高中化学必修一第二章《海水中的重要元素—钠和氯》经典练习题(2)
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一、填空题
1.探究钠及其化合物的性质,请按要求填空:
(1)Na 、Na 2O 、Na 2O 2、NaOH 久置空气中最终都是变为_______(填化学式);
(2)Na 投入MgCl 2溶液中发生反应的总化学方程式_______。
(写一个方程式)
(3)向足量的蒸馏水中加入一定量Na 2O 2粉末,该反应的离子方程式为_______。
答案:Na 2CO 3 2Na+2H 2O+MgCl 2=Mg(OH)2↓+2NaCl+H 2↑ 2Na 2O 2+2H 2O=4Na ++4OH -+O 2↑
【详解】
(1)Na 在空气中放置,会与空气中的O 2反应产生Na 2O ,Na 2O 与水反应产生NaOH ;与水反应产生NaOH 、H 2;NaOH 吸收水分变为NaOH 溶液,然后与溶解在NaOH 溶液中的CO 2反应产生Na 2CO 3;Na 2O 2与空气中的水反应产生NaOH ,NaOH 吸收水分变为NaOH 溶液,然后与溶解在NaOH 溶液中的CO 2反应产生Na 2CO 3;Na 2O 2与空气中的CO 2反应产生Na 2CO 3,故Na 、Na 2O 、Na 2O 2、NaOH 久置空气中最终都是变为Na 2CO 3;
(2)Na 投入MgCl 2溶液中,先与水反应产生NaOH 和H 2,NaOH 与溶液中的溶质MgCl 2发生反应产生Mg(OH)2沉淀和NaCl ,故反应的总化学方程式为:
2Na+2H 2O+MgCl 2=Mg(OH)2↓+2NaCl+H 2↑;
(3)向足量的蒸馏水中加入一定量Na 2O 2粉末,二者反应产生NaOH 和O 2,该反应的离子方程式为2Na 2O 2+2H 2O=4Na ++4OH -+O 2↑。
2.(1)铁在氯气中加热的化学方程式为:___________
(2)碳酸氢钠受热分解的化学方程式为:___________
(3)实验室制备高铁酸钾的原理为 Cl 2+Fe(OH)3+KOH→K 2FeO 4+KCl+H 2O ,该反应的离子方程式为:___________
(4)若温度超过40℃,Cl 2与NaOH 溶液反应生成NaClO 3和NaCl ,该反应的离子方程式为:___________
(5)写出Cu 在H 2O 2作用下和稀硫酸反应生成硫酸铜的化学方程式:___________
(6)0.2molCO 2通入100mL3mol/L 的NaOH 溶液,该反应的离子方程式为
_________________
答案:2Fe+3Cl 2=2FeCl 3 2NaHCO 3=Na 2CO 3 +CO 2↑+H 2O 3Cl 2+2Fe(OH)3+10OH - =224FeO -+6Cl - +8H 2O 3Cl 2+6OH -=3ClO -
+5Cl -+3H 2O Cu+H 2O 2+H 2SO 4=CuSO 4+2H 2O 2CO 2+3OH - =3HCO -+23CO -+ H 2O
【详解】
(1)铁在氯气中加热,生成氯化铁,化学方程式为:2Fe+3Cl 2
2FeCl 3。
答案为:2Fe+3Cl 22FeCl 3; (2)碳酸氢钠受热分解,生成碳酸钠、水和二氧化碳气体,化学方程式为:
2NaHCO 3Na 2CO 3 +CO 2↑+H 2O 。
答案为:2NaHCO 3Na 2CO 3 +CO 2↑+H 2O ;
(3)在反应Cl 2+Fe(OH)3+KOH→K 2FeO 4+KCl+H 2O 中,Cl 元素的化合价由0价降至-1价,Fe 元素的化合价由+3价升至+6价,KOH 、K 2FeO 4、KCl 都为可溶性强电解质,能拆成离子形式,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,该反应的离子方程式为:
3Cl 2+2Fe(OH)3+10OH - =224FeO -+6Cl - +8H 2O 。
答案为:3Cl 2+2Fe(OH)3+10OH -
=224FeO -+6Cl - +8H 2O ;
(4)若温度超过40℃,Cl 2与NaOH 溶液反应,生成NaClO 3、NaCl 和水,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,该反应的离子方程式为:3Cl 2+6OH -=3ClO -+5Cl -+3H 2O 。
答案为:3Cl 2+6OH -=3ClO -+5Cl -+3H 2O ;
(5)Cu 在H 2O 2作用下和稀硫酸反应,生成硫酸铜和水,化学方程式:
Cu+H 2O 2+H 2SO 4=CuSO 4+2H 2O 。
答案为:Cu+H 2O 2+H 2SO 4=CuSO 4+2H 2O ;
