题目内容

15．某实验小组把CO2通入饱和Na2CO3溶液制取NaHCO3，装置如图所示（气密性已检验，部分夹持装置省略）

（1）D中产生NaHCO3的化学方程式是Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3．
（2）请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用CO2在水中存在平衡：CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+，有H2SO4存在时，可使上述平衡向左移动，从而减少CO2在水中的溶解，同时吸收挥发出来的HCl气体．
（3）当D中有大量白色固体析出时，停止实验，将固体过滤、洗涤、干燥备用．为确定固体的成分，实验小组设计方案如下（称取一定质量的固体，配成1000mL溶液作为样液，其余固体备用）：
①方案1：取样液与澄清的Ca（OH）2溶液混合，出现白色沉淀．
实验小组对现象产生的原理进行分析，认为该方案不合理，理由是Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca（OH）2溶液发生反应生成白色沉淀，无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3．
②方案2：取样液与BaCl2溶液混合，出现白色沉淀并有气体产生．
实验小组认为固体中存在NaHCO3，其离子方程式是2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O．
该小组认为不能确定是否存在Na2CO3．
③方案3：实验小组中甲、乙同学利用NaHCO3的不稳定性进行如下实验：
甲同学：取样液400mL，用pH计测溶液pH，再水浴加热蒸发至200mL，接下来的操作是冷却到室温，加水至溶液体积为400mL，再次测定pH，结果表明白色固体中存在NaHCO3．为进一步证明白色固体是否为纯净的NaHCO3，结合甲同学实验，还应补充的实验是取相同质量的纯净的NaHCO3配成1000mL溶液，取400mL，重复甲的实验，进行对照．
乙同学：利用仪器测定了固体残留率随温度变化的曲线，如图所示．

a．根据A点坐标得到的结论是白色固体为NaHCO3． （残留率=$\frac{剩余固体的质量}{原始固体的质量}$×100%）
通过上述实验，该小组认为，可以向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2制备NaHCO3．

分析 （1）由图可知，A中生成二氧化碳，在D中二氧化碳与碳酸钠、水反应生成碳酸氢钠；
（2）B中酸可抑制二氧化碳的溶解；
（3）①Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca（OH）2溶液发生反应生成白色沉淀；
②样液与BaCl2溶液混合，现白色沉淀并有气体产生，沉淀为碳酸钡、气体为二氧化碳；Na2CO3和BaCl2溶液混合也能生成沉淀；
③甲同学：蒸发后冷却，测定pH，可确定固体存在碳酸氢钠，补充实验为对比性实验；
乙同学：a．A点说明碳酸氢钠分解，残留率为63.09%；

解答 解：（1）由图可知，A中生成二氧化碳，在D中二氧化碳与碳酸钠、水反应生成碳酸氢钠，该反应为Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3，
故答案为：Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3；
（2）B中酸可抑制二氧化碳的溶解，则B中溶液的作用为CO2在水中存在平衡：CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+，有H2SO4存在时，可使上述平衡向左移动，从而减少CO2在水中的溶解，同时吸收挥发出来的HCl气体，
故答案为：CO2在水中存在平衡：CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+，有H2SO4存在时，可使上述平衡向左移动，从而减少CO2在水中的溶解，同时吸收挥发出来的HCl气体；
（3）①Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca（OH）2溶液发生反应生成白色沉淀，所以无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3，
故答案为：Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca（OH）2溶液发生反应生成白色沉淀，无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3；
②样液与BaCl2溶液混合，现白色沉淀并有气体产生，沉淀为碳酸钡、气体为二氧化碳，离子反应为2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O；Na2CO3和BaCl2溶液混合也能生成沉淀，则不能确定是否存在Na2CO3，结论合理，
故答案为：2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O；合理；
③甲同学：取样液400mL，用pH计测溶液pH，再水浴加热蒸发至200mL，接下来的操作是冷却到室温，加水至溶液体积为400mL，再次测定pH，可确定固体存在碳酸氢钠，补充实验为取相同质量的纯净的NaHCO3配成1000mL溶液，取400mL，重复甲的实验，进行对照，
故答案为：冷却到室温，加水至溶液体积为400mL，再次测定pH；取相同质量的纯净的NaHCO3配成1000mL溶液，取400mL，重复甲的实验，进行对照；
乙同学：a．A点说明碳酸氢钠分解，残留率为63.09%，可知白色固体为碳酸氢钠，
故答案为：白色固体为NaHCO3；

