金属及其化合物在生产生活中有广泛的应用。
(一)金属的应用和防护
(1)用不锈钢、合成橡胶、氧化镁等材料制造的飞机轮胎属于 材料。
(2)航空煤油是飞机的燃料,它主要是由 炼制的。
(3)铁易生锈,提出防止铁生锈的一种方法 。
(4)特种钢中含有少量Mn、MnO2和Al粉混合在高温下反应可得到Mn,该反应的化学方程式为 。
(5)Mg(OH)2受热分解生成高熔点的MgO.Mg(OH)2可用作阻燃剂,其主要原理是 (选填序号)。
a.分解吸热,降低可燃物着火点 b.MgO覆盖燃烧物,隔绝氧气
(二)制备还原性铁粉
实验室利用废铁屑(含少量Fe2O3)为原料制备还原性铁粉的流程如下:
(1)Fe粉可使“酸溶”产生的Fe2(SO4)3转化为FeSO4,该反应的化学方程式为 。
(2)检验FeCO3已洗净的方法:取最后一次洗涤后的滤液,先加入一定量稀盐酸,再滴加 溶液,无明显现象。
(3)“干燥”时有少量FeCO3发生下列转化:FeCO3 FeOOH+CO2,该转化的化学方程式为 。
(4)“焙烧”前,应将炭粉与“干燥”所得固体均匀混合,目的是 。
(三)测定还原性铁粉的组成
还原性铁粉中含有少量FexCy,小组同学在老师的指导下进行以下实验。
资料:①Fe,FexCy在加热时与O2反应能生成相应氧化物。
②FexCy不与酸反应。
实验1:取29.52g样品,加入足量稀H2SO4,充分反应后生成1.00gH2。
实验2:另取29.52g样品,按如图进行实验。
表:装置A和B的质量变化
装置 |
A |
B |
反应前 |
300.00 |
400.00 |
反应后 |
m |
400.44 |
实验后A中固体全部变为红棕色,装置A、B的质量变化如上表。
(1)装配好装置后,实验前先要 。
(2)装置C的作用是 。
(3)FexCy中,x:y= 。表中m的值是 。
反思:若用空气替代O2进行实验,测得x:y的值偏大,可能的原因是 。
化学兴趣小组的同学们在老师的带领下走进实验室,开展实验活动。
(1)实验室依次编号为1、2、3、4的药品柜中,分别存放常见的酸、碱、盐和酸碱指示剂。小刚欲使用熟石灰,他需从 号柜中取出。
(2)小刚发现盛放Na2CO3与NaCl两种溶液的试剂瓶标签脱落,为鉴别两种溶液,分别取样于试管中,加入无色酚酞溶液,若为Na2CO3,则观察到溶液变为 色。
(3)小文从柜中取出标有“10% NaOH溶液”的试剂瓶,取少量样品加入试管中,向其中滴入稀盐酸,发现产生气泡,判断该NaOH溶液中有Na2CO3,用化学方程式表示NaOH溶液变质的原因: 。
小文同学对变质的NaOH溶液进行如下一系列实验,实现药品再利用。
I.测定NaOH溶液中Na2CO3的质量分数
[实验操作]取40.0g 10%的NaOH溶液样品进行如图所示的实验。
[数据处理]
①所取用盐酸(溶质质量分数7.3%)的质量理论上不少于 g。
②如图中,反应前后天平示数相差1.1g,计算NaOH溶液中Na2CO3的质量分数(写出计算过程)。
Ⅱ.变质的NaOH溶液再利用
小文将剩余NaOH溶液倒入烧杯中,加入经计算所需的熟石灰粉末,充分搅拌、静置,过滤,得到NaOH溶液和滤渣。充分搅拌的主要目的是 。
(4)实验结束后,同学们将实验产生的废液和废渣倒入指定的烧杯中,得到无色溶液和白色沉淀,溶液中除一定存在的溶质外,可能存在的溶质是 。
同学们再次实验,确认成分后,对废液回收利用,绿色排放。
以FeSO4•7H2O为原料制备铁红(Fe2O3)的一种方法如图:
已知“沉淀”时的主要反应为:2FeSO4+H2O2+2H2O═2FeO(OH)↓+2H2SO4
(1)FeO(OH)中铁元素的化合价为 。FeO(OH)可表示为mFe2O3•nFe(OH)3, 。
(2)“沉淀”时需控制溶液的pH与反应的温度。
①“沉淀”时调节溶液的初始pH约为4,过程中应始终保持溶液的pH为3.0~4.5,需不断加入物质Z调节溶液的pH,Z应具备的性质有 (填字母)。
A.能与酸反应
B.能与碱反应
C.不与FeO(OH)反应
②“沉淀”时反应温度不宜过高,其原因是 。