(6)0.2molCO 2通入100mL3mol/L 的NaOH 溶液,生成0.1molNa 2CO 3、0.1molNaHCO 3和水,该反应的离子方程式为2CO 2+3OH - =3HCO -+23CO -
+ H 2O 。
答案为:2CO 2+3OH - =3HCO -+23CO -+ H 2O 。
3.新型冠状病毒蔓延期间,为做好自我保护,我们要减少外出,避免与表现出有呼吸道疾病症状的人密切接触,外出最重要的防护措施是佩戴符合要求的口罩。
在生活中常见的口罩一般有棉布口罩、医用外科口罩、活性炭口罩和N95口罩。
也可以在实验室进行制备84消毒液(有效成分是NaClO )。
(1)新型冠状病毒可以通过气溶胶传播,气溶胶属于分散系中的___________(“溶液”、“胶体”、“悬浊液”)。
(2)佩戴口罩预防疾病的原理相当于化学实验中的_________操作。
(“蒸发”、“过滤”“萃取”)
(3)生成N95口罩的主要原料是聚丙烯,它属于___________(填“金属材料”或“合成材料”)
(4)如图是模拟84消毒液的装置,实验室先制备氯气,再通入氢氧化钠溶液,写出发生的化学反应方程式:__________________________,氧化剂是_________,氧化产物是_________。
(5)84消毒液和洁厕灵混合使用时会发生化学反应2HCl+NaClO=NaCl+H 2O+X↑,使消毒液失效,杀菌消毒能力减弱,易发生生命危险,X 为_________。
答案:胶体 过滤 合成材料 2NaOH+Cl 2=NaCl+NaClO+H 2O Cl 2 NaClO Cl 2
【分析】
由题给实验装置图可知,分液漏斗中盛有浓盐酸,浓盐酸滴入圆底烧瓶中,与二氧化锰共热反应生成氯化锰、氯气和水,浓盐酸具有挥发性,将反应生成的气体通入饱和食盐水的装置B 中除去易溶于水的氯化氢,除杂后的氯气通入盛有氢氧化钠溶液的装置C 中,氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水。
【详解】
(1)气溶胶属于分散系中的胶体,故答案为:胶体;
(2)佩戴口罩预防疾病的原理是能使空气透过,但不能使病毒通过,相当于化学实验中的过滤,故答案为:过滤;
(3)聚丙烯属于合成材料,故答案为:合成材料;
(4)氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的化学方程式为
2NaOH+Cl 2=NaCl+NaClO+H 2O ,反应中氯元素化合价升高被氧化,又降低被还原,氯气即是氧化剂又是还原剂,氯化钠为还原产物,次氯酸钠是氧化产物,故答案为:
2NaOH+Cl 2=NaCl+NaClO+H 2O ;Cl 2;NaClO ;
(5)84消毒液的主要成分是次氯酸钠,洁厕灵的主要成分是盐酸,84消毒液和洁厕灵混合使用时次氯酸钠和盐酸反应生成氯化钠、氯气和水,则X 为氯气,故答案为:Cl 2。
4.我们生活中处处都与化学有密切关系。
22Na CO 、3NaHCO 和食盐等是生活中常见的钠盐。
(1)写出苏打与少量醋酸反应的离子方程式____________。
(2)小苏打常用于治疗胃酸过多,写出相应的离子方程______。
(3)写出实验室检验氯化钠溶液中Cl -的离子方程式______。
(4)漂白液光照会产生无色无味气体。
写出生成气体的离子方程式______。
(5)氯水与SO 2均有漂白性,二者混合则失去漂白性,请写出发生的离子方程式______。
答案:CO 2-3+CH 3COOH= HCO -3+CH 3COO - HCO -3+H +=CO 2+H 2O Cl -+Ag += AgCl↓ 2HClO=2H ++2Cl -+O 2 Cl 2+SO 2+2H 2O=2Cl -+ SO 2-
4+4H +
【详解】
(1)碳酸钠与少量醋酸反应生成碳酸氢钠和醋酸钠,反应的离子方程式是CO 2-3+CH 3COOH= HCO -3+CH 3COO -;
(2)碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳,反应的离子方程式是
HCO -3+H +=CO 2+H 2O ;
(3)实验室用硝酸酸化的硝酸银检验氯化钠溶液中的Cl -,反应的离子方程式是Cl -+Ag += Ag Cl↓;
(4)漂白液中的次氯酸在光照时分解为盐酸和氧气,反应的离子方程式是2HClO=2H ++2Cl -+O 2;
(5)氯水与SO 2反应生成硫酸和盐酸,反应的离子方程式是Cl 2+SO 2+2H 2O=2Cl -+
SO2-
4
+4H+。
5.可用氨气跟氧化铜反应制备纯净氮气,其反应为:2NH3 + 3CuO Δ
N2 + 3Cu + 3H2O。
回
答下列问题:
(1)标准状况下,6.72 L N2的物质的量是____mol。
