初三化學(xué)難題

-.z.化學(xué)興趣小組利用廢燒堿（含少量Na2CO3、NaCl、MgCl2、CaCl2等）制Na2CO3·10H2O?！局迫×鞒獭俊鞠嚓P(guān)資料】①Na2CO3+H2O+CO2＝2NaHCO3②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑③在NaHCO3溶液中加入BaCl2溶液，可發(fā)生如下反應(yīng)：2NaHCO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl+H2O+CO2↑④碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的晶體如下圖所示：【問題討論】（1）濾渣主要成分為Mg（OH）2和，產(chǎn)生Mg（OH）2的化學(xué)方程式。（2）操作Ⅰ需使用的玻璃儀器有：燒杯、和玻璃棒。（3）取少量溶液B，加入BaCl2溶液，充分混合，若觀察到（填現(xiàn)象），則溶液B中含NaHCO3。（4）結(jié)晶后，過濾時(shí)的溫度須低于℃。（5）"母液”不能沿流程中虛線路徑循環(huán)使用，原因是（選填序號）。①"母液”不含Na2CO3

②"母液”多次循環(huán)后，NaCl含量增加【組成確定】（6）取少量的粗產(chǎn)品，加水溶解，加足量（選取數(shù)字序號，下同），充分?jǐn)嚢?，再加少量，無沉淀，證明其中不含NaCl。①AgNO3溶液

②稀鹽酸

③稀硝酸（7）興趣小組同學(xué)取32.8g干燥粗產(chǎn)品，用如圖所示裝置（夾持儀器省略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)查閱資料1：Na2CO3?10H2O加熱至32℃，開始分解失水，充分加熱可以完全失水；NaHCO350℃時(shí)開始分解，270℃完全分解，Na2CO3受熱不分解查閱資料2：Ba(OH)2溶液能吸收CO2，Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O①實(shí)驗(yàn)前先要，再裝入粗產(chǎn)品，裝置A的作用是。②粗產(chǎn)品加熱至270℃，據(jù)（填裝置編號及現(xiàn)象），可知粗產(chǎn)品中含。試題分析：（1）由廢燒堿的成分可知濾渣主要成分為Mg（OH）2和CaCO3；氫氧化鈉和氯化鎂生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉；（2）過濾法得到濾渣和溶液，故操作Ⅰ過濾需使用的玻璃儀器有：燒杯、漏斗和玻璃棒；（3）依據(jù)題給的相關(guān)資料可知碳酸氫鈉與氯化鋇反應(yīng)能生成二氧化碳?xì)怏w，而碳酸鈉不能，故有氣泡產(chǎn)生，證明溶液B中含NaHCO3；（4）結(jié)晶得到Na2CO3·10H2O，依據(jù)題給的資料可知，高于32℃晶體會(huì)分解，故過濾時(shí)的溫度須低于32℃；（5）因?yàn)樘妓徕c和氯化鈉均可溶于水，結(jié)晶后的溶液中含有碳酸鈉和氯化鈉，碳酸鈉是目標(biāo)成分，氯化鈉是雜質(zhì)，而氯化鈉的溶解度受溫度影響小，濃度大時(shí)蒸發(fā)會(huì)結(jié)晶析出，使得到的晶體不純，故選②；（6）證明碳酸鈉中是否含氯化鈉，應(yīng)先加入過量稀硝酸排除碳酸鈉的干擾，再加入硝酸銀溶液，不產(chǎn)生白色沉淀，證明沒有氯化鈉；（7）①實(shí)驗(yàn)前要先檢查裝置的氣密性，確保裝置不漏氣，使稱得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；實(shí)驗(yàn)中要稱量生成二氧化碳和水的質(zhì)量，故堿石灰是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；②因?yàn)樘妓徕c受熱不分解、Na2CO3·10H2O分解產(chǎn)生水蒸氣、碳酸氫鈉分解能產(chǎn)生二氧化碳和水，進(jìn)入E裝置中，二氧化碳能和氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，E裝置變渾濁證明粗產(chǎn)品中含碳酸氫鈉；C.D增重的m1是兩個(gè)反應(yīng)生成的水的質(zhì)量，E增重的m2是碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳，碳酸氫鈉分解生成的水和二氧化碳的質(zhì)量比為9:22，故m1：m2>9:22；由m2=1.1g。依據(jù)碳酸氫鈉分解的化學(xué)方程式可以計(jì)算出碳酸氫鈉的質(zhì)量為4.2g；③依據(jù)題給資料4和可知，此時(shí)36℃得到的是Na2CO3·nH2O和碳酸氫鈉的混合物，再依據(jù)減少的質(zhì)量是晶體生成的水的質(zhì)量，利用化學(xué)方程式計(jì)算即可解得.具體步驟如下：Na2CO3·10H2O△Na2CO3·nH2O+（10-n）H2O28618（10-n）32.8g-4.2g=28.6g32.8g-27.4g=5.4g解得n=7故該剩余固體是Na2CO3·7H2O和NaHCO3的混合物.工業(yè)綠礬(主要成分FeSO4?7H2O)，其中所含固體雜質(zhì)不含鐵元素、不溶于水、加熱也不分解．用鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%以上的工業(yè)綠礬可生產(chǎn)復(fù)印用高檔Fe3O4粉．

