中考化学—金属与酸反应的图像的综合压轴题专题复习附答案
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一、中考初中化学金属与酸反应的图像
1.向一定量的稀盐酸中,分别加入足量的水、金属铁、氢氧化钙溶液、硝酸银溶液,下列图示正确的是
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】
【分析】
铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,稀盐酸和硝酸银反应生成氯化银和硝酸。
【详解】
A、向一定量的稀盐酸中加入足量的水时,酸性减弱,pH升高,但不会变成中性或碱性,pH只会接近7,故A不正确;
B、活泼金属和酸接触就会放出氢气,铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,起点应该从零开始,故B不正确;
C、一定量的稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,随着反应的进行,溶液的质量增加,反应完全后溶液质量不变,故C不正确;
D、稀盐酸和硝酸银反应生成氯化银和硝酸,随着反应的进行,沉淀的质量增加,反应完全,质量不变,故D正确。
故选D。
2.如图表所示4个图象中,能正确反映变化关系的是
A.足量镁和铝分别放入等质量、等浓度的稀盐酸中
B.镁在空气中加热
C .加热一定质量的高锰酸钾固体
D .向一定质量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A 、根据反应的化学方程式及其质量关系:22Mg+2HCl=24MgCl +3H 72↑
,
325421961872Al +6HCl =2AlCl +3H 32
↑
可知 ,足量的镁和铝分别放入等质量、等浓度的稀盐酸中,酸能完全反应,因此反应生成的氢气质量相同,产生相同质量的氢气,消耗镁的质量大于 铝的质量,图像不能正确反映变化关系,不符合题意;
B 、镁与空气中的氧气反应生成氧化镁,根据质量守恒定律,反应物质量应该等于生成物质量,因此固体的质量不断增加,图像能正确反映变化关系,符合题意;
C 、高锰酸钾受热分解生成了锰酸钾、二氧化锰和氧气,固体的质量减小,锰元素的质量不变,因此固体中锰元素的质量分数应当增加,图像不能正确反映变化关系,不符合题意;
D 、向一定质量的二氧化锰中加入过氧化氢溶液,二氧化锰是该反应的催化剂,质量不变,图像不能正确反映变化关系,不符合题意。
故选B 。
3.
下列图像不能正确反映其对应操作的是( )
A.a图在一定量的AgNO3溶液中逐滴加入NaCl溶液
B.b图足量的Zn和Mg分别与一定量的等体积等质量分数的稀硫酸反应
C.c图向稀盐酸中逐滴加入NaOH溶液
D.d图等质量块状和粉末状CaCO3分别与足量等体积等质量分数的稀盐酸反应
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A、在一定量的AgNO3溶液中逐滴加入NaCl溶液,不断产生白色沉淀,当恰好完全反应时沉淀达到最大值,对应关系正确;
B、镁比锌活泼,镁和稀硫酸的反应速率较快,足量的Zn和Mg分别与一定量的等体积等质量分数的稀硫酸反应,镁的活动性比锌强,反应速率快,反应时间短;镁和锌过量,盐酸完全反应,最终生成氢气的质量相等,对应关系不正确;
C、向稀盐酸中逐滴加入NaOH溶液时,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,随着反应的进行,pH升高,当恰好完全反应时,溶液的pH等于7,继续加入氢氧化钠溶液时,溶液的pH大于7,对应关系正确;
D、首先粉末状碳酸钙和盐酸反应速率大于块状的,所以对应图象斜率要大,同时由于碳酸钙质量相同,所以二者图象的终点也相同,对应关系正确。
故选:B。
4.如图四个图象,能正确反映对应变化关系的是()
A.图甲表示向二氧化锰中加入过氧化氢溶液
B.图乙表示镁在氧气中燃烧
C.图丙表示等质量的锌、铁分别与质量分数相等且足量的稀硫酸反应
D.图丁表示用“用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数”实验过程中密封集气瓶内的气压变化【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,所以在二氧化锰中加入过氧化氢溶液,氧气量不断增加,但是开始时氧气为0,故错误;