(3)“过滤”后需对固体进行洗涤与干燥。洗涤时被除去的沾于固体表面的阴离子为 (填离子符号)。
(4)“煅烧”时反应的化学方程式为 。
(5)如图为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响。煅烧温度较低时,产品中Fe2O3质量分数较低,其原因是 。当煅烧温度达800℃时,继续升高温度,产品中Fe2O3质量分数降低,且铁元素质量分数升高,所得产品发黑,其可能原因是 。
(6)用该方法制备Fe2O3,计算理论上13.9t FeSO4•7H2O(相对分子质量为278)可制得Fe2O3的质量(写出计算过程)。
中国医学著作博大精深,许多化学物质很早就出现在了我国医书中。如李时珍的《本草纲目》中就有绿矾(FeSO4•7H2O)的相关记载。绿矾又名皂矾、青矾,性酸、凉、无毒,主要药用功能是除湿、解毒、收敛、止血。
(1)请写出铁与稀硫酸反应的方程式 。
(2)某实验小组欲用久置的硫酸亚铁溶液制备绿矾(FeSO4•7H2O)晶体,小明同学提出该硫酸亚铁溶液可能变质了,于是进行了以下探究活动:
[查阅资料]
①FeSO4易被空气中的氧气氧化成Fe2(SO4)3而变质。
②Fe2+在溶液中呈浅绿色,Fe3+在溶液中呈黄色。
③Fe3+的检验:向含Fe3+的溶液中滴加无色的KSCN(硫氰化钾)溶液,溶液会变为血红色。
[猜想与假设]猜想1:该硫酸亚铁溶液没有变质。
猜想Ⅱ:该硫酸亚铁溶液已经变质。
[设计实验并验证]
实验操作步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
取少量样品于试管中,加入2﹣3滴 溶液 |
试管中溶液变成血红色 |
|
[实验拓展1]下列各组物质在溶液中能大量共存,且形成无色溶液的是 。
A.CuSO4、NH4Cl、Ba(OH)2
B.FeSO4、Na2SO4、KCl
C.FeCl3、NaOH、HCl
D.NaCl、MgSO4、KNO3
[实验拓展2]该实验小组继续查阅资料得知,单质铁能与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁。于是向上述久置的硫酸亚铁溶液中加入过量铁粉,写出其中的化学方程式 。
现有一种稀盐酸和氯化铝的混合溶液,取100g该溶液于烧杯中,向其中逐滴加入氢氧化钾溶液,至氯化铝正好完全转化为沉淀,停止滴加氢氧化钾溶液,经测定,生成沉淀的质量为7.8g。请回答:
(1)据观察,产生沉淀前,消耗了一定量的氢氧化钾溶液,请写出该反应的化学方程式 。
(2)100g混合溶液中氯化铝的质量分数是多少?(写出计算过程,计算结果精确到小数点后两位。产生沉淀的化学方程式:AlCl3+3KOH=Al(OH)3↓+3KC1)
有一包白色粉末,可能含氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠中的一种或几种,为了确定其组成,小明称取了9.3克粉末,向其中加入100克7.3%的稀盐酸充分反应,生成的二氧化碳气体完全逸出(忽略其他物质逸出),所得溶液的质量为107.1 克。用pH试纸检测溶液呈中性。
(1)产生二氧化碳气体的化学反应方程式为 。
(2)这包白色粉末的成分为 。
(3)求所得溶液中溶质的质量分数。(写出计算过程,结果保留一位小数)
某课外兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和性质进行相关探究。
【实验回顾】
(1)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 。用向上排空气法收集二氧化碳的原因是 。
【实验探究】
(2)如图1所示,打开汽水瓶盖,有大量气泡冒出,塞上带导管的橡皮塞,导管另一端伸入装有滴加了紫色石蕊溶液的蒸馏水的试管中,轻轻振荡汽水瓶,观察到紫色石蕊溶液变红;加热上述试管,发现溶液颜色由红色变为紫色,写出上述变化过程中反应的化学方程式 , 。
(3)打开汽水瓶盖时,有大量气泡冒出,说明气体的溶解度随 。