(一)原料工業(yè)綠礬中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定

稱取30g硫酸亞鐵晶體樣品按圖1高溫加熱，使其完全分解，相關(guān)數(shù)據(jù)如圖2，對所得產(chǎn)物進(jìn)行探究，并測定樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

【查閱資料1】綠礬晶體在T1時(shí)開始分解，T2時(shí)完全失去水，T3時(shí)FeSO4開始分解．

(1)實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先_____．

(2)裝置B中硫酸銅粉末變藍(lán)，說明產(chǎn)物中有_____，裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產(chǎn)物中還有_____．

(3)裝置A中固體變成紅棕色，放入稀鹽酸，得黃色溶液，則該紅棕色固體是_____．

(4)裝置D球形干燥管的作用_____．

(5)從理論上分析，硫酸亞鐵晶體分解還生成SO3．根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析：①圖2中T3至T4過程的反應(yīng)化學(xué)方程式_____；②樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=_____．

(6)實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)猓駝t測出的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)_____(填"偏大”、"偏小”或"不變”)．

(二)生產(chǎn)復(fù)印用高檔Fe3O4粉

【生產(chǎn)流程】

【查閱資料2】

①硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度如表所示：溫度/℃010305060708090溶解度/g14.017.025.033.035.333.030.527.0②Fe(OH)2易氧化：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3③獲得Fe3O4的反應(yīng)原理為：Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O

(1)溶解時(shí)，用50℃至80℃的熱水目的是_____．

(2)寫出加入適量NaOH溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____．

(3)副產(chǎn)品P的化學(xué)式是_____．

(4)沉淀M需洗凈，檢驗(yàn)是否洗凈的方法是_____．

(5)若流程中產(chǎn)生的Fe(OH)2和Fe(OH)3的質(zhì)量比為50：107，則所得產(chǎn)品是_____的Fe3O4(填"純凈”或"不純凈”)．檢查裝置的氣密性水二氧化硫氧化鐵防止蒸餾水倒吸2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑

18.7%偏小在50℃～80℃時(shí)，硫酸亞鐵的溶解度較大，有利于溶解的更多，提高產(chǎn)率2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4Na2SO4取最后洗滌液，滴加BaCl2溶液不純凈解析：【查閱資料1】

（1）凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

（2）白色硫酸銅粉末遇水變藍(lán)色；二氧化硫具有還原性，能使高錳酸鉀溶液褪色；

（3）氧化鐵是紅棕色固體，能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，氯化鐵溶液是黃色的；

（4）球形干燥管能夠防止液體倒吸；

（5）硫酸亞鐵在高溫條件下分解能生成氧化鐵、二氧化硫和三氧化硫；

根據(jù)反應(yīng)前后的質(zhì)量差可以計(jì)算氧化鐵的質(zhì)量，根據(jù)氧化鐵的質(zhì)量可以計(jì)算鐵元素的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

（6）實(shí)驗(yàn)中持續(xù)通入氮?dú)獾哪康氖菫榱伺懦龇磻?yīng)生成的水蒸氣；

【查閱資料2】

（1）根據(jù)硫酸亞鐵的溶解度與溫度的關(guān)系，可以判斷在什么溫度范圍內(nèi)硫酸亞鐵的溶解能力較強(qiáng)；

（2）硫酸亞鐵和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀和硫酸鈉；

（3）副產(chǎn)品P是硫酸鈉；

（4）取洗滌液適量于試管中，滴加氯化鋇溶液，如果產(chǎn)生白色沉淀，說明洗滌不干凈；如果不產(chǎn)生白色沉淀，說明洗滌干凈；

（5）根據(jù)Fe（OH）2+2Fe（OH）3Fe3O4+4H2O中的氫氧化亞鐵和氫氧化鐵反應(yīng)的質(zhì)量比，可以判斷Fe（OH）2和Fe（OH）3按照一定的質(zhì)量比反應(yīng)時(shí)，得到的四氧化三鐵是否純凈．