B、参加反应的镁和氧气的质量之和等于生成的氧化镁的质量,随着反应的进行,镁和氧气的质量减少,生成的氧化镁的质量增加,但是反应过程中消耗的镁的质量大于消耗的氧气的质量,所以最终剩余镁的质量较少,故错误;,
C、锌比铁活泼,反应速率快,需要时间短,最终铁和稀硫酸反应生成的氢气多,故正确;
D、红磷燃烧消耗氧气,开始时放出大量的热,所以压强会变大,最后压强变小,小于初始值,故错误。
故选:C。
【点睛】
本题是过程与图象结合题,是对学生识图能力的考查,解题的关键是能正确的分析各个反应的过程并能结合图象分析问题。
5.下列图象能正确反映相应变化的是
A.向等质量等体积的稀硫酸中加入镁粉和铁粉
B.向pH为3的稀盐酸中逐滴加入pH为11的氢氧化钠溶液C.向一定质量的铜粉中加入硝酸银溶液
D.将一定量的红磷置于充满空气的密闭容器中燃烧
【答案】C 【解析】【分析】【详解】
A、根据
2442
Fe+H SO=FeSO+H
982
↑
,
2442
Mg+H SO=MgSO+H
982
↑
可
知,向等质量等体积的稀硫酸中加入镁粉和铁粉,稀硫酸完全反应,等质量等体积的稀硫酸与足量的镁粉、铁粉反应生成等质量的氢气,此选项错误;
B、向pH为3的稀盐酸中逐滴加入pH为11的氢氧化钠溶液,溶液的酸性减弱,碱性增强,所以溶液的pH从3开始增大,当恰好反应时,溶液的pH=7,继续加入氢氧化钠溶液,溶液的pH大于7,由于反应过程中有水生成,反应后的溶液浓度小于开始的氢氧化钠浓度,最终溶液的pH小于11,此选项错误;
C、根据
332
Cu+2AgNO=2Ag+C()
6
u NO
4216可知,向一定质量的铜粉中加入硝酸银溶
液,铜粉与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜溶液,反应后固体质量增大,此选项正确;
D、将一定量的红磷置于充满空气的密闭容器中燃烧,由于燃烧放出热量,密闭容器中压强先变大,反应消耗氧气,无气体生成,冷却至室温后,密闭容器中的压强小于反应前的压强,此选项错误。
故选C。
【点睛】
图像问题主要是结合化学反应分析图的起点位置、变化趋势、转折点、终点位置是否正确。
6.下列图象与对应实验相符合的是( )
A.向pH=1的稀盐酸中逐滴加入pH= 13的氢氧化钠溶液
B.向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的金属镁和锌
C.将一定质量的不饱和硝酸钾溶液恒温蒸发至有晶体析出
D.向氢氧化钾与氯化钡的混合溶液中逐滴加入稀硫酸
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A、向pH=1的稀盐酸中逐滴加入pH= 13的氢氧化钠溶液,pH逐渐增大,由于反应生成水,溶液的pH不能大于13;故选项错误;
B、向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的金属镁和锌,镁的金属活泼性强,镁产生氢气的速率快;故选项错误;
C、将一定质量的不饱和硝酸钾溶液恒温蒸发至有晶体析出,溶质质量分数先增大,待有晶体析出时,质量分数不变;故选项错误;
D、向氢氧化钾与氯化钡的混合溶液中逐滴加入稀硫酸,钡离子与硫酸根直接反应产生硫酸钡白色沉淀;故选项正确;
故选:D。
7.相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属,分别与足量的、质量相同、质量分数相同的稀
H2SO4充分反应,生成氢气与消耗稀H2SO4的质量关系见图,分析图象所得的结论中,错误的是
A.三种金属的活动性顺序:Mg>Zn>Fe
B.三种金属的相对原了质量:Mg<Fe<Zn
C.三种金属消耗稀H2SO4的质量:Mg>Fe>Zn
D.三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量:Mg<Fe<Zn
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A、由图中信息不能判断三种金属的活动性顺序,该选项说法不正确;
