol/L高锰酸钾标准溶液滴定，溶液变为淡紫色，消耗高锰酸钾溶液的体积为V1mL．
Ⅲ．向上述溶液中加入足量Zn粉，使溶液中的Fe3+恰好全部还原为Fe2+，过滤，
Ⅳ．洗涤剩余的锌粉和锥形瓶，洗涤液并入滤液
Ⅴ．用c mol/L KMnO4溶液滴定该滤液至溶液出现淡紫色，消耗KMnO4溶液的体积V2mL．
回答下列问题：
①已知：草酸根（C2O42-）与酸性高锰酸钾溶液反应，现象是有气泡产生，紫色消失，写出该反应的离子方程式：2MnO4-+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2+8H2O
②若省略步骤Ⅳ，则测定的草酸根离子含量偏大 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）
③m g样品中草酸根离子的物质的量为c（V1-V2）×10-3×$\frac{25}{2}$mol（用c，V1，V2的式子表示，不必化简）
7．无水AlCl3是一种重要的有机合成催化剂，该物质在183℃时升华，遇潮湿空气即产生大量白雾．某中学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水AlCl3，实验装置如图所示．

（1）制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作顺序依次是acbd．
a．加入MnO2粉末     b．点燃A中酒精灯     c．加入浓盐酸   d．点燃D处酒精灯
（2）写出A装置中发生反应的化学方程式：MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，反应中盐酸表现的性质有还原性、酸性．
（3）装置B的作用是除去氯气中的氯化氢气体，装置C中盛放的试剂是浓硫酸
（4）装置F的作用是干燥，防止水蒸气进入E中引起氯化铝水解，写出G中的离子反应方程式Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O
甲同学认为F和G可以用一种仪器替代，且加入一种药品即可达到相同效果．这种药品可以是碱石灰
（5）E中得到少量白色粉末，打开软木塞后可明显观察到锥形瓶中有白雾生成，用化学方程式表示其原因AlCl3+3H2O=Al（OH）3↓+3HCl↑．
4．配平下列化学方程式或离子方程式．
（1）□KI+□KIO3+□H2SO4═□I2+□K2SO4+□H2O
（2）□MnO4-+□H++□Cl-═□Mn2++□Cl2↑+□H2O
（3）□P4+□KOH+□H2O═□K3PO4+□PH3
（4）□ClO-+□Fe（OH）3+□OH-═□Cl-+□FeO42++□H2O．
5．（1）写出H2C2O4与KMnO4酸性溶液反应的化学方程式．5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O
（2）若要测定此反应的化学反应速率，最方便的测定方法是测定溶液紫红色褪色时间；
基于此，在实验时H2C2O4与KMnO4初始物质的量需要满足的关系为n（H2C2O4）：n （KMnO4）≥$\frac{5}{2}$．
（3）为研究温度、浓度对此反应速率的影响，请完成以下表格
编号0.1mol/L H2C2O4 溶液的体积/mL0.01mol/L 酸性 KMnO4 的体积/mL蒸馏水的体积/mL温度/℃
①24225
②3
③50

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