(完整版)初三化学难题

化学兴趣小组利用废烧碱（含少量Na2CO3、NaCl、MgCl2、CaCl2等）制Na2CO3·10H2O。

【制取流程】
【相关资料】①Na2CO3+H2O+CO2＝2NaHCO3
②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
③在NaHCO3溶液中加入BaCl2溶液，可发生如下反应：
2NaHCO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl+ H2O+CO2↑
④碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的晶体如下图所示：
【问题讨论】
（1）滤渣主要成分为Mg（OH）2和，产生Mg（OH）2的化学方程式。

（2）操作Ⅰ需使用的玻璃仪器有：烧杯、和玻璃棒。

（3）取少量溶液B，加入BaCl2溶液，充分混合，若观察到（填现象），则溶液B中含NaHCO3。

（4）结晶后，过滤时的温度须低于℃。

（5）“母液”不能沿流程中虚线路径循环使用，原因是（选填序号）。

①“母液”不含Na2CO3②“母液”多次循环后，NaCl含量增加
【组成确定】
（6）取少量的粗产品，加水溶解，加足量（选取数字序号，下同），充分搅拌，再加
少量，无沉淀，证明其中不含NaCl。

①AgNO3溶液②稀盐酸③稀硝酸
（7）兴趣小组同学取32.8g干燥粗产品，用如图所示装置（夹持仪器省略）进行实验
查阅资料1：Na2CO3?10H2O加热至32℃，开始分解失水，充分加热可以完全失水；
NaHCO350℃时开始分解，270℃完全分解，Na2CO3受热不分解
查阅资料2：Ba(OH)2溶液能吸收CO2，Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O
①实验前先要，再装入粗产品，装置A的作用是。

②粗产品加热至270℃，据（填装置编号及现象），可知粗产品中含。

试题分析：（1）由废烧碱的成分可知滤渣主要成分为Mg（OH）2和CaCO3；氢氧化钠和氯化镁生成氢氧化镁沉淀和氯化钠；（2）过滤法得到滤渣和溶液，故操作Ⅰ过滤需使用的
玻璃仪器有：烧杯、漏斗和玻璃棒；（3）依据题给的相关资料可知碳酸氢钠与氯化钡反应
能生成二氧化碳气体，而碳酸钠不能，故有气泡产生，证明溶液B中含NaHCO3；（4）结晶得到Na2CO3·10H2O，依据题给的资料可知，高于32℃晶体会分解，故过滤时的温度须
低于32℃；（5）因为碳酸钠和氯化钠均可溶于水，结晶后的溶液中含有碳酸钠和氯化钠，
碳酸钠是目标成分，氯化钠是杂质，而氯化钠的溶解度受温度影响小，浓度大时蒸发会结晶析出，使得到的晶体不纯，故选②；（6）证明碳酸钠中是否含氯化钠，应先加入过量稀硝
酸排除碳酸钠的干扰，再加入硝酸银溶液，不产生白色沉淀，证明没有氯化钠；（7）①实验前要先检查装置的气密性，确保装置不漏气，使称得的数据准确；实验中要称量生成二氧化碳和水的质量，故碱石灰是除去空气中的二氧化碳和水蒸气，使实验数据准确；②因为碳酸钠受热不分解、Na2CO3·10H2O分解产生水蒸气、碳酸氢钠分解能产生二氧化碳和水，
进入E装置中，二氧化碳能和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀，E装置变浑浊证明粗产品中含碳酸氢钠； C.D增重的m1是两个反应生成的水的质量，E增重的m2是碳酸氢钠分解生成的二氧化碳，碳酸氢钠分解生成的水和二氧化碳的质量比为9:22，故m1：m2>9:22；由m2=1.1g。