(2)80 g CuO中含有的Cu2+的数目为____。
(3)相同物质的量的NH3和H2O的分子的个数比是____,它们的质量比是____。
(4)标准状况下,将2.24 L NH3溶于水配制成100 mL的溶液,其溶质的物质的量浓度为____mol·L-1。
(5)用双线桥表示电子转移的方向和数目:2NH3 + 3CuO Δ
N2 + 3Cu + 3H2O
________________________________________。
答案:3 6.02×10231:117:181
【详解】
(1)标准状况下,6.72 L N2的物质的量=
6.72L
22.4L/mol
=0.3mol,故答案为:0.3;
(2)80g CuO的物质的量=
80g
80g/mol
=1mol,Cu2+的物质的量=1mol×1=1mol,含有的Cu2+的
数目为6.02×1023,故答案为:6.02×1023;
(3)物质的量之比=粒子数之比,则相同物质的量的NH3和H2O的分子的个数比是1:1,它们的质量比是(1×17):(1×18)=17:18,故答案为:17:18;
(4)标准状况下,2.24 L NH3的物质的量=
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,溶于水配制成100 mL的溶
液,其溶质的物质的量浓度=0.1mol
0.1L
=1mol/L,故答案为:1;
(5)2NH3 + 3CuO Δ
N2 + 3Cu + 3H2O中,N元素失2×3e-,化合价升高,被氧化为N2,Cu元
素得3×2e-,化合价降低,被还原为Cu,用双线桥表示电子转移的方向和数目:
,故答案为:。
6.硫、氮、氯其化合物在生产生活中应用广泛。
请回答:
(1)将SO2通入品红溶液中,现象为品红溶液________,加热后溶液颜色________。
(2)已知反应:SO2+Cl2+2H2O ═ 2HCl+H2SO4,该反应中的氧化产物是__________。
(3)木炭与浓硫酸共热的化学反应方程式为:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,若生成0.5 mol CO2,则转移电子的物质的量是_________mol。
(4)汽车尾气常含有NO、NO2、CO等,会污染空气。
在汽车尾气排放管处安装一个催化转化器,可使尾气中有害气体CO和NO反应转化为两种无毒气体,该反应的化学方程式
___________。
(5)“84”消毒液(主要成分是NaClO)和洁厕剂(主要成分是浓盐酸)不能混用,原因是
___________(用离子方程式表示)。
利用氯碱工业的产物可以生产“84”消毒液,写出有关反应的化学方程式:____________
答案:褪色变红H2SO422CO+2NO N2+2CO2ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+
H2O Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O
【详解】
(1)二氧化硫与品红化合生成无色物质不稳定,溶液褪色,加热已褪色的溶液,溶液又恢复为红色。
所以将SO2通入品红溶液中,现象为品红溶液褪色,加热后溶液颜色变红。
故答案为:褪色;变红;
(2)SO2+Cl2+2H2O ═ 2HCl+H2SO4,该反应中SO2中+4价的硫失去电子被氧化,得到氧化产物H2SO4。
故答案为:H2SO4;
(3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,每生成1molCO2,转移4mol电子,若生成0.5 mol CO2,则转移电子的物质的量是2mol。
故答案为:2;
(4)在汽车尾气排放管处安装一个催化转化器,可使尾气中有害气体CO和NO反应转化为两种无毒气体N2和CO2,反应的化学方程式2CO+2NO N2+2CO2。
故答案为:
2CO+2NO N2+2CO2;
(5)NaClO具有强氧化性,在酸性条件下能将Cl-氧化。
“84”消毒液(主要成分是NaClO)和洁厕剂(主要成分是浓盐酸)不能混用,原因是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O(用离子方程式表示)。
利用氯碱工业的产物可以生产“84”消毒液,氯气能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠和氯化钠,反应的化学方程式:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O。
故答案为:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O;Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O。
