天津高考化学钠及其化合物综合题汇编
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2020-2021高考化学钠及其化合物综合题汇编及详细答案一、高中化学钠及其化合物1.某兴趣小组的学生根据Mg与CO2反应原理推测钠也能在CO2中燃烧,为了确定其产物并进行试验论证,某同学设计了下列装置进行试验(已知PdCl2能被CO还原为Pd),请回答下列问题:(1)上图装置2中应盛放__________溶液.(2)为了使反应随开随用,随关随停,上图方框内应选用_____装置(填上图字母代号).(3)检查装置的气密性完好并装好药品后,在点燃酒精灯前,应先进行1装置的操作,待装置______(填数字编号)中出现_______________现象时,再点燃酒精灯.(4)①若装置6中有黑色沉淀(Pd)生成,装置4中残留固体(只有一种物质)加盐酸后有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式为_________.②若装置6中溶液无明显现象,装置4中残留固体(有两种物质)加盐酸后有能澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式为_____________.【答案】饱和碳酸氢钠 C 5 澄清石灰水变浑浊的 2Na+2CO2Na2CO3+CO4Na+3CO22Na2CO3+C【解析】【分析】【详解】(1)根据二氧化碳的实验室制法可知二氧化碳中可能含有HCl气体,所以应除去HCl,则装置B中盛放的溶液是饱和碳酸氢钠溶液;答案为:饱和碳酸氢钠;(2)为了使反应随开随用,随关随停,上图方框内应选用C装置,因为C装置可以达到固液分离的目的,起到随开随用,随关随停的作用;答案为:C;(3)因为该实验是验证二氧化碳与Na的反应,所以应排除空气中的氧气,所以先通入二氧化碳使5中澄清石灰水变浑浊后,再点燃酒精灯;答案为:澄清石灰水变浑浊的;5;(4)①若装置6中有黑色沉淀(Pd)生成,装置4中残留固体(只有一种物质)加盐酸后有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,说明该固体是碳酸钠,则Na与二氧化碳反应生成CO和碳酸钠,化学方程式是2Na+2CO2Na2CO3+CO;答案为: 2Na+2CO2Na2CO3+CO;②若装置6中溶液无明显现象,说明无CO生成,装置4中残留固体(有两种物质)加盐酸后有能澄清石灰水变浑浊的气体放出,则一种固体为碳酸钠,另一种是C单质,化学方程式是4Na+3CO22Na2CO3+C。
高考化学钠及其化合物综合题汇编含详细答案一、高中化学钠及其化合物1.化学兴趣小组制取Na2O2,并测定制得的Na2O2样品的纯度。
I.制取Na2O2。
查阅资料:①钠与空气在453~473K之间可生成Na2O,迅速提高温度到573~673K之间可生成Na2O2。
②4Na+3CO 22Na2CO3+C。
③加热后,Na不与N2反应。
(1)图1为兴趣小组制取Na2O2的装置,得到的固体中不可能混有的杂质是____。
A.Na3N B.Na2CO3 C.Na2O D.NaOH(2)该小组若要得到相对纯净的Na2O2,请从图2中选择合适的装置(要求从装置A、B、C中选择)净化空气,接口从左至右正确的连接顺序是____。
II.测定制得的Na2O2样品的纯度。
按图2装置中的F→B→C→A→D顺序连接,检查装置气密性后,将制得的10g样品放入 F 装置的烧瓶中,滴入稀硫酸反应后,D中收集到1.12L气体(体积已转换为标况下)。
(3)写出样品中Na2O2所发生反应的化学方程式为_____。
(4)B中反应的化学方程式为____,C装置的作用是____。
(5)装置F中仪器i的名称为____;仪器i和烧瓶用一根导管连接,目的是使稀硫酸能顺利流下,也可减少实验产生误差,若没有该导管将导致测定的结果____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(6)该实验测得样品中Na2O2纯度为_____。
