NaOH是重要的化工原料,研究其制备、检验、贮存及应用具有重要意义。
(1)工业上常用电解饱和食盐水的方法制取NaOH,反应的化学方程式为2NaCl+2H 2O 2NaOH+Cl 2↑+X↑.X的化学式为 。
(2)为了探究NaOH样品中是否存在NaCl、Na 2CO 3杂质,设计如下实验方法
注:AgCl是白色固体,难溶于水和稀HNO 3
①乙中有无色无味气体产生,证明样品中含有Na 2CO 3.产生气体的化学方程式为 。
②试剂X为 溶液;可证明NaCl存在的现象是 。
(3)某兴趣小组试图通过测定生成的CO 2质量,确定因久置而变质的NaOH固体中Na 2CO 3的质量分数,设计了图所示装置并进行如下实验:
步骤一:取一定质量的样品,加入气密性良好的锥形瓶中,然后在分液漏斗中加入足量的稀硫酸,称出装置总质量为m 1。
步骤二:打开分液漏斗旋塞,逐滴加入稀硫酸,待气泡不再产生时,关闭旋塞,称出装置总质量为m 2。
①球形干燥管中不用NaOH固体而用CaCl 2固体的原因是 。
②小明同学认为(m 1﹣m 2)即为生成的CO 2质量,小红同学认为小明的想法不合理,理由是 。
(4)某工厂化验室用20%NaOH溶液洗涤一定量石油产品中残余H 2SO 4,共消耗NaOH溶液20g,洗涤后的溶液呈中性。这一定量石油产品中所含H 2SO 4的质量为 (写出计算过程,否则不得分)。
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。
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
探秘火星上的化学物质
2021年5月15日,我国自主研制的天问一号搭载祝融号火星车,成功登陆火星。
研究表明,火星上有大气,但总量很小,密度只有地球空气的1%左右,主要成分是二氧化碳,年平均气温﹣55℃,冬季最低至﹣133℃,夏季最高至27℃。火星地表没有发现水,但地表下发现有水冰的痕迹,并有大量干冰。土壤及岩石中含有的无机盐跟地球相似,表层土壤主要为氧化铁。到目前为止,火星上还没有发现生命迹象。
(1)下表是火星大气及土壤的部分成分。请你完善下表信息:
成分 |
二氧化碳 |
氮气 |
氩气 |
氧气 |
水蒸气 |
碳酸钙 |
构成微粒 (写符号) |
||||||
体积分数 |
95.3% |
2.7% |
1.6% |
0.15% |
0.03% |
/ |
(2)已知干冰在﹣78.5℃升华。一年四季火星大气中二氧化碳的含量波动较大,原因是 。
(3)移居火星是人类的梦想,根据题中信息回答:跟地球相比,火星上没有或含量不足以支持人类生命活动的基本物质有哪些? 。
(4)要在太空中制取氧气、水和铁,有关物质的信息如下:
资料1.用铁酸镍(NiFe2O4)做催化剂,用舱外太阳能电池发电,通电分解二氧化碳可生成氧气和碳。
资料2.氮气的沸点﹣196℃;氢气的沸点﹣253℃;肼(分子式为N2H4,读音:jing)的沸点114℃;肼是一种无色、易挥发、有刺激性气味的油状液体,有腐蚀性,能腐蚀玻璃和橡胶,有剧毒。肼是航空器上常用的燃料。
请根据提供的信息,探究制取氧气、水和铁的方法。
①在密闭的太空舱中,用资料1中的方法制备氧气的优点是 ,该反应的化学方程式为 。
②肼在氧气中燃烧是否有可能获得水?请说明理由 。
③已知肼在金属铂(Pt)的催化作用下,常温即可分解产生氢气和氮气。反应的化学方程式为 。写出从氢气、氮气混合气体中分离出氢气的依据 。分离出的氢气在氧气中燃烧可制得水。
④根据资料2中肼的性质,在使用肼制取氢气时,为保障安全,需要注意的问题有 。
⑤以资料1中二氧化碳分解产生的碳、火星大气中的二氧化碳和火星土壤中的氧化铁为原料制备金属铁,反应的化学方程式为 。
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)。
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)
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 。
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
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。
向盛有Fe2O3粉末的烧杯中加入过量的稀H2SO4,充分搅拌,粉末完全溶解;再向所得溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成沉淀与加入NaOH溶液之间的质量关系如图所示。请回答下列问题:
(1)写出AB段内反应的化学方程式: 。
(2)加入NaOH溶液40g时溶液中存在的溶质是 (写化学式)。
(3)计算氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。(要求写出计算过程)
化学知识与应用
(1)铝制品耐腐蚀的原因是 (用化学方程式表示);
(2)在牙膏中,常用轻质碳酸钙粉末作摩擦剂。人们通常用下列方法生成轻质碳酸钙:将石灰石煅烧后加水制成石灰乳,净化后与二氧化碳作用得到碳酸钙。试用化学方程式表示上述反应的原理:
① ; ② ;③ 。
某钢铁厂实验室为测定赤铁矿Fe 2O 3的含量,将矿石粉碎(其中杂质既不溶于水也不与酸反应),进行如下实验:
请回答下列问题:
(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为 ;
(2)样品中Fe 2O 3的质量分数是 ;
(3)根据已知条件列式求解200g稀硫酸中溶质质量(x)的比例式 ;
(4)若向最终滤液中加入16g水,所得不饱和溶液中溶质的质量分数为 ;
(5)该钢铁厂每天用上述赤铁矿石1900t来生产生铁,则理论上日产含杂质5%的生铁的质量为 .