(4)如图2所示,在C处放入用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花完成以下实验:
在A处持续而缓缓地通入气体X.当关闭K时,C处的紫色石蕊纸花不变色;当打开K后,C处的紫色石蕊纸花变为红色。
若气体X为未经干燥的二氧化碳,则B瓶中盛放的溶液可以为 (填字母)。
若气体X为未经干燥且混有氯化氢的二氧化碳,则B瓶中盛放的溶液可以为 (填字母)。
A.浓硫酸
B.氢氧化钠溶液
C.饱和碳酸氢钠溶液
【交流反思】
(5)该小组用空气样品和提高二氧化碳含量的空气的样品,控制相同条件测定二者在光照前后温度的变化,实验结果如图3.则与空气样品对应的温度变化曲线是 (填"a"或"b"),二氧化碳可以产生温室效应。
请简述温室效应对人类生存环境的功与过: (各写一点)。
菱镁矿中主要含MgCO3、FeCO3和SiO2.以菱镁矿为原料制取镁的工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)菱镁矿属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)流程中滤渣a主要成分是 。
(3)写出菱镁矿中MgCO3与稀HCl反应的化学方程式 。
(4)溶液b→溶液c反应的化学方程式为:4FeCl2+ +4HCl=4FeCl3+2H2O(补充完方程式)
(5)溶液c调pH使Fe3+完全沉淀为Fe(OH)3从而与Mg2+分离,则调pH的范围应为2.8﹣ 。
已知:物质沉淀的pH见下表:
物质 |
Mg(OH)2 |
Fe(OH)3 |
开始沉淀的pH |
8.9 |
1.5 |
完全沉淀的pH |
10.9 |
2.8 |
(6)结合流程中的数据计算。
①菱铁矿中镁元素的质量分数为 (不考虑整个流程转化中的损失)。
②MgCl2通电制得的气体的质量(写出计算过程)。
2019年春节起,常州大部分地区禁止燃放烟花爆竹,开启了龙城环保新时代。
(1)“禁止燃放烟花爆竹”的安全标志是 。
(2)禁止燃放烟花爆竹不仅可以减少噪声污染、火灾等,还以减少SO2和 等空气污染物的排放,提升空气质量。
(3)爆竹中常含有硫、硝酸钾和木炭的混合粉末,点燃后生成硫化钾(K2S)、氮气和二氧化碳,该反应的化学方程式为 。含硫燃料燃烧产生的SO2会形成 型酸雨,酸雨的pH (填序号)。
A.小于5.6 B.等于7 C.大于7
CO2是最主要的温室气体,也是巨大的碳资源,CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。
(1)以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图1所示。
①反应1的基本类型为 。
②反应2中碳元素的化合价 (填“升高”“不变”或“降低”)。
(2)利用NaOH溶液吸收CO2,部分转化关系见图2。
反应①的化学方程式为 ,该转化中循环使用的物质是 。
(3)利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低浓度的CO2,将其转化为NaHCO3或KHCO3,NaHCO3或KHCO3受热分解生成高浓度的CO2储存利用,生成的Na2CO3或K2CO3循环使用以降低生产成本。
吸收剂 |
Na2CO3 |
K2CO3 |
20℃最高浓度(g/L) |
212 |
1104 |
价格(元/Kg) |
1.25 |
9.80 |
根据表中信息,选择K2CO3溶液作吸收液的优点是 。
(4)利用一种新型“人造树叶”将CO2转化为乙醇(C2H5OH)的反应如下:2CO2+3H2O C2H5OH+3O2,研究显示,1L“人造树叶”每天能从空气中吸收968g CO2,计算1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量(写出计算过程)。
(5)某研究小组设计如图3所示实验,探究CO2和H2在一定条件下反应的产物。
查阅资料:①CO2和H2在合适催化剂和一定温度下反应转化为CO和H2O;
②白色无水硫酸铜吸水后变为蓝色。