B、三种金属和稀硫酸反应生成的硫酸盐中金属元素的化合价都是+2,生成氢气质量越小,金属相对原子质量越大,由图中信息可知,生成氢气质量由小到大的顺序是锌、铁、镁,因此三种金属的相对原子质量:Mg<Fe<Zn,该选项说法正确;
C、生成氢气质量越大,消耗硫酸质量越大,因此三种金属消耗稀H2SO4的质量:Mg>Fe >Zn,该选项说法正确;
D、生成氢气质量越大,反应后形成溶液质量质量越小,因此三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量:Mg<Fe<Zn,该选项说法正确。
故选A。
【点睛】
等质量不同的金属与足量的酸反应,产生氢气质量与
金属的化合价
金属的相等原子质量
成正比。
8.下列四个图象的变化趋势,能正确描述对应操作的()
A.足量的铁片和铝片分别与等质量、等浓度的稀盐酸反应B.将浓盐酸敞口放置在空气中
C.向氢氧化钾和硝酸钡的混合溶液中,逐滴滴加稀硫酸
D.向pH=12的氢氧化钠溶液中不断加入水
【答案】A
【解析】
【分析】
铝和铁都排在氢的前面,可以与盐酸发生置换反应生成氢气,硝酸钡和硫酸反应生成不溶于水的硫酸钡沉淀。
【详解】
A、在金属活动性顺序中,铝和铁都排在氢的前面,可以与盐酸发生置换反应生成氢气,铝排在铁的前面,反应速度比铁快,在图象中,斜率表示的就是反应的速度,斜率越大,反应速度越大,足量的铁与铝与相同的酸反应,生成氢气的质量相同,故A正确;
B、浓盐酸具有挥发性,易挥发出溶质氯化氢,导致溶质质量分数降低,而图象显示其质量分数增大,故B不正确;
C、硝酸钡和硫酸反应生成不溶于水的硫酸钡沉淀,一开始就会出现沉淀,而图象显示是过一段时间才出现沉淀,故C不正确;
D、pH=12的氢氧化钠溶液,显碱性,向pH=12的氢氧化钠溶液中不断加入水,pH不可能小于7,故D不正确。
故选A。
【点睛】
浓盐酸具有挥发性,易挥发出溶质氯化氢,导致溶质质量分数降低,氢氧化钠溶液,显碱性,稀释pH不可能小于7。
9.下列化学反应过程中的质量与时间关系合理的是( )
A.镁带燃烧B.木炭完全燃烧C.双氧水D.等量锌铁与足量盐酸
【解析】
【分析】
【详解】
A、镁燃烧时,随着反应的进行,氧化镁的质量不断增加,当镁完全燃烧后,氧化镁的质量不再增加,故A正确;
B、木炭完全燃烧生成二氧化碳,木炭的质量减少为零,故B不正确;
C、二氧化锰是催化剂,反应前后质量不变,故C不正确;
D、根据化学方程式:Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑,Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑可知:65份的锌和盐酸反应生成2份的氢气,56份的铁和盐酸反应生成2份的氢气,等量锌、铁与足量盐酸反应,最终铁生成氢气的质量较多,锌的活动性比铁强,锌反应先结束,图像应有交点,故D不正确。
故选A。
10.下列4个图像中,能正确反映相关变化关系的是
A.加热一定质量的高锰酸钾固体
B.一定量的硫粉与过量的氧气在密闭容器中充分反应
C.向等质量、等浓度的稀盐酸中分别加入足量锌粉、镁粉D.向等质量的铁粉和镁粉中分别滴加足量的等质量、等浓度的稀盐
酸
【答案】C
【分析】
【详解】
A、高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,锰元素到了锰酸钾和二氧化锰中,锰元素质量没变,由于生成了氧气,反应后固体质量在不断减少,所以锰元素的质量分数在不断增大,当反应完毕后,锰元素质量分数不变,故选项错误;
B、一定量的硫粉与过量的氧气在密闭容器内点燃并充分反应,硫完全反应,剩余硫粉质量为零,故选项错误;
C、镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气;化学反应方程式为:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,即每24g 镁反应生成氢气2g;锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气;化学反应方程式为:
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑,即每65g锌反应生成氢气2g,。
