摘要:1.有气体产生:如CO32-.SO32-.S2-.HCO3-.HSO3-.HS-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存.
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(2013?湖南模拟)资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物.某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理.
(1)提出假设
实验1:用砂纸擦去镁条表面的氧化膜,将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红变为红.该同学对反应中产生的白色不溶物进行如下猜测:
猜测1:白色不溶物可能为
猜测2:白色不溶物可能为MgCO3.
猜测3:白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3?yMg(OH)2].
(2)设计定性实验确定产物并验证猜测:
(3)为进一步确定实验1的产物,设计定量实验方案,如图所示:

称取实验1中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部通入装置A和B中.实验后装置A增重1.8g,装置B增重8.8g,试确定白色不溶物的化学式:
(4)请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气泡和白色不溶物的原因:
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(1)提出假设
实验1:用砂纸擦去镁条表面的氧化膜,将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红变为红.该同学对反应中产生的白色不溶物进行如下猜测:
猜测1:白色不溶物可能为
Mg(OH)2
Mg(OH)2
.猜测2:白色不溶物可能为MgCO3.
猜测3:白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3?yMg(OH)2].
(2)设计定性实验确定产物并验证猜测:
| 实验序号 | 实验 | 实验现象 | 结论 |
| 实验Ⅱ | 将实验Ⅰ中收集到的气体点燃 | 能安静燃烧、产生淡蓝色火焰 | ①气体成分为 氢气 氢气 |
| 实验Ⅲ | ②取实验Ⅰ中的白色不溶物,洗涤,加入足量 稀盐酸 稀盐酸 |
③ 产生气泡沉淀全部溶解 产生气泡沉淀全部溶解 |
白色不溶物可能含有MgCO3 |
| 实验Ⅳ | 取实验Ⅰ中的澄清液,向其中加入少量CaCl2稀溶液 | 产生白色沉淀 | ④溶液中存在 CO32- CO32- |
称取实验1中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部通入装置A和B中.实验后装置A增重1.8g,装置B增重8.8g,试确定白色不溶物的化学式:
Mg(OH)2(CO3)2或2MgCO3?Mg(OH)2
Mg(OH)2(CO3)2或2MgCO3?Mg(OH)2
.(4)请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气泡和白色不溶物的原因:
NaHCO3溶液中存在平衡,HCO3-?H++CO32-、H2O?H++OH-;Mg和H+反应生成氢气和镁离子,镁离子和氢氧根离子、碳酸根离子反应生成难溶物Mg(OH)2?2MgCO3,则H+、OH-、CO32-的浓度均减小,促使上述两平衡均向右进行
NaHCO3溶液中存在平衡,HCO3-?H++CO32-、H2O?H++OH-;Mg和H+反应生成氢气和镁离子,镁离子和氢氧根离子、碳酸根离子反应生成难溶物Mg(OH)2?2MgCO3,则H+、OH-、CO32-的浓度均减小,促使上述两平衡均向右进行
.(2012?万安县模拟)能源问题是人类社会面临的重大课题,日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌.而甲醇是未来重要的绿色能源之一.以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇.
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ/mol
(l)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为
(2)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通过容积为100L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1.

①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为
②100℃时反应I的平衡常数为
(3)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的
,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是
A.c(H2)减小 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH的物质的量增加 D.重新平衡时
减小 E.平衡常数K增大
(4)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:
①甲醇蒸气重整法.该法中的一个主要反应为CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是:
②甲醇部分氧化法.在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图2所示.则当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为
(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用图3装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式
②写出除去甲醇的离子方程式
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①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ/mol
(l)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0KJ/L
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0KJ/L
.(2)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通过容积为100L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1.
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为
0.0024mol/L?min
0.0024mol/L?min
;②100℃时反应I的平衡常数为
7.2×10-5(mol/L)2
7.2×10-5(mol/L)2
.(3)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的
| 1 |
| 2 |
CD
CD
(填字母序号).A.c(H2)减小 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH的物质的量增加 D.重新平衡时
| c(H2) |
| c(CH3OH) |
(4)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:
①甲醇蒸气重整法.该法中的一个主要反应为CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是:
反应是熵增加的反应
反应是熵增加的反应
.②甲醇部分氧化法.在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图2所示.则当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为
2CH3OH+O2
2HCHO+2H2O
| 催化剂 |
| 加热 |
2CH3OH+O2
2HCHO+2H2O
.| 催化剂 |
| 加热 |
(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用图3装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+
;②写出除去甲醇的离子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;
.(2012?长宁区一模)Ⅰ.工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料,其中部分原料可用于制备多晶硅.
(1)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用.精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是
(2)如图是离子交换膜(允许钠离子通过,不允许氢氧根与氯离子通过)法电解饱和食盐水示意图,电解槽阳极产生的气体是