科学课上,老师告诉学生“能发生复分解反应的两种盐通常是可溶的”.有“通常”就有“例外”,能否找到某些可溶性盐和难溶性盐发生复分解反应的证据呢?科学兴趣小组进行了探究.
【查阅资料】①水溶液中的复分解反应一般朝着溶液中离子浓度(单位体积溶液中离子数目的多少)减少的方向进行.
②了解到某些难溶性盐的溶解能力和颜色.
3溶液,再加入过量NaCl溶液,有白色沉淀生成.
再往该试管中加入少量KI溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀.
【分析讨论】(1)为什么要加入过量的NaCl溶液?请说明理由.
(2)写出加入少量KI溶液后发生反应的化学方程式.
(3)该反应能发生的原因是AgI在水中的溶解能力 AgCl(选填“大于”、“等于”或“小于”).
【得出结论】某些可溶性盐和难溶性盐之间能发生复分解反应.
铜、铁是人类使用最早、应用广泛的金属.
(一)对古代制品的认识
青铜铸件、丝绸织品、陶瓷器皿是我国古代劳动人民创造的辉煌成就.
1、上述制品不涉及到的材料是 (选填序号).
A、金属材料 B、无机非金属材料 C、复合材料
2、如图1为出土文物古代青铜铸件"马踏飞燕".该文物能保存至今的原因可能是 (选填序号).
A、铜的活泼性弱 B、铜不会生锈 C、深埋于地下,隔绝空气
(二)铁、铜的冶炼
1、我国古代曾用孔雀石炼铜,涉及主要反应的化学方程式: ,2CuO+C 2Cu+CO 2↑.
2、铁、铜矿石有赤铁矿(Fe 2O 3)、磁铁矿(Fe 3O 4)、黄铁矿(FeS 2)、黄铜矿(CuFeS 2)等.CuFeS 2为二硫化亚铁铜,其中S元素的化合价为 .
(1)工业炼铁大多采用赤铁矿、磁铁矿.以磁铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 .炼铁不采用黄铁矿、黄铜矿,可能的原因是:
①黄铁矿、黄铜矿含铁量相对低;② .
(2)以黄铜矿为原料,采用生物炼铜是现代炼铜的新工艺,原理为:4CuFeS 2+17O 2+2H 2SO 4 4CuSO 4+2Fe 2(SO 4) 3+2H 2O.
向上述反应后的溶液中加入Fe粉,得到FeSO 4溶液和Cu.
①发生主要反应的化学方程式:Fe+Fe 2(SO 4) 3=3FeSO 4, .
②FeSO 4溶液经蒸发浓缩、 、过滤等操作得到FeSO 4•7H 2O晶体.
(三)黄铜矿中铁、铜含量的测定
在科研人员指导下,兴趣小组称取25.00g黄铜矿(含少量Fe 2O 3和其它不含金属元素的杂质)模拟生物炼铜,使其全部转化为CuSO 4、Fe 2(SO 4) 3溶液.向溶液中加入过量NaOH溶液得到Cu(OH) 2、Fe(OH) 3固体.
1、证明NaOH溶液过量的方法:静置,向上层清液中滴加 溶液,无现象.
2、用图2装置对固体进行热分解实验.
【资料】
①在68℃时,Cu(OH) 2分解为CuO;在500℃时,Fe(OH) 3分解为Fe 2O 3.
②在1400℃时,CuO分解为Cu 2O和O 2,Fe 2O 3分解为复杂的铁的氧化物和O 2.
(1)装配好实验装置后,先要 .
(2)停止加热后仍需继续通N 2,可防止倒吸和 .
(3)控制不同的温度对A中固体加热,测得装置B和C中铜网的质量变化如表.
温度/℃ |
室温 |
100 |
550 |
1400 |
B装置/g |
200.00 |
201.80 |
205.04 |
205.04 |
C中铜网/g |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
101.28 |
①此黄铜矿中铜、铁元素的质量分数:ω(Cu)%= ;ω(Fe)%= .
②复杂的铁的氧化物化学式为 .
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)