向两份等质量等浓度的稀盐酸中分别加入足量的锌粉和镁粉时,刚开始相同质量的金属,生成氢气的质量为镁大于锌,在图中表示为相同的横坐标时,镁的图像位于锌上方;由于锌和镁过量,因此生成氢气的质量决定于稀盐酸,又因为稀盐酸是两份等质量等浓度的稀盐酸,因此生成氢气的质量相等,故选项正确;
D、镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气;化学反应方程式为:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,即每24g 镁反应生成氢气2g;铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气;化学反应方程式为:Fe+2HCl= Fe Cl2+H2↑,即每56g铁反应生成氢气2g。
根据题中的叙述可知,横坐标代表的是稀盐酸的质量,而不是反应时间,向等质量的铁粉和镁粉中分别滴加足量的等质量、等浓度的稀盐酸,所以对于酸来说刚开始滴加,金属是过量的,铁和镁产生的氢气一样多,随着反应的进行,生成相同质量的氢气,消耗铁的质量比较大,所以铁先反应完,然后另一种金属会继续反应,故选项错误。
故选C。
【点睛】
排在金属活动性顺序中前面的金属一般能把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来;在金属活动性顺序中只要排在前面的金属就能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。
11.下列图像能正确反映对应变化关系的是()
A.①是将足量的镁片和铁片分别和等质量、等溶质质量分数的稀硫酸混合
B.②是向一定量的氢氧化钠溶液中滴加pH=3的稀盐酸
C.③是向HCl与Na2SO4混合溶液中加入Ba(OH)2溶液
D.④是用等质量、等浓度的双氧水分别制取氧气
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A、根据题意可知,将足量的镁片和铁片放入到等质量、等溶质质量分数的稀硫酸中,则金属有剩余,酸完全被消耗。
则金属与酸反应时,生成的氢气的质量等于参加反应的酸中氢元素的质量。
由于酸的量相同,金属过量,则生成的氢气的质量相等。
而又因为镁的活动性比铁强,所以镁与硫酸反应速率比较快,反应时间短。
A正确;
B、向一定量的氢氧化钠溶液中逐渐滴加pH=3的稀盐酸,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水。
由于氢氧化钠逐渐被消耗,则溶液的碱性逐渐减弱,则pH值的变化是从大于7
逐渐变小,二者恰好完全反应时,pH=7。
当继续滴加稀盐酸时,稀盐酸过量,则溶液的pH 小于7,但是最终的溶液pH不会到达3,更不会小于3。
B错误;
C、向盐酸和硫酸钠的混合溶液中加入氢氧化钡,硫酸钠和氢氧化钡反应生成难溶于水、难溶于酸的沉淀硫酸钡,所以应该一开始就产生沉淀。
C错误;
D、用等质量、等浓度的双氧水制氧气,最后产生氧气的质量应该相等,与是否添加催化剂无关。
因为催化剂只能改变反应速率,不能改变生成物的质量。
D错误。
故选A。
12.下列图象能正确反映对应变化关系的是
A.足量的碳在盛有氧气的密闭容器内充分燃烧
B.在电解器玻璃管里加满水通电
C.红磷在盛有一定量空气的密闭容器中燃烧至熄灭
D.稀盐酸分成两等份,分别加入足量的Mg粉、Fe粉
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A、固体碳和气体氧气燃烧生成二氧化碳气体,容器内气体的质量要增加,气体的最终质量不为零,不符合题意;
B、在电解器玻璃管里加满水,用惰性电极进行电解,生成的氢气和氧气的体积比为2:1,质量比是1:8,不符合题意;
C、红磷在盛有一定量空气的密闭容器中燃烧,放出了大量的热,压强增加,消耗了氧气,生成了五氧化二磷固体,冷却至室温后减小约了原来的五分之一,最终压强小于起始值,不符合题意;
D、将稀盐酸分成两等份,分别加入足量的Mg粉、Fe粉。
镁的活动性大于铁,镁先反应完,氢元素全部来自于氯化氢,稀盐酸的质量相同,故最终生成氢气的质量相同,符合题意。
故选D。
二、中考初中化学流程图
13.《天工开物》中介绍了锌的冶炼方法:把炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼装入炼锌罐(如下图所示),泥封,“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。