【答案】A edbc 2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑ 2NaOH+ CO2=H2O+Na2CO3检验CO2是否除尽分液漏斗偏大 78.0%【解析】【分析】(1)①钠与氧气反应可以得到氧化钠、过氧化钠,二者均与二氧化碳反应得到碳酸钠,与水反应会得到氢氧化钠,由信息可知钠与氮气不反应;(2)若要得到相对纯净的过氧化钠,应将空气通过盛有浓氢氧化钠溶液的洗气瓶除去二氧化碳,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气;(3)过氧化钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、氧气和水;(4)该实验设计的原理是烧瓶中过氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠、氧气与水,用浓氢氧化钠溶液吸收氧气中可能混有二氧化碳,用澄清石灰水检验二氧化碳是否除尽,用排水法收集氧气,根据氧气体积可以计算过氧化钠的质量,进而计算样品中过氧化钠的质量分数; (5)分液漏斗和烧瓶用导管连接可以平衡气压,使稀硫酸顺利流下,还可以抵消滴加硫酸排出空气的体积,若没有该导管,排出的空气按生成氧气的体积计算;(6)依据标况下氧气的体积和反应方程式计算过氧化钠的质量,由题给数据计算过氧化钠的纯度。
高考化学钠及其化合物综合试题含答案解析一、高中化学钠及其化合物1.我国化学家侯德榜(下图所示)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:(1)请写出碳酸钠的一种用途________。
(2)写出上述流程中X物质的分子式_________。
(3)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了________(填上述流程中的编号)的循环,从沉淀池中取出沉淀的操作是_______。
(4)该流程中氨气和二氧化碳的添加顺序是:先通氨气后通二氧化碳,请说明理由:______。
【答案】制造肥皂、制造玻璃等CO2I过滤氨气在水溶液中的溶解度远远大于二氧化碳,先通入氨气有利于二氧化碳的吸收【解析】【详解】(1)碳酸钠可用于制造肥皂、制造玻璃等;(2)沉淀池析出的为碳酸氢钠,煅烧炉中加热碳酸氢钠,分解生成二氧化碳,则循环物质X 为二氧化碳;(3)母液的主要成分为NaCl、NH4Cl、NH3、Na2CO3等,使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,应增加I的循环;固液分离方法为过滤;(4)氨气易溶于水,二氧化碳溶解度相对较小,先通入氨气,有利于二氧化碳的吸收;2.2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。
锂离子电池的广泛应用使锂的需求量大增,自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷锂铝石等。
(1)i.为鉴定某矿石中是否含有锂元素,可以采用焰色反应来进行鉴定,当观察到火焰呈_______,可以认为存在锂元素。
A.紫红色 B.绿色 C.黄色 D.紫色(需透过蓝色钴玻璃)ii锂离子电池的广泛应用同样也要求处理电池废料以节约资源、保护环境。
采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(由Al箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成)中的资源,部分流程如图:查阅资料,部分物质的溶解度(s),单位g,如下表所示:(2)将回收的废旧锂离子电池进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理,筛分后获得正极片。
高考化学钠及其化合物综合题及详细答案一、高中化学钠及其化合物1.为测定某样品中碳酸氢钠的质量分数(假设仅含杂质氯化钠),某学生设计了如下实验方案:(1)称量所需要的仪器是_______________;(2)样品放在_________(仪器名)中灼烧,在_________(仪器名)中冷却;(3)实验中操作A的名称为_______________;(4)灼烧后的样品若在空气中冷却,会造成实验结果_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”);(5)样品中碳酸氢钠的质量分数为_________(保留3位有效数字)。
已知该样品碳酸氢钠的质量分数为0.800,则本次实验的相对误差为___________;(6)将灼烧后的样品加足量稀硫酸溶解,生成的气体在标准状况下的体积为_____毫升(按碳酸氢钠质量分数0.800计算)。
