题目内容
13．
往100mL的NaOH溶液中通入CO2充分反应后，在减压和较低温度下，小心地将溶液蒸干，得到白色固体M，通入CO2的体积（标准状况）与M的质量W的关系如图所示．试回答下列问题：（1）该NaOH溶液的物质的量浓度为1mol/L．
（2）A点时，白色固体M的化学式为Na2CO3．通入CO2的体积为1120mL（（标准状况下）．
（3）B点时，白色固体M的化学式为Na2CO3、NaHCO3．若使b点生成的盐的质量变为8.4g，应继续向溶液中通入二氧化碳1.792L（标准状况下）．
（4）若向生成的7.16g盐的溶液中加入一定量的NaOH，充分反应后，减压低温蒸发得到纯净的碳酸钠固体（无结晶水）8.4g，则加入的氢氧化钠的物质的量是0.06mol．
分析 由图知NaOH质量为4 g，物质的量为0.1 mol，根据c=$\frac{n}{V}$计算；完全转化为Na2CO3时，Na2CO3质量为0.1mol×$\frac{1}{2}$×106g/mol=5.3 g，完全转化为NaHCO3时，NaHCO3质量为0.1mol×84g/mol=8.4 g，故A点白色固体M为Na2CO3，C点白色固体M为NaHCO3，根据碳原子守恒可得n（CO2），根据V=nVm计算二氧化碳体积；
图B点时M的质量为7.16 g，5.3＜7.16＜8.4，知M由Na2CO3和NaHCO3组成，设在B点时Na2CO3物质的量为x，NaHCO3物质的量为y，根据钠离子守恒、二者质量之和列方程计算x、y的值，根据V=nVm计算二氧化碳体积；根据NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O计算．
解答 解：由图知NaOH质量为4 g，物质的量为0.1 mol，完全转化为Na2CO3时，Na2CO3质量为0.1mol×$\frac{1}{2}$×106g/mol=5.3 g，完全转化为NaHCO3时，NaHCO3质量为0.1mol×84g/mol=8.4 g，故A点白色固体M为Na2CO3，C点白色固体M为NaHCO3，B点时，白色固体M的化学式为Na2CO3、NaHCO3；
（1）由图知，二氧化碳体积为0时，固体的质量为4g，即NaOH质量为4 g，物质的量为0.1 mol，则c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L；
故答案为：1mol/L；
（2）由上述分析可知，A点白色固体M为Na2CO3，需CO2体积为0.1 mol×$\frac{1}{2}$×22.4L•mol-1=1.12L=1120 mL，
故答案为：Na2CO3；1120；
（3）图B点时M的质量为7.16 g，5.3＜7.16＜8.4，知M由Na2CO3和NaHCO3组成，设在B点时Na2CO3物质的量为x，NaHCO3物质的量为y，
则$\left\{\begin{array}{l}{106x+84y=7.16}\\{2x+y=0.1}\end{array}\right.$，解得x=0.02，y=0.06，
故V（CO2）=（0.02 mol+0.06 mol）×22.4L•mol-1=1.792L；
故答案为：Na2CO3、NaHCO3；1.792；
（4）若向生成的7.16g盐的溶液中加入一定量的NaOH，充分反应后，减压低温蒸发得到纯净的碳酸钠固体（无结晶水）8.4g，则发生反应为NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O，已知NaHCO3物质的量为0.06mol，则加入的氢氧化钠的物质的量是0.06mol；
故答案为：0.06mol．
点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确常见元素及其化合物性质为解答关键，注意正确分析图象中曲线各点对应溶质组成，试题有利于培养学生的分析、理解能力及灵活应用能力．
| A． | O2、SO2 | B． | NH3、N2 | C． | NO、O2 | D． | NH3、HCl |
| A． | 碱金属单质与水反应都能生成碱和H2 | |
| B． | 碱金属单质都是质软、电和热的良导体，焰色反应都呈现黄色 | |
| C． | 碱金属的密度都小于1g/cm3，因此碱金属单质都可以保存在煤油中 | |
| D． | 碱金属单质在空气中燃烧都生成过氧化物 |
①按图连接好装置，检查装置气密性．
②称取0.2000gFe2O3于石英试管中，点燃I处酒精灯，缓慢滴入甲醇．
③在完成某项操作后，点燃另外两处酒精灯．
④30min后停止加热，关闭弹簧夹．