依据碳酸氢钠分解的化学方程式可以计算出碳酸氢钠的质量为 4.2g；③依据题给资料4和可知，此时36℃得到的是Na2CO3·nH2O和碳酸氢钠的混合物，再依据减少的
质量是晶体生成的水的质量，利用化学方程式计算即可解得.具体步骤如下：
Na2CO3·10H2O△Na2CO3·nH2O+（10-n）H2O
286 18（10-n）
32.8g-4.2g=28.6g 32.8g-27.4g=5.4g
解得n=7 故该剩余固体是Na2CO3·7H2O和NaHCO3的混合物.
工业绿矾(主要成分FeSO4?7H2O)，其中所含固体杂质不含铁元素、不溶于水、加热也不分
解．用铁的质量分数为18%以上的工业绿矾可生产复印用高档Fe3O4粉．
(一)原料工业绿矾中铁的质量分数测定
称取30g硫酸亚铁晶体样品按图1高温加热，使其完全分解，相关数据如图2，对所得产物进行探究，并测定样品中铁的质量分
数．
【查阅资料1】绿矾晶体在T1时开始分解，T2时完全失去水，T3时FeSO4开始分解．
(1)实验前，应先_____．
(2)装置B中硫酸铜粉末变蓝，说明产物中有_____，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有_____．
(3)装置A中固体变成红棕色，放入稀盐酸，得黄色溶液，则该红棕色固体是_____．
(4)装置D球形干燥管的作用_____．
(5)从理论上分析，硫酸亚铁晶体分解还生成SO3．根据相关数据分析：①图2中T3至T4过程的反应化学方程式_____；②样品中铁的质量分数=_____．
(6)实验中要持续通入氮气，否则测出的铁的质量分数会_____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．
(二)生产复印用高档Fe3O4粉
【生产流程】
【查阅资料2】
①硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示：
温度/℃0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
②Fe(OH)2易氧化：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
③获得Fe3O4的反应原理为：Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O
(1)溶解时，用50℃至80℃的热水目的是_____．
(2)写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式_____．
(3)副产品P的化学式是_____．
(4)沉淀M需洗净，检验是否洗净的方法是_____．
(5)若流程中产生的Fe(OH)2和Fe(OH)3的质量比为50：107，则所得产品是_____的Fe3O4(填“纯净”或“不纯净”)．
检查装置的气密性水二氧化硫氧化铁防止蒸馏水倒吸2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑18.7% 偏小在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利
于溶解的更多，提高产率2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4Na2SO4取最后洗涤液，滴加BaCl2溶液不纯净
解析：【查阅资料1】
（1）凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响
实验结果；
（2）白色硫酸铜粉末遇水变蓝色；二氧化硫具有还原性，能使高锰酸钾溶液褪色；
（3）氧化铁是红棕色固体，能和稀盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁溶液是黄色的；
（4）球形干燥管能够防止液体倒吸；
（5）硫酸亚铁在高温条件下分解能生成氧化铁、二氧化硫和三氧化硫；
根据反应前后的质量差可以计算氧化铁的质量，根据氧化铁的质量可以计算铁元素的质量，
进一步可以计算样品中铁的质量分数；
（6）实验中持续通入氮气的目的是为了排出反应生成的水蒸气；
【查阅资料2】
（1）根据硫酸亚铁的溶解度与温度的关系，可以判断在什么温度范围内硫酸亚铁的溶解能
力较强；
（2）硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠；
（3）副产品P是硫酸钠；
（4）取洗涤液适量于试管中，滴加氯化钡溶液，如果产生白色沉淀，说明洗涤不干净；如
果不产生白色沉淀，说明洗涤干净；
（5）根据Fe（OH）2+2Fe（OH）3Fe3O4+4H2O中的氢氧化亚铁和氢氧化铁反应的质量比，
可以判断Fe（OH）2和Fe（OH）3按照一定的质量比反应时，得到的四氧化三铁是否纯净．
解：【查阅资料1】
（1）实验前，应先检查装置的气密性．
故填：检查装置的气密性．
（2）装置B中硫酸铜粉末变蓝，说明产物中有水，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物