Ⅱ.多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注.
(1)SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为
(2)SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用.一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应:
3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)?4SiHCl3(g)
达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗纯NaCl的质量为
(3)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应:
Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑;MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置
可选用制备气体的装置:

(4)采用无膜电解槽电解饱和食盐水,可制取氯酸钠,同时生成氢气,现制得氯酸钠213.0kg,则生成氢气
某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:

Ⅲ.部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表,请回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有
(2)滤渣I的主要成分是
Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3→Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示:

(3)将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2.简述可制备Mg(ClO3)2的原因:
(4)按题(3)中条件进行制备实验.在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是:
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(1)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用.精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是
③①②
③①②
(填序号)洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为③
③
.(填序号)(①饱和Na2CO3溶液 ②饱和K2CO3溶液 ③75%乙醇 ④四氯化碳)(2)如图是离子交换膜(允许钠离子通过,不允许氢氧根与氯离子通过)法电解饱和食盐水示意图,电解槽阳极产生的气体是
氯气
氯气
;NaOH溶液的出口为a
a
(填字母);精制饱和食盐水的进口为d
d
(填字母);干燥塔中应使用的液体是浓硫酸
浓硫酸
.Ⅱ.多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注.
(1)SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为
SiCl4+2H2+O2
SiO2+4HCl
| ||
SiCl4+2H2+O2
SiO2+4HCl
.
| ||
(2)SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用.一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应:
3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)?4SiHCl3(g)
达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗纯NaCl的质量为
0.351
0.351
kg.(3)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应:
Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑;MnO2+4HCl(浓)
| △ |
据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置
e
e
(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置d
d
(填代号).可选用制备气体的装置:
(4)采用无膜电解槽电解饱和食盐水,可制取氯酸钠,同时生成氢气,现制得氯酸钠213.0kg,则生成氢气
134.4
134.4
m3(标准状况).(忽略可能存在的其他反应)某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
| PH | 3.2 | 5.2 | 12.4 |
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有
适当提高反应温度、增加浸出时间
适当提高反应温度、增加浸出时间
(要求写出两条).(2)滤渣I的主要成分是
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3
.Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3→Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示:
(3)将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2.简述可制备Mg(ClO3)2的原因:
在某一温度时,NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO3)2的溶解度随温度变化的最大,NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别;
在某一温度时,NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO3)2的溶解度随温度变化的最大,NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别;
.(4)按题(3)中条件进行制备实验.在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是:
降温前,溶液中NaCl已达饱和,降低过程中,NaCl溶解度会降低,会少量析出;
降温前,溶液中NaCl已达饱和,降低过程中,NaCl溶解度会降低,会少量析出;
.除去产品中该杂质的方法是:重结晶
重结晶
.碱式碳酸镁有多种不同的组成,如:Mg2(OH)2CO3、Mg4(OH)2(CO3)3、Mg5(OH)2(CO3)4等.某研究性学习小组的同学们为了确定某碱式碳酸镁的组成,设如图所示的实验装置.