7.向一定体积CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入浓度为1 mol·L-1的Na2CO3溶液,反应过程中加入的Na2CO3溶液的体积与产生沉淀或气体的质量关系如图所示。
已知图中V1∶V2=1∶2;当加入V2 mL Na2CO3溶液时,所得溶液的浓度为1 mol·L-1,体积为200 mL。
求:
(1)加入V2 mL Na2CO3溶液时,所得溶液的溶质是________。
(2)原混合溶液中CaCl2和HCl的物质的量之比n(CaCl2)∶n(HCl)=________。
(3)m1=________g,m2=________g。
答案:NaCl1∶2 2.25
【分析】
分析反应的过程可知:加入的碳酸钠先与盐酸反应,把盐酸消耗完了,才开始与氯化钙反应,开始生成沉淀,最后到达最高点说明已经反应完了,据此分析解答。
【详解】
(1)加入V2 mL Na2CO3溶液时,沉淀或气体的质量不再增大,说明碳酸钠恰好完全反应,溶液中只含有NaCl一种溶质,故所得溶液的溶质是NaCl;
(2)由图像可知,向一定体积 CaCl2 和 HCl 的混合溶液中逐滴加入浓度为 1mol·L-1的
Na2CO3溶液,0~V1发生的是碳酸钠与盐酸反应,生成二氧化碳的质量为m1,V1~V2发生的是碳酸钠与氯化钙的反应,生成碳酸钙的质量为m2。
又知V1:V2=1:2,说明盐酸和氯化钙消耗的Na2CO3溶液体积相等,由两个反应的化学方程式可知,n(CaCl2)∶n(HCl)= 1:2;当加入 V2mLNa2CO3溶液时,所得溶液为氯化钠溶液,其浓度为 1 mol·L-1,体积为200mL,所以n(NaCl)=0.2mol,由氯离子守恒可以求出n(CaCl2)=0.0500mol、
n(HCl)=0.100mol,n(CaCl2)∶n(HCl)=1:2;
(3) 0~V1发生的是碳酸钠与盐酸反应,生成二氧化碳的质量为m1,则n(CO2)= 1
2
n (HCl)=
1
2
×0.1mol=0.05mol,m1= n(CO2) ×M(CO2)=0.05mol×44g/mol=2.2g,由钙离子守恒可知,n(CaCO3)=n(CaCl2)=0.05mol,所以m2=0.0500mol100g/mol
⨯=5 g。
【点睛】
本题考查的是有关混合物的组成的计算,难度较大。
弄清反应原理和反应的先后顺序是解题的关键,从图像中及题中找出关键数据是解题的保证,巧妙运用守恒法是解题的捷径。
8.生产生活中常用84消毒液杀菌消毒。
化学课外小组用Cl2和NaOH固体制取84消毒液。
请回答下列问题:
(1)制取84消毒液的离子方程式为______________________。
(2)制取84消毒液需要4.0 mol·L-1的NaOH溶液100mL,配制时称量NaOH固体的质量为________,配制过程中使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、_________。
(3)该消毒液也用于漂白,为增强漂白性向消毒液中滴加几滴稀盐酸,写出化学反应方程式
__________________。
(4)84消毒液在空气中久置后,NaClO会转化为HClO,HClO分解失效,化学课外小组同学向溶液中滴加紫色石蕊试液,出现______________现象,证明消毒液已失效。
答案:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O16.0g100mL容量瓶HCl+NaClO=NaCl+HClO溶液变为红色
【分析】
(1)Cl2与NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O,该反应就是制取“84” 消毒液的反应;
(2)根据c=m
M
计算溶质的质量,利用配制物质的量浓度的溶液的实验步骤确定仪器的使
用;
(3)根据酸性HCl>HClO分析反应;
(4)利用HClO具有漂白性,会使有色物质氧化变为无色确定消毒液是否已失效。
【详解】
(1)Cl2与NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O,该反应就是制取“84” 消毒液的反应,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(2)m(NaOH)=n ▪M=c▪V▪M=4.0mol/L×0.1L×40g/mol=16.0g;
配制100mL一定物质的量浓度的溶液过程中使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶;