【答案】电子天平坩埚干燥器恒重偏大0.768-4%640【解析】【详解】(1)托盘天平不能精确到小数点后三位,精确称量固体质量的仪器是电子天平,故答案为:电子天平;(2)灼烧应放在坩埚中,灼烧后的样品放在空气中冷却,碳酸钠吸水,所以放在干燥器中冷却,故答案为:坩埚,干燥器;(3)反复灼烧至固体质量不再变化的实验操作叫恒重法,故答案为:恒重;(4)灼烧后的样品放在空气中冷却,碳酸钠吸水,会造成实验结果偏大,故答案为:偏大;(5)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,根据化学反应方程式2NaHCO3Na2CO3 + H2O + CO2↑计算,当168g NaHCO3分解时固体质量减少62g,现在减少3.000g - 2.150g =0.850g,所以NaHCO3的质量为2.303g,碳酸氢钠的质量分数为2.303g0.7683.000g==,相对误差0.7680.800100%4%0.800-=⨯=-,故答案为:0.768,-4%;(6)根据化学反应方程式2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑,当168g NaHCO3参加反应时,产生CO244.8L = 44800mL,当3.000g×0.800=2.400g参加反应时生成CO2640mL,故答案为640。
2020-2021高考化学钠及其化合物推断题综合题汇编含详细答案一、钠及其化合物1.由三种元素组成的化合物A ,按如下流程进行实验。
气体B 为纯净物,溶液C 焰色反应为砖红色,气体E 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
请回答:(1)组成A 的三种元素是________,A 的化学式是________。
(2)固体A 与足量稀盐酸反应的化学方程式是________。
(3)气体E 与甲醛在一定条件可生成乌洛托品(学名:六亚甲基四胺),该反应的化学方程式是________(乌洛托品可以用分子式表示)。
【答案】Ca 、H 、N 2Ca HN 2422Ca HN 5HCl 2CaCl H NH Cl +=+↑+ 34NH 6HCHO +→(或6124C H N )26H O +【解析】【分析】 溶液C 焰色反应为砖红色说明溶液C 中含有Ca 元素,可知沉淀F 为CaCO 3,4.00g 碳酸钙的物质的量为 4.00g=0.04mol 100g/mol ,根据元素守恒可知固体A 中含有Ca 元素,其质量为0.04mol×40g/mol=1.60g ;气体E 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝说明气体E 为NH 3,所以溶液D 中含有NH 4+,根据元素守恒可知溶液C 中含有N 元素,固体A 中含有N 元素;气体B 为纯净物,其物质的量为0.448L=0.02mol 22.4L/mol ,固体A 中Ca 元素的质量为1.60g ,则其他元素为1.90g-1.60g=0.30g ,可先假设E 为一种常见的气体,若该气体为NO 、NO 2、O 2,则固体A 中另外一种元素为O ,而0.02mol NO 或NO 2或O 2所含氧元素的质量均大于0.30g ,故不合理,若该气体为H 2,固体A 中另外一种元素为H ,则符合题意,同时可以参考CaH 2与水的归中反应生成氢气。
【详解】(1)根据分析可知固体A 中的三种元素为:Ca 、N 、H ;Ca 的常见化合价为+2价,已知固体A 中Ca 元素的物质的量为0.04mol ,质量为1.60g ,N 元素的和H 元素质量为0.04g 共0.30g ,N 的相对原子质量为14,氢的相对原子质量为1,据此可推测A 的化学式可能为Ca 4N 2H 2,化为最简整数比为2Ca HN ;(2)根据产物可知A 与盐酸反应的产物中含有NH 4+,H 2,Ca 2+,根据电子守恒和元素守恒可知方程式为:2422Ca HN 5HCl 2CaCl H NH Cl +=+↑+;(3)气体E 为为NH 3,甲醛为HCHO ,根据元素守恒可知方程式为:34NH 6HCHO +→(或6124C H N )26H O +。
全国高考化学钠及其化合物的综合高考真题分类汇总及答案一、高中化学钠及其化合物1.化学兴趣小组制取Na2O2,并测定制得的Na2O2样品的纯度。
I.制取Na2O2。
查阅资料:①钠与空气在453~473K之间可生成Na2O,迅速提高温度到573~673K之间可生成Na2O2。
②4Na+3CO 22Na2CO3+C。
③加热后,Na不与N2反应。