(已知:锌的熔点为 419℃,沸点为 907℃)
(1)反应区中,ZnCO3分解生成 ZnO 和另一种氧化物,反应的化学方程式为_________。
C 与 ZnO 发生置换反应得到 Zn,反应中化合价升高的元素是_____。
(2)冷凝区中,锌由气态转化为液态,理论上该区应控制的温度范围是_____℃。
(3)“冷定”后方能“毁罐”取锌、从化学变化角度解释其原因:_____。
【答案】ZnCO 3加热ZnO +CO 2↑ C (或“碳”) 419~907 防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌(或“2Zn +O 2
加热2ZnO”)
【解析】
【分析】 碳酸锌高温生成氧化锌和二氧化碳,碳和氧化锌高温生成锌和二氧化碳,锌和氧气加热生成氧化锌。
【详解】
(1)反应区中,ZnCO 3 分解生成 ZnO 和二氧化碳,反应的化学方程式为
32ZnCO ZnO+CO 加热。
C 与 ZnO 发生置换反应得到Zn 和二氧化碳,故反应中化合价升高的元素是碳。
(2)锌的熔点为 419℃,沸点为 907℃,冷凝区中,锌由气态转化为液态,故该区应控制的温度范围是419~907℃。
(3)锌在较高温度被氧化成氧化锌,“冷定”后方能“毁罐”取锌,原因是防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌。
14.盐化工是我国的一项重点产业,绿色应用是化工生产的发展方向!为了除去 NaCl 溶液中含有少量的 MgCl 2、CaCl 2 和 Na 2SO 4 等杂质,某小组同学选用Na 2CO 3 溶液、稀盐酸、Ba(OH)2 溶液三种试剂,按一定的顺序进行如图所示的实验。
请回答下列问题:
①实验Ⅱ中加入的试剂 B 是_______________溶液。
②实验Ⅰ中加入试剂 A 除去的杂质是_______________。
③滤液②中除 Na +和 Cl -外,还含有的离子是_________________(填离子符号)。
【答案】Na 2CO 3 MgCl 2和Na 2SO 4 CO 32-和OH -
【解析】
【分析】
【详解】
①实验Ⅱ中加入的试剂B是Na2CO3溶液,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,和实验Ⅰ加入的过量氢氧化钡溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,即目的是除去氯化钙和过量的氢氧化钡;
②实验Ⅰ中加入过量试剂A是氢氧化钡溶液,氢氧化钡和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钡,和硫酸钠反应生成硫酸钡和氢氧化钠,即除去的杂质是MgCl2和Na2SO4;
③滤液②中除Na+和Cl-外,还含有的离子是实验Ⅱ中加入的过量Na2CO3溶液中的碳酸根离子和反应生成氢氧化钠中的氢氧根离子;
15.四氧化三铁可用于医疗器械、电子等工业。
某实验兴趣小组从工厂采集废液(含FeSO4和少量ZnSO4、MgSO4),进行四氧化三铁的制备实验。
(阅读资料)
(1)25℃时,氢氧化物沉淀的pH范围如表
Zn(OH)2Fe(OH)2Mg(OH)2
开始沉淀的pH 5.77.610.4
沉淀完全的pH8.09.612.4
(2)25℃时,Zn(OH)2可溶于pH>10.5的碱溶液。
(3)制备Fe3O4的实验流程如下:
(回答问题)
(1)往废液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀的化学方程式为______________(写一个即可)。
(2)操作a的名称为___。
该操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、__________等。
玻璃棒在此操作中的主要作用是___。
(3)溶液1所含溶质有_______(至少写两种);溶液3所含溶质的主要成分为___。
【答案】2NaOH+ZnSO4═Zn(OH)2↓+Na2SO或2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4过滤漏斗引流硫酸镁、硫酸钠、氢氧化钠(两种即可)硫酸亚铁