(3)该消毒液中的NaClO具有强的氧化性,因此也用于漂白,由于酸性HCl>HClO,所以为增强漂白性,向消毒液中滴加几滴稀盐酸,此时发生化学反应HCl+NaClO=NaCl+HClO,HClO的浓度增大,因此溶液的漂白性增强;
(4) HClO不稳定,光照会发生分解反应:2HClO2HCl+O2↑,若HClO完全分解,最后溶液变为稀HCl,不再具有漂白性,所以向溶液中滴加紫色石蕊试液,出现溶液变为红色,且不再褪色,证明消毒液已失效。
【点睛】
本题考查了物质的量浓度的溶液的配制、氯气与NaOH溶液的反应、产物的性质及检验方法的知识。
掌握物质的量浓度的溶液配制方法及氯气的有关化学性质是本题解答的关键。
9.若要除去下列溶液中的杂质(括号内为杂质),请将选用的试剂及有关反应的化学方程式填入下表的空白处:
物质(杂质)试剂有关化学方程式
(1)NaHCO3(Na2CO3)_______________________
(2)FeCl2(FeCl3)_______________________
答案:CO2Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3Fe2FeCl3+Fe=3FeCl2
【分析】
使杂质与一定的物质发生反应产生被提纯的物质,据此分析解答。
【详解】
Na 2CO 3在溶液中可与CO 2反应生成NaHCO 3,反应的方程式为
Na 2CO 3+H 2O+CO 2=2NaHCO 3;FeCl 3具有强的氧化性,在溶液中与铁反应生成FeCl 2,反应的化学方程式为2FeCl3+Fe=3FeCl 2,从而达到除杂净化的目的。
【点睛】
本题考查元素的单质及化合物在混合物分离、提纯的应用的知识,把握物质的性质及混合物分离方法、反应原理为解答的关键。
10.填写下列空白:
(1)15.8gKMnO 4的物质的量是___,所含原子数目为___,其所含氧元素与___molNaClO 中所含氧元素的质量相同。
(2)相同条件下,相同质量的Al (OH )3和Na 2O 2中氧原子的个数比是___;相同物质的量的NH 4+与OH -所含电子个数之比为___。
答案:1mol 0.6N A 0.4mol 3:2 1:1
【详解】
(1)15.8gKMnO 4的物质的量n= m 15.8g =M 158g/mol
=0.1mol ;一个高锰酸钾有6个原子,故共有原子0.6mol ,共有0.6N A 个原子,0.4N A 个氧原子与0.4mol NaClO 中所含氧元素的质量相同。
(2)可设Al (OH )3和Na 2O 2的质量都是m 克,则Al (OH )3中氧元素物质的量为m m m 3=3M 7826⨯⨯=,Na 2O 2中氧元素物质的量为m m m 2=2M 7839
⨯⨯=则相同质量的SO 2和SO 3中所含氧原子的个数之比是:3:2,NH 4+与OH -相对分子质量相等且都含有10个电子,故相同物质的量的NH 4+与OH -所含电子个数之比为1:1。
11.某同学设计了利用氯酸钾分解制O 2测定气体摩尔体积的探究实验。
实验步骤如下:
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量试管和药品的总质量为15.95 g 。
②连接好实验装置,
③加热,开始反应,直到不再有气体产生为止
④测量排入量筒中水的体积为279.7 mL
⑤准确称量试管和残留物的质量为15.55 g
根据上述实验过程,回答下列问题:
(1)请补充②中的实验步骤___________________。
(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤:
a .调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同;
b .使试管和广口瓶内气体都冷却至室温;
c .读取量筒内液体的体积。
这三步操作的正确顺序是________(请填写步骤序号)。
进行实验操作c 时,若仰视读数,则读取氧气的体积______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)实验过程中产生氧气的物质的量是__________mol ;实验测得该条件下的气体摩尔体积是____(保留小数点后两位)。
(4)若欲检验试管中产物所含的阴离子,方案为:将固体冷却后溶于水,过滤,_________________________________(填写具体实验方案)。
若想检验产物中所含的阳离子方法为_____。
答案:检查装置的气密性 bac 偏小 0.0125 22.38 L /mol 滤液加入硝酸酸化的AgNO 3溶液,若产生白色沉淀,则含Cl - 焰色反应
【详解】
(1)与气体有关的实验,连接好装置后要检验装置的气密性。