(1)实验步骤:
①按如图(夹持仪器未画出)组装好置后,首先进行的操作是
②称取碱式碳酸镁样品m1g,并将其放入硬质玻璃管中;称量:装浓硫酸的洗气瓶C的质量为m2g;装碱石灰的U形管D的质量为m3g③打开活塞
④关闭活塞
⑤打开活塞K1,缓缓鼓入空气数分钟,然后拆下装置,称职得洗气瓶C的质量为m4g;U形管D的质量为m5g.实验测得数据如下:m1=31g,m2=87.7g,m3=74.7g,m4=89.4g,m5=87.9g,计算推导:该碱式碳酸镁的化学式为
(2)关于该实验方案,以下说法你认为正确的是
A.硬质玻璃管中有水凝结对测定结果有较大影响
B.不称量碱式碳酸镁样品的质量无法确定碱式碳酸镁的组成
C.该实验装置也可用于确定天然碱[aNa2CO3?bNaHCO3?cH2O(a、b、c为正整数)]的化学组成.
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(1)实验步骤:
①按如图(夹持仪器未画出)组装好置后,首先进行的操作是
检验装置的气密性
检验装置的气密性
.E处干燥管盛放的药品是碱石灰(或氧化钙)
碱石灰(或氧化钙)
.②称取碱式碳酸镁样品m1g,并将其放入硬质玻璃管中;称量:装浓硫酸的洗气瓶C的质量为m2g;装碱石灰的U形管D的质量为m3g③打开活塞
K1,K2
K1,K2
,关闭K3
K3
缓缓鼓入空气数分钟.④关闭活塞
K1,K2
K1,K2
,打开K3
K3
,点燃酒精灯加热,待不再产生气体为止.⑤打开活塞K1,缓缓鼓入空气数分钟,然后拆下装置,称职得洗气瓶C的质量为m4g;U形管D的质量为m5g.实验测得数据如下:m1=31g,m2=87.7g,m3=74.7g,m4=89.4g,m5=87.9g,计算推导:该碱式碳酸镁的化学式为
Mg4(OH)2(CO3)3
Mg4(OH)2(CO3)3
.(2)关于该实验方案,以下说法你认为正确的是
AC
AC
(填字母)A.硬质玻璃管中有水凝结对测定结果有较大影响
B.不称量碱式碳酸镁样品的质量无法确定碱式碳酸镁的组成
C.该实验装置也可用于确定天然碱[aNa2CO3?bNaHCO3?cH2O(a、b、c为正整数)]的化学组成.
资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应时会生成大量气体和白色不溶物.某同学设计了如下实验方案来验证产物、探究反应原理.
(1)提出假设
实验1:用砂纸去掉镁条表面的氧化膜,将其放入盛有适量滴有酚酞试液的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,迅速反应,生成大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红色变成红色.
该同学对反应中生成的白色不溶物进行如下猜想:
猜想1:白色不溶物可能是
猜想2:白色不溶物可能是MgC03;
猜想3:白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3?yMg(OH)2].
(2)设计定性实验确定产物并验证猜想:
(3)为进一步确定实验Ⅰ的产物,设计了如下的定量实验方案,实验装置如图所示:
称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6g,充分加热至不再产生气体为止,并将分解产生的气体全部通入上述装置中.实验前后装置A的质量增加1.8g,装置B的质量增加8.8g,试确定白色不溶物的化学式:
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(1)提出假设
实验1:用砂纸去掉镁条表面的氧化膜,将其放入盛有适量滴有酚酞试液的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,迅速反应,生成大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红色变成红色.
该同学对反应中生成的白色不溶物进行如下猜想:
猜想1:白色不溶物可能是
Mg(OH)2
Mg(OH)2
;猜想2:白色不溶物可能是MgC03;
猜想3:白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3?yMg(OH)2].
(2)设计定性实验确定产物并验证猜想:
| 实验序号 | 实验 | 实验现象 | 结论 |
| 实验Ⅱ | 将实验Ⅰ中收集到的气体点燃 | 能安静燃烧、产生淡蓝色火焰 | 气体成为 ①氢气 ①氢气 |
| 实验Ⅲ | 取实验Ⅰ中的白色不溶物,洗涤, 加入足量 ②稀盐酸 ②稀盐酸 |
③产生气体沉淀全部溶解 ③产生气体沉淀全部溶解 |
白色不溶物可能是MgCO3 |
| 实验Ⅳ | 取实验Ⅰ中的澄清溶液, 向其中加入少量稀CaCl2溶液 |
产生白色沉淀 | 溶液中存在 ④CO32- ④CO32- |
称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6g,充分加热至不再产生气体为止,并将分解产生的气体全部通入上述装置中.实验前后装置A的质量增加1.8g,装置B的质量增加8.8g,试确定白色不溶物的化学式:
Mg(OH)2(CO3)2或2MgCO3?Mg(OH)2
Mg(OH)2(CO3)2或2MgCO3?Mg(OH)2
.