中还有二氧化硫．
故填：水；二氧化硫．
（3）装置A中固体变成红棕色，放入稀盐酸，得黄色溶液，则该红棕色固体是氧化铁．
故填：氧化铁．
（4）装置D球形干燥管的作用防止蒸馏水倒吸．
故填：防止蒸馏水倒吸．
（5）①图2中T3至T4过程的反应化学方程式为：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑．
故填：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑．
②解：设反应生成的氧化铁的质量为x，
2FeSO4?7H2O14H2O+SO2↑+SO3↑+Fe2O3 △m（包括水、二氧化硫、三氧化硫）556 160 39 6
x 3 0.0g-10.2g
=，
x=8g，
铁元素的质量为：8g××100%=5.6g，
样品中铁元素的质量分数为：×100%=18.7%；
故填：18.7%．
（6）如果不通入氮气，分解产生的水蒸汽在A管中冷凝，A管质量差变小，通过上述计算
过程可以知道铁元素计算的质量变小，铁元素的质量分数会偏小．
故填：偏小．
【查阅资料2】
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有
利于溶解的更多，提高产率．
故填：在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率．
（2）氢氧化钠和硫酸亚铁反应的化学方程式为：2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4．
故填：2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4．
（3）副产品P是硫酸钠，硫酸钠的化学式是Na2SO4．
故填：Na2SO4．
（4）沉淀M需洗净，检验是否洗净的方法是取最后洗涤液，滴加BaCl2溶液，如果产生白
色沉淀，说明洗涤不干净；如果不产生白色沉淀，说明洗涤干净．
故填：取最后洗涤液，滴加BaCl2溶液．
（5）Fe（OH）2+2Fe（OH）3Fe3O4+4H2O中，Fe（OH）2和Fe（OH）3的质量比为90：107，若流程中产生的Fe（OH）2和Fe（OH）3的质量比为50：107，因为90：107不等于50：107，则所得产品是不纯净的四氧化三铁．
故填：不纯净．
某实验小组利用废硫酸液制备K2SO4并研究CaSO4?2H2O加热分解的产物．
（一）K2SO4的制备
（1）将CaCO3研成粉末的目的是．
（2）上述流程中可循环使用的物质有CO2和（填写化学式）．
（3）反应Ⅲ中相关物质的溶解度如下表．你认为反应Ⅲ在常温下能实现的原因
是．
物质KCl K2SO4NH4Cl M
溶解度/g（25℃）34.0 11.1 37.2 19.5
（4）不用水而用饱和K2SO4溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体的目的是；为检验此晶体是否洗涤干净，可取最后一次洗涤液，先加入（选填序号，下同），振荡、静置，再
向上层清液中滴加，观察现象即可判断．
a．AgNO3溶液b．过量的BaCl2溶液c．过量的Ba（NO3）2溶液
（二）研究CaSO4?2H2O加热分解的产物．
（5）分离所得的CaSO4?2H2O含有CaCO3，可用盐酸除去，该的化学反应方程
式．
（6）为了测定CaSO4?2H2O和CaCO3的质量比x：y，实验小组利用如图所示的装置（夹持仪器省略）进行实验．
①实验前首先要，再装入样品．装置A的作用是．
②已知CaSO4?2H2O在160℃生成CaSO4，1350℃时CaSO4开始分解；CaCO3在900℃时分解完全．现控制B装置温度900℃进行实验并采集了如下数据：
a．反应前玻璃管与样品的质量m1g b．反应后玻璃管中固体的质量为m2g
c．装置C实验后增重m3g d．装置D实验后增重m4g
某同学选用b、d或c、d数据组合求出x：y的值，若无装置E，则实验测定结果将（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．你认为还可选用上述的（选填序号）两个数据
组合也可求出x：y的值．
（7）CaSO4?2H2O受热会逐步失去结晶水．取纯净CaSO4?2H2O固体3.44g，放在（5）的实验装置B中进行加热，测定固体质量随温度的变化情况如图所示．①G点固体的化学式是．
②将T2～1400℃温度段加热固体所产生的气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，则H～I段发生反应的化学方程式为．
（1）加快反应速率（或使反应更充分或提高原料的利用率等合理答案均给分）．
（2）CaCO3
（3）常温下K2SO4的溶解度小．
（4）减少K2SO4的溶解．c a
（5）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
（6）①检查装置的气密性．除去空气中的CO2和H2O（意思相近均给分）．②偏小b、c