【解析】
【分析】
【详解】
(1)加入氢氧化钠溶液后,调节PH至9.6,可以判断能形成得到氢氧化锌和氢氧化亚铁
沉淀,,反应的化学方程式为:2NaOH+ZnSO4═Zn(OH)2↓+Na2SO4或
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4;
(2)经过操作a后得到了固体和溶液,所以可以判断操作a的名称为过滤,过滤需要漏斗,玻璃棒在该过程中的作用为引流;
(3)加入氢氧化钠后,硫酸锌和氢氧化钠反应生成了硫酸钠,氢氧化镁只有在pH值等于10.4时,才会沉淀,所以溶液中还含有硫酸镁,向固体1中加入氢氧化钠溶液,根据题给信息可以知道25℃时,Zn(OH)2可溶于pH>10.5的碱溶液,所以氢氧化锌要溶解,剩余的固体2为氢氧化亚铁,所以加入稀硫酸后溶液3的溶质为硫酸亚铁;
故答案为:(1)2NaOH+ZnSO4═Zn(OH)2↓+Na2SO或2NaOH+FeSO4═Fe(OH)
2↓+Na2SO4;(2)过滤;漏斗;引流;(3)硫酸镁、硫酸钠、氢氧化钠(两种即可);硫酸亚铁。
16.食盐是一种重要的化工原料。
请回答下列问题。
⑴请完善实验室除去粗盐中泥沙等难溶性杂质的实验步骤。
①操作Ⅰ的名称________________
②在过滤操作中,用到的玻璃仪器有:烧杯,玻璃棒和___________________. 如果实验获得的精盐是潮湿的,则实验产率_______________(“偏大”或“偏小”或“无影响”)
⑵由于粗盐中含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质,不能满足化工生产的要求,因此必须将粗盐进行精制。
流程如下图。
①加入盐酸调节滤液的pH=7目的是恰好除去过量的碳酸钠和____________,写出有气体产生的反应方程式______________________________________
②通过操作Ⅲ所得沉淀有:氢氧化镁,硫酸钡,碳酸钙和________________。
如果稍过量的试剂加入的顺序依次为:Na2CO3, NaOH, BaCl2和盐酸,则最后得到的氯化钠溶液中一定含有杂质____.
操作Ⅳ的方法可以是:先在滤液中滴入酚酞溶液,再逐滴滴入盐酸直到滤液的pH=7的依据的现象是溶液由______色变为______色(或恰好无气体产生)。
【答案】蒸发(或蒸发结晶) 漏斗 偏大 氢氧化钠(NaOH)Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑+ H2O 碳酸钡(BaCO3) 氯化钡(BaCl2) 红,无;
【解析】
(1)①去除泥沙的步骤是:溶解、过滤、蒸发结晶;②该过程中用到的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒和漏斗等,如果实验获得的精盐是潮湿的,则实验产率会偏大;(2)①
加入盐酸调节滤液的pH=7目的是恰好除去过量的碳酸钠和氢氧化钠(NaOH);碳酸钠和盐
酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式为:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑+ H2O;
②通过操作Ⅲ所得沉淀有:氢氧化镁,硫酸钡,碳酸钙和碳酸钡(BaCO3),如果稍过量的试剂加入的顺序依次为:Na2CO3, NaOH, BaCl2和盐酸,则最后得到的氯化钠溶液中一定含有杂质是氯化钡(BaCl2),因为盐酸与氯化钡不反应;碳酸钠和氢氧化钠溶液显碱性,加入无色酚酞,溶液变红,盐酸和氯化钠遇到酚酞不变色,故操作Ⅳ的方法可以是:先在滤液中滴入酚酞溶液,再逐滴滴入盐酸直到滤液的pH=7的依据的现象是溶液由红色变为无色(或恰好无气体产生)。
17.某科研小组设计利用稀H2SO4浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO,其余成分既不与酸反应,也不溶解于水)的方案。
部分实验流程如下:
已知:①H2O2、KMnO4是常见的氧化剂
②各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。