(1)图1为兴趣小组制取Na2O2的装置,得到的固体中不可能混有的杂质是____。
A.Na3N B.Na2CO3 C.Na2O D.NaOH(2)该小组若要得到相对纯净的Na2O2,请从图2中选择合适的装置(要求从装置A、B、C中选择)净化空气,接口从左至右正确的连接顺序是____。
II.测定制得的Na2O2样品的纯度。
按图2装置中的F→B→C→A→D顺序连接,检查装置气密性后,将制得的10g样品放入 F 装置的烧瓶中,滴入稀硫酸反应后,D中收集到1.12L气体(体积已转换为标况下)。
(3)写出样品中Na2O2所发生反应的化学方程式为_____。
(4)B中反应的化学方程式为____,C装置的作用是____。
(5)装置F中仪器i的名称为____;仪器i和烧瓶用一根导管连接,目的是使稀硫酸能顺利流下,也可减少实验产生误差,若没有该导管将导致测定的结果____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(6)该实验测得样品中Na2O2纯度为_____。
【答案】A edbc 2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑ 2NaOH+ CO2=H2O+Na2CO3检验CO2是否除尽分液漏斗偏大 78.0%【解析】【分析】(1)①钠与氧气反应可以得到氧化钠、过氧化钠,二者均与二氧化碳反应得到碳酸钠,与水反应会得到氢氧化钠,由信息可知钠与氮气不反应;(2)若要得到相对纯净的过氧化钠,应将空气通过盛有浓氢氧化钠溶液的洗气瓶除去二氧化碳,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气;(3)过氧化钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、氧气和水;(4)该实验设计的原理是烧瓶中过氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠、氧气与水,用浓氢氧化钠溶液吸收氧气中可能混有二氧化碳,用澄清石灰水检验二氧化碳是否除尽,用排水法收集氧气,根据氧气体积可以计算过氧化钠的质量,进而计算样品中过氧化钠的质量分数; (5)分液漏斗和烧瓶用导管连接可以平衡气压,使稀硫酸顺利流下,还可以抵消滴加硫酸排出空气的体积,若没有该导管,排出的空气按生成氧气的体积计算;(6)依据标况下氧气的体积和反应方程式计算过氧化钠的质量,由题给数据计算过氧化钠的纯度。
高考化学压轴题专题复习——钠及其化合物的综合及详细答案一、高中化学钠及其化合物1.(1)配平下列方程式①_____Na+_____H2O =_____NaOH+_____H2↑②_____Na2O2 +_____ CO2=_____ NaCO3 +_____O2↑③_____KMnO4 +_____HCl(浓) =_____ KCl +_____MnCl2 +_____H2O + _____Cl2↑④_____Al+_____H2O +_____NaOH =_____Na AlO2+_____H2↑(2)用双线桥法表示电子转移的数目和方向____________、__________①2Na2O2 + 2H2O= 4NaOH + O2↑②2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3【答案】22212221216228522223【解析】【分析】配平氧化还原方程时先判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,可利用化合价升降守恒来配平,再通过原子守恒来配平其他物质。
【详解】2Na+2H O =2NaOH+H↑,故(1)① Na由0价变为+1价,H由+1价变为0价,故方程为:22答案为:2;2;2;1;②此为歧化反应,O化合价由-1价变为-2价和0价,故方程为:2Na O+2CO=2Na CO+O↑,故答案为:2;2;2;1;222232③Mn化合价由+7价下降为+2价,Cl化合价由-1价升高为0价,故方程为:2KMnO+16HCl(浓) =2KCl +2MnCl+8H O +5Cl↑,故答案为:2;16;2;2;8;5;4222④Al化合价由0价升高为+3价,H化合价有+1价下降为0价,故方程为:2Al+2H O +2NaOH=2Na AlO+3H↑,故答案为:2;2;2;2;3;222(2)①此化学方程式为歧化反应,O由+1价变为-2价和0价,双线桥表示为:,故答案为:②Fe2+离子为还原剂化合价由+2变为+3价失去一个电子,Cl由0价变为-1价得到一个电子,用双线桥表示为:,故答案为:。
