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 Na2CO3 H2O CO2 2NaHCO3 2NaHCO3 Na2CO3 H2O CO2 在 NaHCO3溶液中加入 BaCl2溶液 可发生如下反应 2NaHCO3 BaCl2 BaCO3 2NaCl H2O CO2 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 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 母液 不含 Na2CO3 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 AgNO3 溶液 稀盐酸 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 实验前先要 再装入粗产品 装置 A 的作用是 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 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 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 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 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 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 图 2 中 T3至 T4 过程的反应化学方程式 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 硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示 温度 010305060708090 溶解度 g 14 017 025 033 035 333 030 527 0 Fe OH 2易氧化 4Fe OH 2 2H2O O2 4Fe OH 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 2FeSO4Fe2O3 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 Na2SO4 Na2SO4 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 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 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 556 160 396 x 30 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 中相关物质的溶解度如下表 你认为反应 在常温下能实现的原因 是 物质 KClK2SO4NH4ClM 溶解度 g 25 34 0 11 137 219 5 4 不用水而用饱和 K2SO4溶液洗涤反应 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 实验前首先要 再装入样品 装置 A 的作用是 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 G 点固体 的化学式是 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 检查装置的气密性 除去空气中的 CO2和 H2O 意思相近均给分 偏小 b c 7 CaSO4 H2O 2CaSO42CaO 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 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 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 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 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 G 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 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 沉淀池中发生的主要化学反应为 CO2 2NH3 CaSO4 H2O CaCO3 NH4 2SO4 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