实验过程中观察到的主要现象有:B装置中白色固体变为蓝色,C装置中黑色固体变为红色,D装置中澄清石灰水变浑浊。
①设计B装置的目的是 。
②C装置中发生的反应的化学方程式为 。
③研究小组反思后认为,根据上述实验现象不能确认CO2和H2反应生成了CO,理由是 。
某袋装食品的脱氧剂由活性炭、铁粉和食盐混合而成,三者质量比为2:2:1.现用该脱氧剂进行实验,回答下列问题:
(1)将该脱氧剂加入盐酸中,发生反应的化学方程式为 。
(2)打开失效的脱氧剂小袋,发现里面出现了红褐色物质,该物质的主要成分是 (填化学式)。5.0g未经使用的该脱氧剂最多能够吸收氧气 g。
(3)用电子秤称取7.20g完全失效后的脱氧剂放入烧杯中,加入足量稀硝酸,充分溶解后过滤,滤渣为黑色粉末。向所得滤液中加入足量AgNO3溶液,充分反应产生的沉淀质量为2.87g。列式计算该失效脱氧剂中NaCl的质量分数(计算结果精确到0.1%)。
现有一种稀盐酸和氯化铝的混合溶液,取100g该溶液于烧杯中,向其中逐滴加入氢氧化钾溶液,至氯化铝正好完全转化为沉淀,停止滴加氢氧化钾溶液,经测定,生成沉淀的质量为7.8g。请回答:
(1)据观察,产生沉淀前,消耗了一定量的氢氧化钾溶液,请写出该反应的化学方程式 。
(2)100g混合溶液中氯化铝的质量分数是多少?(写出计算过程,计算结果精确到小数点后两位。产生沉淀的化学方程式:AlCl 3+3KOH=Al(OH) 3↓+3KC1
新冠疫情发生以来,在“坚定信心、同舟共济、科学防治、精准施策”的思想指引下,中国抗疫取得重大胜利!
(1)对新型冠状病毒的毒株分离和基因测序,是研发疫苗和药物的基础。为应对疫情,同学们都居家学习,在此期间做法合理的有 。
A.健康饮食,平衡膳食
B.长时间躺床上看书
C.多服用抗生素增强抵抗力
D.关爱家人,乐观面对生活
(2)佩戴口罩出行是预防新冠肺炎的重要举措。一次性口罩需要及时更换,废弃的口罩应放入 垃圾桶最合适。
(3)对公共场所的定期消毒是控制新冠肺炎的有力保障。“84”消毒液被广泛用于新冠疫情的卫生消毒,可通过氯气与氢氧化钠反应制取,生成物中有氯化钠、次氯酸钠(NaClO) 和水,其中次氯酸钠是消毒液的有效成分。
①次氯酸钠中氯元素的化合价为 。
②写出制取“84”消毒液的化学方程式 。
我国塑料购物袋的年消耗量很大,废弃塑料的处理亟待解决。回答下列问题。
(1)购物袋等塑料制品的大量使用,可能会造成的一种环境污染是 。
(2)小林尝试用焚烧法对某类塑料购物袋(主要成分是聚氯乙烯)进行处理,并将燃烧产物用氢氧化钠溶液进行吸收。
【查阅资料】Ⅰ.聚氯乙烯的化学式为(C2H3Cl)n。
Ⅱ.氯化氢气体会污染环境
Ⅲ.Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
①聚氯乙烯完全燃烧的化学方程式如下:
2(C2H3Cl)n+5nO2 4nCO2+2nHCl+2nX,则X的化学式为 。
②将完全燃烧后的产物,全部通入到一定量的NaOH溶液中,得到吸收液,写出氢氧化钠溶液吸收氯化氢的化学方程式 。
③小林对吸收液的溶质成分产生了兴趣,进行如下探究:
[提出问题]吸收液中溶质的成分是什么?
[进行实验1]取吸收液少许置于试管中,滴加2~3滴无色酚酞试液,发现酚酞变红色,说明溶液呈 性。
[猜想]猜想1:NaCl、NaOH、Na2CO3
猜想2:
猜想3:NaCl、Na2CO3、NaHCO3
猜想4:NaCl、NaHCO3
[进行实验2]向实验1所得溶液中,加入过量的CaCl2溶液,小林观察到 (填实验现象),最终得出结论:猜想1正确。
[交流反思]实验结束后,小林对吸收液进行无害化处理,其方案是 ,然后倒入废液缸。
咨询老师后,小林获悉废弃塑料的资源化回收是减少环境危害的最好方法。
(3)聚氯乙烯的生产需要用到氯气。工业上获取氯气的方法是电解饱和食盐水,发生反应的化学方程式为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑.某工厂需生产14.2t氯气(Cl2),至少需要氯化钠的质量为多少?(请写出计算过程)