(2)在测量收集到O 2的体积时,先将装置中的气体冷却至室温,然后调整量筒高度,使量筒内液面和广口瓶中液面相平,最后再读取量筒内水的体积。
读数时若仰视量筒内的液面,会使读取O 2的体积偏小。
所以正确的顺序为bac 。
(3)根据质量守恒定律,产生O 2的质量为:15.95g -15.55g =0.4g 。
n (O 2)= -10.4g 32g mol =0.0125mo1,则V m = 0.2797L 0.125mol
=22.38L /mol 。
(4)氯酸钾分解制O 2的产物还有Cl -,检验Cl -的方法是滤液加入硝酸酸化的AgNO 3溶
液,若产生白色沉淀,则含Cl -,滤液中的阳离子是钾离子,要用焰色反应来检验。
【点睛】
一般用的是单个的量筒的话,用的是排水原理,注意:
1. 气体的温度要保持在室温;
2. 量筒内外的液面要一样高;
3. 读数时,视线要平视,量筒内外凹液面与刻度相切;
4. 气体在水中的溶解度要很小。
12.铁和钙是人类生命活动所必需的元素,利用相关知识,完成下列问题。
Ⅰ.(1)所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是________(填字母,下同)。
A .Fe B .FeSO 4 C .Fe 3O 4
(2)血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价,能与O 2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。
NaNO 2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O 2结合的能力,药品美蓝是其有效的解毒剂,下列说法中正确的是__________。
A .NaNO 2被氧化
B .药品美蓝是还原剂
C .NaNO 2是还原剂
D .药品美蓝被还原
(3)电子工业常用30%的FeCl 3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔来制造印刷电路板。
写出FeCl 3溶液与铜发生反应的离子方程式:
__________________________________________________。
Ⅱ.人体血液里Ca 2+的浓度一般采用m g·cm -3来表示。
抽取一定体积的血样,加适量的草酸铵[(NH 4)2C 2O 4]溶液,可析出草酸钙(CaC 2O 4)沉淀,将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H 2C 2O 4),再用KMnO 4溶液滴定即可测定血液样品中Ca 2+的浓度。
某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca 2+
的浓度。
(配制KMnO 4标准溶液)如图是配制50 mL KMnO 4标准溶液的过程示意图。
(4)请你观察图示判断其中不正确的操作有________(填序号)。
(5)其中确定50 mL 溶液体积的容器是________(填名称)。
(6)如果用图示的操作所配制的溶液进行实验,在其他操作正确的情况下,所配制的溶液浓度将________(填“偏大”或“偏小”)。
(测定血液样品中Ca 2+的浓度)抽取血样20.00 mL ,经过上述处理后得到草酸,再用0.020 mol·L -1 KMnO 4溶液滴定,使草酸转化成CO 2逸出,这时共消耗9.00 mL KMnO 4溶液。
(7)已知草酸与KMnO 4反应的离子方程式为:____________________________________。
(8)经过计算,血液样品中Ca 2+的浓度为________ mg·cm -3。
答案:BC B 2Fe 3++Cu= Cu 2++2Fe 2+ ①②⑤ 50mL 容量瓶 偏小
2MnO 4-+5H 2C 2O 4+6H +=2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O 0.9 mg·cm -3
【详解】
Ⅰ(1)同一种元素,处于最高价态时只有氧化性,处于最低价态时只有还原性,处于中间价态时既有氧化性又有还原性;
A .Fe 中元素化合价处于最低价态0价,只有还原性,A 错误;
B .FeSO 4 中Fe 元素为+2价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,B 正确;
C .Fe 3O 4 Fe 元素既有+3价又有+2价,既有氧化性又有还原性,C 正确;
故答案为:BC ;
(2)A .NaNO 2因具有氧化性,被还原,故A 错误;
B .NaNO 2因具有氧化性,所以要解毒应加入还原性物质,则药品美蓝是还原剂,故B 正
确;
C .NaNO 2因具有氧化性,是氧化剂,故C 错误;