高考化学钠及其化合物综合题汇编附答案解析一、高中化学钠及其化合物1.某兴趣小组的学生根据活泼金属Mg与CO2发生反应,推测活泼金属钠也能与CO2发生反应,因此兴趣小组用下列装置进行“钠与二氧化碳反应”的实验探究(尾气处理装置已略去)。
已知:常温下,CO能使一些化合物中的金属离子还原例如:PdCl2 + CO + H2O=Pd↓+ CO2+2HCl 。
反应生成黑色的金属钯,此反应也可用来检测微量CO的存在。
请回答下列问题:(1)通常实验室制取CO2气体的离子方程式是_______________________________,为了使制气装置能“随开随用,随关随停”,上图A处应选用的装置是_____(填写“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
若要制取干燥、纯净的CO2气体,装置B中应盛放的试剂是____________溶液,装置C中应盛放的试剂是______________。
(2)观察实验装置图可知Na与CO2反应的条件是_____________。
检查装置的气密性完好并装入药品后,在点燃酒精喷灯前,必须进行的操作是____________________。
待装置______(填写字母)中出现____________________现象时,再点燃酒精喷灯,这步操作的目的是______________________________________。
(3)假设CO2气体为足量,在实验过程中分别产生以下①、②两种不同情况,请分析并回答问题:①若装置F中溶液无明显变化,装置D中生成两种固体物质,取少量固体生成物与盐酸反应后,有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式是_______________________。
②若装置F中有黑色沉淀生成,装置D中只生成一种固体物质,取少量该固体与盐酸反应后,也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式是__________________________。
全国高考化学钠及其化合物推断题的综合高考真题汇总含答案一、钠及其化合物1.如图所示:图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物,其中A、C为无色气体,请填写下列空白:(1)写出下列物质的化学式X_________,C_________,F_________,G__________。
(2)写出下列反应的化学方程式①_____________________________________________。
②______________________________________________。
【答案】(NH4)2CO3(或NH4HCO3) NH3 NO2 HNO3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 4NH3+5O2催化剂Δ4NO+6H2O【解析】【分析】X既能与盐酸反应,又能与NaOH反应,都生成气体,应为弱酸铵盐,则C为NH3,气体A 能与过氧化钠反应,故A为CO2,则X应为碳酸氢铵或碳酸铵,分解产物中B为H2O;反应①为CO2与Na2O2反应,且NH3能与反应①生成的产物之一发生催化氧化反应,则D为O2,反应②为NH3在O2中催化氧化生成的E为NO,NO和O2反应生成的F为NO2,NO2再与水反应生成HNO3和NO,则G为HNO3,再结合物质的性质进行解答。
【详解】X既能与盐酸反应,又能与NaOH反应,都生成气体,应为弱酸铵盐,则C为NH3,气体A 能与过氧化钠反应,故A为CO2,则X应为碳酸氢铵或碳酸铵,分解产物中B为H2O;反应①为CO2与Na2O2反应,且NH3能与反应①生成的产物之一发生催化氧化反应,则D为O2,反应②为NH3在O2中催化氧化生成的E为NO,NO和O2反应生成的F为NO2,NO2再与水反应生成HNO3和NO,则G为HNO3;(1)由分析知:X为(NH4)2CO3(或NH4HCO3),C为NH3,F为NO2,G为HNO3;(2) 反应①为CO2与Na2O2反应生成碳酸钠和氧气,发生反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;反应②为氨气的催化氧化,发生反应的化学方程式为4NH3+5O2催化剂Δ4NO+6H2O。