离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe3+ 1.48 3.2
Zn2+ 6.28.0
请根据上述实验流程回答下列问题:
(1)在“酸浸”步骤中,为提高浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是_________,写出硫酸溶解氧化锌的化学方程式为_________________。
(2)“操作1”所需要的主要玻璃仪器有______________________,固体1的成分是
___________。
(3)“氧化”的目的是将Fe2+反应生成Fe3+,以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去从产品纯度的角度分析,氧化剂最好选用_________________(填“H2O2"或“KM nO4”)。
(4)“除铁”过程中加入氨水的目的是通过调节溶液的pH,使Fe3+沉淀而Zn2+不沉淀,pH应控制在_______范围之间。
(5)某温度下,Fe(OH)3分解得到一种铁、氧质量比为21:8的氧化物,该氧化物的化式
__________________。
【答案】升高温度(增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎−−增大表面积等)
H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O 漏斗、烧杯、玻璃棒铁和铜 H2O2 3.2∼6.2 Fe3O4
【解析】
(1)影响化学反应速率的因素有多种,要提高氧化铜锌矿的酸浸速率,可采取的措施还有升高温度(增大酸浓度、将氧化铜锌矿粉碎−−增大表面积等);硫酸锌和氧化锌反应生成硫酸锌和水,化学方程式为:H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O;(2)“操作1名称是过滤,过滤的”所需要
的主要玻璃仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒;固体1是过量铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,固体1的成分是铁和铜,(2)除铁过程中加入氧化剂,使亚铁离子变成氢氧化铁沉淀,故应考虑加入加入的氧化剂不引入新的杂质。
除空气外,其他试剂均可引入新的杂质,氧化剂最好选用H 2O 2;(4)从图表数据可知,铁离子沉淀完全的PH 为3.2,锌离子开始沉淀的PH 为6.2,故除铁PH 范围为:3.2∼6.2; (5)设该氧化物的化式为Fe x O y ,则根据铁、氧质量比为21:8,可知5621168x y ,x y
=3:4,故该氧化物的化式为:Fe 3O 4。
18.氯碱工业以粗盐(主要成分是NaCl,含少量泥沙、CaCl 2、MgCl 2)为原料,生产氯气和氢氧化钠,模拟流程如下:
(1)试剂A 与试剂B 的组合为______(填序号)
①KOH ② NaOH ③K 2CO 3 ④Na 2CO 3
(2)操作A 需使用玻璃棒,玻璃棒的作用是______
(3)流程中Mg 元素必须转化成______(填化学式)才能完全除去
(4)写出电解NaCl 溶液的化学方程式_______
(5)该工业副产品H 2目前还不能作为燃料被广泛应用,其理由______(答一条即可)
【答案】②④ 引流 Mg(OH)2 2NaCl+2H 2O
电解H 2↑+Cl 2↑+2NaOH H 2不易储存和运输
或生产H 2的成本高
【解析】
【分析】
氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠;玻璃棒用途:引流、搅拌、转移物质等;电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气。
【详解】
(1)试剂A 与试剂B 的组合为氢氧化钠、碳酸钠,分别除去氯化镁、氯化钙。
故填:②④
(2)操作A (过滤)需使用玻璃棒,玻璃棒的作用是引流。
故填:引流
(3)流程中Mg 元素必须转化为Mg(OH)2才能完全除去。
故填:Mg(OH)2
(4)电解NaCI 溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气,反应的化学方程式:。