（7）①CaSO4?H2O ②2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑
试题分析：（1）将CaCO3研成粉末，可以增大反应物的接触面积，其目的是加快反应速率．（2）观察
上述流程，发现二氧化碳和碳酸钙既是反应物也是生成物，故可循环使用的物质有CO2和CaCO3．（3）根据复分解反应发生的条件，反应Ⅲ中随没有不溶物，但常温下K2SO4的溶解度小，在生成物中会以沉淀
的形式出现，故反应可以进行．（4）不用水而用饱和K2SO4溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体的目的是减少K2SO4的溶解；为检验此晶体是否洗涤干净，可取最后一次洗涤液，先加入过量的Ba（NO3）2溶液，振荡、静置，目的是除去硫酸根，再向上层清液中滴加AgNO3溶液，如果没有白色沉淀，说明洗涤干净．（5）碳酸钙能与稀盐酸反应，硫酸钙和稀盐酸不反应，故分离所得的CaSO4?2H2O含有CaCO3，可用盐酸除去，该的化学反应方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O．（6）为了测定CaSO4?2H2O和CaCO3的质量比x：y，①实验前首先要检查装置的气密性，再装入样品．装置A的作用是除去空气中的CO2和H2O，防止它们影响实验结果．②装置E的作用是吸收空气中的水和二氧化碳，如没有装置E，则实验测定结果
将偏小．通过装置C可确定生成水的质量，故还可选用上述的bc两个数据组合也可求出x：y的值．（7）CaSO4?2H2O受热会逐步失去结晶水．取纯净CaSO4?2H2O固体，放在（5）的实验装置B中进行加热，①G点处减少的质量是失去了部分结晶水后的质量，故此时固体的化学式是CaSO4?H2O．②将T2～1400℃温度段加热固体所产生的气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，说明生成了二氧化硫气体，则H～I
段发生反应的化学方程式为2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑．
点评：此题全面考查了学生对知识的掌握和应用能力，难度比较大，解答时一定要注意知识的前后的联系
和综合运用．
3
某化工厂为综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的化肥厂联合设计了
制备（NH4）2SO4的工艺流程．
【工艺流程及原理】
（NH4）2SO4沉淀池中发生的主要化学反应为：CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓＋
【讨论交流】
（1）操作a的名称是________，若在实验室进行此操作，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要________．
（2）经操作a后得到的固体物质在煅烧炉中高温分解生成X和Y两种物质，该工艺中，Y被作为原料之一循环利用．Y的化学式为________．
（3）沉淀池中也可能生成少量NH4HCO3，该反应的化学方程式为________．【硫酸铵化肥等级测定】
（1）判断（NH4）2SO4化肥中有无NH4HCO3：
取少量试样溶于水，滴加足量的________，无气泡产生，则可判断该化肥中不
存在NH4HCO3．
（2）化肥中氮元素含量的测定（已确定该化肥中不存在NH4HCO3杂质）：【查阅资料】
①已知：（NH4）2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3↑+2H2O
氨气极易溶于水，其水溶液为氨水．氨水呈碱性，不稳定，易挥发．
②工业判断硫酸铵化肥等级指标如下：
指标
优等品合格品
项目
氮（N）含量≥21.0%≥20.5%
【实验设计】
按右图所示装置进行实验．
（1）实验过程中，往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液，并加热使硫酸铵充分反
应完全转化为NH3．
（2）烧杯中的试剂是为了吸收产生的氨气，下列最适宜的试剂是________（填序号）；
①水；②浓HCl；③稀H2SO4；④NaOH溶液
烧杯中干燥管的作用是________．
【交流讨论】
实验小组的同学认为，用上述实验装置测得的结果可能会出现下列情况．
（1）甲同学认为：应在实验装置A、B之间增加一个装有________（填“浓硫酸“或“碱石灰”）的干燥装置，否则实验测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏高．
（2）乙同学认为：在实验装置A、B之间增加正确的干燥装置后进行实验，测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏低，理由是________．
【实验测定】
经讨论后，他们改进了实验装置，排除了可能产生误差的因素，重新进行实
验．
取硫酸铵化肥样品13.5 g进行实验，测得B装置增重与反应时间的关系如右图所示．请通过计算判断该化肥的等级．
计算过程：
该化肥的等级为________品．
解析：。