点评 本题考查化学实验方案的评价，涉及物质的性质，盐类水解、化学平衡、差量法计算、图象分析较等，综合性较强，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
17．为维持人体血液中的血糖含量，在给病人输液时，通常用葡萄糖注射液，下图是医院给病人输液时使用的一瓶质量分数为5%的葡萄糖（C6H12O6）注射液的标签．某学生欲在实验室中配制500mL该葡萄糖注射液．
实验用品：葡萄糖晶体（摩尔质量：180g•mol-1）、蒸馏水、烧杯、容量瓶（500mL）、药匙、胶头滴管、量筒．
（1）还缺少的仪器有玻璃棒、胶头滴管．
（2）下列对容量瓶及其使用方法的描述中正确的是AD．
A．使用前要检查容量瓶是否漏水
B．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用标准葡萄糖注射液润洗
C．配制溶液时，把称好的葡萄糖晶体小心倒入容量瓶中，加入蒸馏水到接近刻度线1～2cm处，改用胶头滴管加蒸馏水至刻度线
D．容量瓶上标有体积、温度和浓度
（3）实验中需取用晶体的质量为27.0g，物质的量浓度0.3mol/L．
18．下列说法不正确的是（　　）
A．淀粉和纤维素都可以在酸性条件下水解生成葡萄糖
B．煤的气化、液化和干馏都是煤综合利用的主要方法，都属于物理变化
C．地沟油发生皂化反应后加入饱和食盐水，搅拌发现液面上有固体物质
D．蛋白质溶液中加入浓的硫酸铵溶液，有固体析出
3．锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌，某含锌矿的主要成分为ZnS（还含少量FeS等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为ZnO．
（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的浸出操作．
（3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为Zn粉，其作用是置换出Fe等．
（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金惰性电极，阳极逸出的气是O2．
（5）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质．“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O．
（6）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌，明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，…，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…，冷淀，毁罐取出，…，即倭铅也．”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Zn+3CO↑．（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌）
10．为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）．

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应．请回答下列问题：
（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O．
（2）检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择BC（填字母编号）．
A．KMnO4溶液                B．淀粉-KI溶液          C．KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽．通入空气引起溶液pH降低的原因是氧气可以将Fe2+离子氧化为Fe3+离子，Fe3+离子水解生成H+．
（4）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料．该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正极反应式是FeS2+4e-=Fe+2S2-．
（5）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料．已知25℃，101kPa时：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe△H=-1648kJ/mol              
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-392kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1480kJ/mol  
 FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）△H=-256kJ/mol．
（6）假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为p．将b kg质量分数为c的硫酸加入到a kg烧渣中浸取，铁的浸取率为q，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计．按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO31.18bc-1.35pqa kg．
20．（Ⅰ）氨基甲酸铵（NH2COONH4）的制备氨基甲酸铵是一种白色固体，易分解、易水解，难溶于CCl4．可用做肥料．
制备氨基甲酸铵的装置如图1所示．反应的化学方程式如下：2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）△H＜0．

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质．
（1）发生器用冰水冷却的原因是降低温度，防止因反应放热造成产物分解．提高反应物转化率．
（2）液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例．
（3）从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤（填写操作名称）．为了得到干燥产品，应采取的方法是c（填写选项序号）．
a.80℃热风下烘干     b.60℃热风下烘干      c.40℃热风下烘干
（4）尾气处理装置如图2所示．双通玻璃管的作用：防止倒吸；
浓硫酸的作用：吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解．
（5）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为80%．（精确到2位小数，碳酸氢铵和氨基甲酸铵的相对分子质量分别为79和78）
（Ⅱ） FeSO4•7H2O晶体的制备
（6）已知：
金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH
Fe3+1.13.2
Al3+3.05.0
Fe2+5.88.8
某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3）出发，制备绿矾（FeSO4•7H2O），补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4•7H2O晶体的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液）：
①向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，充分反应后过滤，
②向滤液加入足量的铁粉，充分搅拌后，过滤，
③滤液中滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5.0～5.8，过滤，
④将得到溶液加热蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，低温干燥，得到FeSO4•7H2O晶体．
7．乙酸是食醋的主要成分，它具有以下化学性质：
（1）乙醇的官能团名称是羟基
（2）乙酸的官能团的名称是羧基
（3）除去乙酸乙酯中的乙酸用饱和碳酸钠溶液（填试剂名称）
（4）乙酸能发生酯化反应．实验室用如图所示装置制取乙酸乙酯，在试管A中加入的试剂有浓硫酸、醋酸和乙醇．请写出该反应的化学方程式：CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3COOC2H5+H2O．
4．已知A（g）+B（g）?C（g）+D（g）反应的平衡常数和温度的关系如下：
|温度/℃70080090010001200
平衡常数0.50.61.01.62.0
回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（C）×c（D）}{c（A）×c（B）}$，△H=＞0（填“＜”“＞”“=”）；
（2）900℃时，向一个固定容器为2L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，若反应初始到2s内A浓度变化0.05mol•L-1．则A的平均反应速率v（A）=0.025mol/（L．s）．该反应达到平衡时A的转化率为80%，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为不变（填”变大“、”变小“或”不变“）
（3）判断反应是否达到平衡的依据为c（填字母代号）．
a．压强不随时间改变    b．气体的密度不随时间改变
c．c（A）不随时问改变     d．单位时间里生成C和D的物质的量相等
（4）1200℃时，若向另一相同容器中充入0.30molA、0.40mol B、0.40mol C和0.50mol D，此时v正大于v逆（填”大于“、”小于“或”等于“）．
5．氮氧化铝（AlON）属原子晶体，是一种超强透明材料，可以由反应Al2O3+C+N2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlON+CO合成，下列有关说法正确的是（　　）
A．氮氧化铝中氮的化合价是-3
B．反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比是1：2
C．反应中每生成5.7gAlON同时生成1.12LCO
D．AlON和CO的化学键类型不同

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网