全国高考化学钠及其化合物的综合高考真题汇总及详细答案一、高中化学钠及其化合物1.某兴趣小组的学生根据活泼金属Mg与CO2发生反应,推测活泼金属钠也能与CO2发生反应,因此兴趣小组用下列装置进行“钠与二氧化碳反应”的实验探究(尾气处理装置已略去)。
已知:常温下,CO能使一些化合物中的金属离子还原例如:PdCl2 + CO + H2O=Pd↓+ CO2+2HCl 。
反应生成黑色的金属钯,此反应也可用来检测微量CO的存在。
请回答下列问题:(1)通常实验室制取CO2气体的离子方程式是_______________________________,为了使制气装置能“随开随用,随关随停”,上图A处应选用的装置是_____(填写“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
若要制取干燥、纯净的CO2气体,装置B中应盛放的试剂是____________溶液,装置C中应盛放的试剂是______________。
(2)观察实验装置图可知Na与CO2反应的条件是_____________。
检查装置的气密性完好并装入药品后,在点燃酒精喷灯前,必须进行的操作是____________________。
待装置______(填写字母)中出现____________________现象时,再点燃酒精喷灯,这步操作的目的是______________________________________。
(3)假设CO2气体为足量,在实验过程中分别产生以下①、②两种不同情况,请分析并回答问题:①若装置F中溶液无明显变化,装置D中生成两种固体物质,取少量固体生成物与盐酸反应后,有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式是_______________________。
②若装置F中有黑色沉淀生成,装置D中只生成一种固体物质,取少量该固体与盐酸反应后,也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式是__________________________。
天津高考化学钠及其化合物综合题汇编一、高中化学钠及其化合物1.我国化学家侯德榜(下图所示)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:(1)请写出碳酸钠的一种用途________。
(2)写出上述流程中X物质的分子式_________。
(3)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了________(填上述流程中的编号)的循环,从沉淀池中取出沉淀的操作是_______。
(4)该流程中氨气和二氧化碳的添加顺序是:先通氨气后通二氧化碳,请说明理由:______。
【答案】制造肥皂、制造玻璃等CO2I过滤氨气在水溶液中的溶解度远远大于二氧化碳,先通入氨气有利于二氧化碳的吸收【解析】【详解】(1)碳酸钠可用于制造肥皂、制造玻璃等;(2)沉淀池析出的为碳酸氢钠,煅烧炉中加热碳酸氢钠,分解生成二氧化碳,则循环物质X 为二氧化碳;(3)母液的主要成分为NaCl、NH4Cl、NH3、Na2CO3等,使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,应增加I的循环;固液分离方法为过滤;(4)氨气易溶于水,二氧化碳溶解度相对较小,先通入氨气,有利于二氧化碳的吸收;2.纯碱、烧碱等是重要的化工原料。
(1)利用如图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。
将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的实验现象是______。
若其它操作不变,将A与C连接,可观察到的现象是_______。
(2)向100 mL2 mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO2,结晶,得到9.3 g白色固体,该白色固体的组成是_______(写化学式)。
设计实验确认该白色固体中存在的阴离子,试完成下列方案。
实验操作实验现象结论①取少量白色固体于试管中,加____________足量水溶解,再加足量BaCl2溶液②过滤,取2 mL滤液于试管____________中,滴加酚酞(3)现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱,部分工艺流程如下:已知NaHCO3在低温下溶解度较小。