解：【查閱資料1】

（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先檢查裝置的氣密性．

故填：檢查裝置的氣密性．

（2）裝置B中硫酸銅粉末變藍(lán)，說明產(chǎn)物中有水，裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產(chǎn)物中還有二氧化硫．

故填：水；二氧化硫．

（3）裝置A中固體變成紅棕色，放入稀鹽酸，得黃色溶液，則該紅棕色固體是氧化鐵．

故填：氧化鐵．

（4）裝置D球形干燥管的作用防止蒸餾水倒吸．

故填：防止蒸餾水倒吸．

（5）①圖2中T3至T4過程的反應(yīng)化學(xué)方程式為：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑．

故填：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑．

②解：設(shè)反應(yīng)生成的氧化鐵的質(zhì)量為*，

2FeSO4?7H2O14H2O+SO2↑+SO3↑+Fe2O3△m（包括水、二氧化硫、三氧化硫）

556160396*30.0g-10.2g

=，

*=8g，

鐵元素的質(zhì)量為：8g××100%=5.6g，

樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=18.7%；

故填：18.7%．

（6）如果不通入氮?dú)?，分解產(chǎn)生的水蒸汽在A管中冷凝，A管質(zhì)量差變小，通過上述計(jì)算過程可以知道鐵元素計(jì)算的質(zhì)量變小，鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏?。?/p>

故填：偏小．

【查閱資料2】

（1）溶解時(shí)，用50℃至80℃的熱水目的是在50℃～80℃時(shí)，硫酸亞鐵的溶解度較大，有利于溶解的更多，提高產(chǎn)率．

故填：在50℃～80℃時(shí)，硫酸亞鐵的溶解度較大，有利于溶解的更多，提高產(chǎn)率．

（2）氫氧化鈉和硫酸亞鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4．

故填：2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4．

（3）副產(chǎn)品P是硫酸鈉，硫酸鈉的化學(xué)式是Na2SO4．

故填：Na2SO4．

（4）沉淀M需洗凈，檢驗(yàn)是否洗凈的方法是取最后洗滌液，滴加BaCl2溶液，如果產(chǎn)生白色沉淀，說明洗滌不干凈；如果不產(chǎn)生白色沉淀，說明洗滌干凈．

故填：取最后洗滌液，滴加BaCl2溶液．

（5）Fe（OH）2+2Fe（OH）3Fe3O4+4H2O中，F(xiàn)e（OH）2和Fe（OH）3的質(zhì)量比為90：107，若流程中產(chǎn)生的Fe（OH）2和Fe（OH）3的質(zhì)量比為50：107，因?yàn)?0：107不等于50：107，則所得產(chǎn)品是不純凈的四氧化三鐵．

故填：不純凈．*實(shí)驗(yàn)小組利用廢硫酸液制備K2SO4并研究CaSO4?2H2O加熱分解的產(chǎn)物．（一）K2SO4的制備（1）將CaCO3研成粉末的目的是．（2）上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有CO2和（填寫化學(xué)式）．（3）反應(yīng)Ⅲ中相關(guān)物質(zhì)的溶解度如下表．你認(rèn)為反應(yīng)Ⅲ在常溫下能實(shí)現(xiàn)的原因是．物質(zhì)KClK2SO4NH4ClM溶解度/g（25℃）34.011.137.219.5（4）不用水而用飽和K2SO4溶液洗滌反應(yīng)Ⅲ所得晶體的目的是；為檢驗(yàn)此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入（選填序號，下同），振蕩、靜置，再向上層清液中滴加，觀察現(xiàn)象即可判斷．a(chǎn)．AgNO3溶液b．過量的BaCl2溶液c．過量的Ba（NO3）2溶液（二）研究CaSO4?2H2O加熱分解的產(chǎn)物．（5）分離所得的CaSO4?2H2O含有CaCO3，可用鹽酸除去，該的化學(xué)反應(yīng)方程式．（6）為了測定CaSO4?2H2O和CaCO3的質(zhì)量比*：y，實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．①實(shí)驗(yàn)前首先要，再裝入樣品．裝置A的作用是．②已知CaSO4?2H2O在160℃生成CaSO4，1350℃時(shí)CaSO4開始分解；CaCO3在900℃時(shí)分解完全．現(xiàn)控制B裝置溫度900℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并采集了如下數(shù)據(jù)：a．反應(yīng)前玻璃管與樣品的質(zhì)量m1gb．反應(yīng)后玻璃管中固體的質(zhì)量為m2gc．裝置C實(shí)驗(yàn)后增重m3gd．裝置D實(shí)驗(yàn)后增重m4g*同學(xué)選用b、d或c、d數(shù)據(jù)組合求出*：y的值，若無裝置E，則實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果將（填"偏大”、"偏小”或"無影響”）．你認(rèn)為還可選用上述的（選填序號）兩個(gè)數(shù)據(jù)組合也可求出*：y的值．（7）CaSO4?2H2O受熱會(huì)逐步失去結(jié)晶水．取純凈CaSO4?2H2O固體3.44g，放在（5）的實(shí)驗(yàn)裝置B中進(jìn)行加熱，測定固體質(zhì)量隨溫度的變化情況如圖所示．①G點(diǎn)固體的化學(xué)式是．②將T2～1400℃溫度段加熱固體所產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，則H～I(xiàn)段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為．（1）加快反應(yīng)速率（或使反應(yīng)更充分或提高原料的利用率等合理答案均給分）．