⑤待产物冷却至室温后，收集产物．
⑥采用如上方法分别收集带金属网罩酒精灯（金属网罩可以集中火焰、提高温度）和酒精喷灯加热的产物．
请回答下列问题：
（1）制备CO的原理是利用甲醇（HCOOH）在浓硫酸加热条件下的分解制得，写出该反应的化学方程式HCOOH $→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H2O；
（2）实验步骤③应在检验CO纯度后，先点燃II（填“II”或“III”）处酒精灯；
（3）实验步骤⑤产物冷却至室温时应注意继续通入CO（或隔绝空气）；
（4）已知FeO、Fe2O3、Fe3O4中氧元素的质量分数分别为：22.2%、30%、27.6%．利用能谱分析测出3种样品所含元素种类和各元素的质量分数如下表：分析各元素的质量分数可知前二种加热方式得到的产物为混合物，其中酒精灯加热所得产物的组成最多有9种；
| 加热方式 | 产物元素组成 | 各元素的质量分数/% | |
| Fe | O | ||
| 酒精灯 | Fe和O | 74.50 | 25.50 |
| 带网罩酒精灯 | Fe和O | 76.48 | 23.52 |
| 酒精喷灯 | Fe | 100.00 | 0.00 |
（6）通过查资料获取如下信息：I．酒精灯平均温度为600℃，加网罩酒精灯平均温度为700℃，酒精灯平均温度为930℃．II．资料指出当反应温度高于710，Fe能稳定存在，680℃～710℃之间，FeO稳定存在，低于680℃，则主要是Fe3O4，试分析酒精灯加热条件下生成Fe的原因是长时间集中加热使局部温度达到还原生成铁所需要的温度；生成Fe的过程中发生的所有反应的化学方程式3Fe2O3+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe3O4+CO2，Fe3O4+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeO+CO2，Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛，研究铁及其化合物的应用意义重大．回答下列问题：（1）已知高炉炼铁过程中会发生如下反应：
FeO（s）+CO（g）═Fe（s）+CO2（g）△H1
Fe2O3（s）+$\frac{1}{3}$CO（g）═$\frac{2}{3}$Fe3O4（s）+$\frac{1}{3}$CO2（g）△H2
Fe3O4（s）+4CO（g）═3Fe（s）+4CO2（g）△H3
Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H4
则△H4的表达式为△H2+$\frac{2}{3}$△H3（用含△H1、△H2、△H3的代数式表示）．
（2）上述反应在高炉中大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下：
| 温度 | 250℃ | 600℃ | 1000℃ | 2000℃ |
| 主要成分 | Fe2O3 | Fe3O4 | FeO | Fe |
m（Fe）：m（O）=35：2，则FeO被CO还原为Fe的百分率为80%（设其它固体杂质中不含Fe、O元素）．
（3）铁等金属可用作CO与氢气反应的催化剂．已知某种催化剂可用来催化反应CO（g）+3H2（g）?CH4（g）+H2O（g）△H＜0．在T℃，106Pa时将l mol CO和3mol H2加入体积可变的密闭容器中．实验测得CO的体积分数x（CO）如表：
| t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| x（CO） | 0.25 | 0.23 | 0.214 | 0.202 | 0.193 | 0.193 |
a．容器内压强不再发生变化
b．混合气体的密度不再发生变化
c．v正（CO）=3v逆（H2）
d．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO的转化率为37.1%；
③图表示该反应CO的平衡转化率与温度、压强的关系．图中温度T1、T2、T3由高到低的顺序是T3＞T2＞T1，理由是正反应放热，在相同压强下，温度降低，平衡向正反应方向移动，CO的转化率越高．．
| A． | 在医疗上碳酸钠、Al（OH）3均可用于治疗胃酸过多 | |
| B． | 人造刚玉的熔点很高，可用作高级耐火材料，其主要成分是SiO2 | |
| C． | 水玻璃可用于生产粘合剂和防火剂 | |
| D． | 自来水中加入少量明矾，水解生成Al（OH）3胶体可以起到杀菌消毒的作用 |