反应I为:NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl,处理母液的两种方法如下。
①向母液中加入石灰乳,可将其中_____循环利用,同时得到融雪剂_____。
②向母液中通入NH3,加入细小的食盐颗粒并降温,可得到NH4Cl晶体。
试写出通入NH3后,溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式:______________。
【答案】水沿导管由广口瓶进入烧瓶广口瓶中的长导管口有气泡产生 NaOH和Na2CO3产生白色沉淀原白色固体中有CO32-存在溶液变红溶液中含有氢氧化钠 NH3 CaCl2 HCO3—+NH3=NH4++H2O【解析】【分析】(1)CO2与NaOH反应生成Na2CO3,烧瓶内压强减小;(2)先根据钠原子守恒,通过极值法确定白色固体的组成;根据题中所给试剂,要首先利用中性溶液BaCl2检验出碳酸钠,并将碳酸根离子全部沉淀,再通过检验溶于的pH来确定是否含有NaOH;(3)①根据流程可知,母液中含有氯化铵,加入石灰乳后可以生成氨气;②碳酸氢钠溶于水,母液为碳酸氢钠饱和溶液,向母液中通入氨气,氨气与碳酸氢钠反应碳酸钠和碳酸铵。
【详解】(1)将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,二氧化碳与烧碱溶液发生了反应,引起压强减小,导致水沿导管由广口瓶进入烧瓶,若其它操作不变,若将A 与C连接,外界气体进入进入集气瓶,可观察到的现象是广口瓶中的长导管口有气泡产生,故答案为:水沿导管由广口瓶进入烧瓶;广口瓶中的长导管口有气泡产生;(2)二氧化碳与氢氧化钠可以发生反应2OH-+CO2=CO32-+H2O、OH-+CO2=HCO3-,100 mL2 mol/L的NaOH溶液中氢氧化钠的物质的量为0.2mol,若氢氧化钠全部生成碳酸钠,碳酸钠固体的质量为0.2mol×1×106g/mol=10.6g,若全部生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的质量为20.2mol×84g/mol=16.8g,由得到9.3 g白色固体可知,氢氧化钠溶液过量,最后的固体可能为NaOH和Na2CO3;要检验NaOH和Na2CO3,可加足量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,说明含CO32‾;用无色酚酞检验氢氧化钠的存在,即实验操作实验现象结论①取少量白色固体于试管中,加足量水溶解,再加足量BaCl2溶产生白色沉淀原白色固体中有CO32-存在液②过滤,取2 mL滤液于试管溶液变红溶液中含有氢氧化钠中,滴加酚酞故答案为:Na2CO3和NaHCO3;产生白色沉淀;原白色固体中有CO32-存在;溶液变红;原白色固体中有CO32-存在;(3)①根据流程可知,母液中含有氯化铵,加入石灰乳后,石灰乳与氯化铵共热反应生成氯化钙、氨气和水,氨气可以循环使用,氯化钙可以做融雪剂,故答案为:氨气;融雪剂;②碳酸氢钠溶于水,母液为碳酸氢钠饱和溶液,向母液中通入氨气,氨气与碳酸氢钠反应碳酸钠和碳酸铵,加入细小的食盐颗粒并降温,会析出氯化铵晶体,氨气与碳酸氢钠反应的离子方程式为:HCO3—+NH3=NH4++H2O,故答案为:HCO3—+NH3=NH4++H2O。
3.某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样(已知试样质量为1.560g、锥形瓶和水的质量为190.720g),利用如图装置测定混合物中Na2O2的质量分数,每隔相同时间读得电子天平的数据如下表:(1)写出Na2O2和H2O反应的化学方程式_______。
(2)计算过氧化钠质量分数时,除了试样的质量,锥形瓶和水的质量,还必需的数据是______,不必作第6次读数的原因是______。
(3)根据上述数据,过氧化钠的质量分数是_____(保留2位小数)。
(4)测定上述样品(1.560g)中Na2O2质量分数的另一种方案,其操作流程如图:①操作Ⅰ的名称是_____。
②需直接测定的物理量是_____。
③操作Ⅱ需要的仪器除了酒精灯,还需要_____(固定、夹持仪器除外)。