D .NaNO 2因具有氧化性,所以要解毒应加入还原性物质,则药品美蓝是还原剂被氧化,故D 错误;
故答案为:B ;
(3)FeCl 3溶液与Cu 发生氧化还原反应生成Fe 2+和Cu 2+,离子方程式为2Fe 3++Cu= Cu 2++2Fe 2+,故答案为:2Fe 3++Cu= Cu 2++2Fe 2+;
Ⅱ(4)由图示可知①②⑤操作不正确,①高锰酸钾具有强氧化性,应放入烧杯中称量;②不能在量筒中溶解固体;⑤定容时应平视刻度线,至溶液凹液面与刻度线相切;故答案为:①②⑤;
(5)应该用容量瓶确定50mL 溶液的体积,故答案为:50mL 容量瓶;
(6)如果用图示的操作配制溶液,由于仰视刻度线,会使溶液体积偏大,所配制的溶液浓度将偏小,故答案为:偏小;
(7)草酸跟酸性KMnO 4溶液反应生成二氧化碳、二价锰离子等,反应的离子方程式为:2MnO 4-+5H 2C 2O 4+6H +=2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O ;故答案为:
2MnO 4-+5H 2C 2O 4+6H +=2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O ;
(8)血样20.00 mL 经过上述处理后得到草酸,草酸消耗的高锰酸钾的物质的量为0.020 mol·L -1×9×10-3L=1.8×10-4mol ,根据反应方程
2MnO 4-+5H 2C 2O 4+6H +=2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O ,及草酸钙的化学式CaC 2O 4,可知:n(Ca 2+)=n(H 2C 2O 4)=52 n(-4MnO )=52
×1.8×10-4mol =4.5×10-4mol ,Ca 2+的质量为:40g/mol×4.5×10-4mol=0.018g ,钙离子的浓度为
0.01820g ml = 0.9 mg·cm -3;故答案为0.9 mg·cm -3。
13.回答下列问题:
(1)在无土栽培中,需配制500mL 含有NH +4、K +、Cl -、SO 2-4的植物培养液,且要求该培养液中c (Cl -)=c (K +)=c (SO 2-4)=0.4mol/L 。
该培养液中,c(NH +4)=_______1mol L -⋅。
若用K 2SO 4、NH 4Cl 、(NH 4)2SO 4配制培养液,则需_______g (NH 4)2SO 4。
(2)已知18.4mol/L 的硫酸的密度为1.84g/cm 3,则其溶质的质量分数为_______。
(3)由CO 2、H 2和CO 组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同,则该混合气体中CO 2和H 2的体积比为_______。
(4)在一定温度和压强下,3.6g 石墨和6.4g 氧气充分反应至固体无剩余,所得产物为_______。
答案:8 13.2 98% 13:8 CO 2和CO
【分析】
(1)利用电荷守恒法可以计算溶液中的离子浓度及物质的量,利用原子守恒可以计算相应物
质的物质的量。
(2)根据浓度公式直接计算。
(3)根据理想气体方程式得出平均摩尔质量,根据三种气体的摩尔质量特点,利用十字交叉法进行计算。
(4)根据碳和氧气的两个反应的反应物之间物质的量之比,利用已知反应物的物质的量之比进行判断发生的反应方程式。
【详解】
(1)根据溶液不带电,列出电荷守恒:c (Cl -) +2c (SO 2-4)= c (K +)+ c (NH +4) ,根据已知c (Cl -)=c (K +)=c (SO 2-4)=0.4mol/L ,代入得c (NH +4)=0.8 mol/L 。
若用K 2SO 4、NH 4Cl 、(NH 4)2SO 4配
制该溶液,根据n (Cl -)=0.4 mol/L×
0.5L=0.2mol ,n (SO 2-4)=0.2mol ,n (NH +4)=0.4 mol ,则n ((NH 4)2SO 4)=0.1mol ,m=n ×M=0.1mol ×132g/mol=13.2g 。
(2)根据公式1000=,1000cM c M ρωωρ
==98%。
(3) 同温同压下密度相同,利用pM =ρRT 得出,CO 2、H 2和CO 组成的混合气体平均摩尔质量与氮气的摩尔质量相同,M =28g/mol ,由于CO 的摩尔质量是28g/mol ,故CO 2、H 2的平均摩尔质量也是28g/mol 利用十字交叉法:
2222(CO )(CO )2613(H )(H )168
n V n V ===。
(4)根据石墨和氧气的两个反应: 22C+O
=2CO 一定条件,22C+O =CO 一定条件,由于3.6g 石墨和6.4g 氧气的物质的量之比为3:2。