（2）CaCO3

（3）常溫下K2SO4的溶解度?。?/p>

（4）減少K2SO4的溶解．c

a

（5）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O

（6）①檢查裝置的氣密性．除去空氣中的CO2和H2O（意思相近均給分）．②偏小

b、c

（7）①CaSO4?H2O

②2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑

試題分析：（1）將CaCO3研成粉末，可以增大反應(yīng)物的接觸面積，其目的是加快反應(yīng)速率．（2）觀察上述流程，發(fā)現(xiàn)二氧化碳和碳酸鈣既是反應(yīng)物也是生成物，故可循環(huán)使用的物質(zhì)有CO2和CaCO3．（3）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，反應(yīng)Ⅲ中隨沒有不溶物，但常溫下K2SO4的溶解度小，在生成物中會(huì)以沉淀的形式出現(xiàn)，故反應(yīng)可以進(jìn)行．（4）不用水而用飽和K2SO4溶液洗滌反應(yīng)Ⅲ所得晶體的目的是減少K2SO4的溶解；為檢驗(yàn)此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入過量的Ba（NO3）2溶液，振蕩、靜置，目的是除去硫酸根，再向上層清液中滴加AgNO3溶液，如果沒有白色沉淀，說明洗滌干凈．（5）碳酸鈣能與稀鹽酸反應(yīng)，硫酸鈣和稀鹽酸不反應(yīng)，故分離所得的CaSO4?2H2O含有CaCO3，可用鹽酸除去，該的化學(xué)反應(yīng)方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O．（6）為了測定CaSO4?2H2O和CaCO3的質(zhì)量比*：y，①實(shí)驗(yàn)前首先要檢查裝置的氣密性，再裝入樣品．裝置A的作用是除去空氣中的CO2和H2O，防止它們影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．②裝置E的作用是吸收空氣中的水和二氧化碳，如沒有裝置E，則實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果將偏?。ㄟ^裝置C可確定生成水的質(zhì)量，故還可選用上述的bc兩個(gè)數(shù)據(jù)組合也可求出*：y的值．（7）CaSO4?2H2O受熱會(huì)逐步失去結(jié)晶水．取純凈CaSO4?2H2O固體，放在（5）的實(shí)驗(yàn)裝置B中進(jìn)行加熱，①G點(diǎn)處減少的質(zhì)量是失去了部分結(jié)晶水后的質(zhì)量，故此時(shí)固體的化學(xué)式是CaSO4?H2O．②將T2～1400℃溫度段加熱固體所產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，說明生成了二氧化硫氣體，則H～I(xiàn)段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑．

點(diǎn)評：此題全面考查了學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用能力，難度比較大，解答時(shí)一定要注意知識的前后的聯(lián)系和綜合運(yùn)用．3*化工廠為綜合利用生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品CaSO4，與相鄰的化肥廠聯(lián)合設(shè)計(jì)了制備（NH4）2SO4的工藝流程．【工藝流程及原理】沉淀池中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為：CO2+2NH3+CaSO4+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4【討論交流】（1）操作a的名稱是________，若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行此操作，用到的玻璃儀器除玻璃棒、燒杯外，還需要________．（2）經(jīng)操作a后得到的固體物質(zhì)在煅燒爐中高溫分解生成*和