介于上面两个方程式系数比之间,故发生了两个反
应,所以产物是CO 2和CO 。
【点睛】
注意计算混合气体的体积之比时,利用理想气体方程式推导,体积之比等于物质的量之比,根据平均摩尔质量可以利用十字交叉法进行计算物质的量之比。
14.I.侯德榜对索尔维制碱法进行了改进,将合成氨工业与纯碱工业联合,发明了侯氏制碱法,又称联合制碱法,生产流程如图所示(
代表所需物质, 代表产品)请回答下
列问题:
(1)产品 C 的名称为_______,所需物质 B 的电子式为_______。
(2)NH 3、物质 B 与母液反应的化学方程式为_______。
操作X 的名称是_______。
II.利用侯氏制碱法制备的纯碱中含有少量NaCl 杂质, 利用下列装置可用来测定纯碱中的Na 2CO 3 的质量分数。
实验步骤如下:
① 如图所示,组装好实验仪器,并检查其气密性;
② 准确称取盛有碱石灰的干燥管D 的质量(设为1m g )
③ 准确称取一定量的纯碱(设为ng ),并将其放进广口瓶 B 内;
④ 从分液漏斗中缓缓滴入一定量的稀硫酸,并从前端缓缓地鼓入空气,至 B 反应器中不再产生气体为止;
⑤ 准确称取干燥管D 的总质量(设为2m g ) 根据上述实验,请回答下列问题:
(3)该实验进行到操作④时,要缓缓鼓入空气,鼓入空气的作用是_______。
装置A 中的液体应选用_______。
(4)装置B 与D 之间必须添加一装置 C ,否则会使测定结果偏高。
在空白框内画出该装置C _______,装置中盛放的是_______。
(5)根据此实验,计算出纯碱中23Na CO 的质量分数为_______(用m 1,m 2,n 表示)。
如果缺少装置 E ,则实验所得纯碱样品的纯度会_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
答案:氯化铵 ....O C O:∶∶:: 32234NaCl+NH +CO +H O=NaHCO +NH Cl ↓ 过滤 确
保2CO 充分被吸收 NaOH 溶液
浓硫酸 ()21106m m 100%44n
-⨯ 偏高 【分析】
此题根据工业侯式制碱法的两步反应可以判断反应物及生成物,根据生成物之间性质的不同,也是工业制碱法的特点进行分离物质。
对于样品纯度的测定,根据实验装置中的仪器和试剂及实验步骤判断实验方法,根据实验测定方法和目的判断实验过程中可能影响的外界条件,及实验误差的避免。
【详解】
(1)根据流程中到C 进入的物质是食盐和氨气进行判断,C 物质的名称是氯化铵。
B 物质是侯式制碱法在制碳酸钠的最后一部进行加热分解产生的物质是碳酸钠、二氧化碳和水进
行判断B 是二氧化碳,电子式为:....O C O:∶∶::。
(2)NH 3、二氧化碳与氯化钠溶液反应的化学方程式为:
32234NaCl+NH +CO +H O=NaHCO +NH Cl ↓,操作X 是分离碳酸氢钠和氯化铵,根据产物之间的性质,利用过滤的方法进行分离。
(3)实验进行到操作④时,要缓缓鼓入空气,鼓入空气的作用是:确保2CO 充分被吸收,确保测定碳酸钠的质量更准确。
而空气中含有二氧化碳,确保碱石灰吸收的都是样品中碳酸钠释放出来的二氧化碳,故空气中的二氧化碳需要进行除去,故先通入氢氧化钠溶液中,A 为NaOH 溶液。
(4)装置B 制出的气体二氧化碳含有水蒸气,故为减少误差,在B 与D 之间必须添加一装置C ,目的除去二氧化碳中的水蒸气,选用浓硫酸,装置选用试剂瓶,导管应长进短出。
装置图:。
(5)根据反应前后D 装置的质量差m 2-m 1即是碳酸钠反应生成的二氧化碳的质量,根据反应方程式中碳酸钠和二氧化碳的关系,设碳酸钠的质量为x ,进行计算:
2423242221H SO + Na CO =Na SO +CO +H O
44g 106g (-)g
m m x ↑
2121106()106g 44g ==(-)g 44
m m x g x m m ⨯-,,故碳酸钠的质量分数为:()21106m m 100%44n
-⨯; 如果缺少E 装置,右侧空气中的二氧化碳和水进入D 装置,导致质量增加,结果会偏高。
【点睛】
在测定碳酸钠的纯度中注意实验装置的入口和出口都是直接与空气直接接触的,空气中主要含有的成分除了氮气和氧气还有二氧化碳和水,根据反应中的实验方法需要避免产生实验误差。
15.将标准状况下 5L CO 2气体缓缓通过盛有过氧化钠的球形干燥管,气体体积变为
3.88L(标准状况下),则剩余气体中氧气的物质的量是多少?_____
答案:05mol
【分析】
发生2CO 2+2Na 2O 2=2Na 2CO 3+O 2,根据气体的体积差,通过差量法计算参加生成的氧气的体积,以此来解答。
【详解】
设生成氧气的体积为xL ,
2CO 2 + 2Na 2O 2 = 2Na 2CO 3 + O 2
起始 5L 0
反应 2x x。