④在转移溶液时,如溶液转移不完全,则Na 2O 2质量分数的测定结果_____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】2Na 2O 2+2H 2O=4NaOH+O 2↑ 第4次或第5次的读数 第5次与第4次的读数相同,锥形瓶内质量已达恒重 0.84 溶解 生成NaCl 的质量 玻璃棒、蒸发皿 偏大【解析】【分析】(1)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气;(2)、(3)计算过氧化钠质量分数时,应用过氧化钠完全反应的数据,根据称量的锥形瓶+水+试样总质量变化以及还有第4次或第5次读数,计算生成氧气的质量,根据氧气的质量计算过氧化钠的质量;由表中数据可知,第4、5次读数相等,锥形瓶内的质量已达到恒重;(4)①由流程图可知,操作Ⅰ是将样品在稀盐酸中溶解;②操作Ⅱ是从溶液中获得的晶体为氯化钠,需直接测定氯化钠的质量;③操作Ⅱ是从溶液中获得的晶体,蒸发浓缩、冷却结晶,需要的仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿;④在转移溶液时,如溶液转移不完全,烧杯内壁沾有少量的氯化钠,测定的氯化钠的质量偏小,样品中钠元素的质量分数偏低,故过氧化钠的质量分数偏大。
【详解】(1)Na 2O 2和H 2O 反应的化学方程式:2Na 2O 2+2H 2O=4NaOH+O 2↑;(2)计算过氧化钠质量分数时,应用过氧化钠完全反应的数据,根据称量的锥形瓶+水+试样总质量变化计算生成氧气的质量,根据氧气的质量计算过氧化钠的质量,故需要知道试样的质量、锥形瓶+水的质量,还有第4次或第5次读数;由表中数据可知,第4、5次读数相等,锥形瓶内的质量已达到恒重,不必作第6次读数;(3)2Na 2O 2+2H 2O=4NaOH+O 2↑,由反应方程式可知,由于过氧化钠与水反应生成氧气,反应前后质量减少,质量的变化量就是氧气的质量,即m(O 2)= 1.560g +190.720g-192.010=0.270g ,n(O 2)=10.270g 32g mol -⋅ =0.0084mol ,在化学反应中,反应物、生成物的物质的量变化之比等于化学计量数之比,故n(Na 2O 2) =2(O 2)=0.0168mol ,过氧化钠的质量分数是: 10.016878100%1.560mol g mol g-⨯⋅⨯ =84% ; (4)①由流程图可知,操作Ⅰ是将样品在稀盐酸中溶解;②最终蒸发浓缩、冷却结晶得到的晶体为氯化钠,故应测定生成NaCl 的质量;③操作Ⅱ是从溶液中获得的晶体,蒸发浓缩、冷却结晶,需要的仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿;④在转移溶液时,如溶液转移不完全,烧杯内壁沾有少量的氯化钠,测定的氯化钠的质量偏小,样品中钠元素的质量分数偏低,由于过氧化钠中钠元素的质量分数小于氧化钠中钠元素的质量分数,故过氧化钠的质量分数偏大。
4.2019年诺贝尔化学奖颁给了日本吉野彰等三人,以表彰他们对锂离子电池研发的卓越贡献。
(1)自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷锂铝石等。
为鉴定某矿石中是否含有锂元素,可以采用焰色反应来进行鉴定,当观察到火焰呈________,可以认为存在锂元素。
A.紫红色 B.紫色 C.黄色(2)工业中利用锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、CaO、MgO等)制备钴酸锂(LiCoO2)的流程如下:已知:部分金属氢氧化物的pKsp(pKsp=--lgKsp)的柱状图如图1。
回答下列问题:①锂辉石的主要成分为LiAlSi2O6,其氧化物的形式为________。
②为提高“酸化焙烧”效率,常采取的措施是________。
③向“浸出液”中加入CaCO3,其目的是除去“酸化焙烧”中过量的硫酸,控制pH使Fe3+、A13+完全沉淀,则pH至少为_______。
(保留到小数点后一位。
已知:完全沉淀后离子浓度低于1×l0-5)mol/L)④常温下,已知K sp[ Mg(OH)2]=3.2×10-11mol/L,K sp[Fe(OH)3]=2.7×10﹣39,若将足量的Mg(OH)2和Fe(OH)3分别投入水中均得到其相应的悬浊液,所得溶液中金属阳离子的浓度分别为____________mol/L、__________mol/L。
⑤“沉锂”过程所获得的“母液”中仍含有大量的Li +,可将其加入到“___________”步骤中。
⑥Li 2CO 3与Co 3O 4在敞口容器中高温下焙烧生成钴酸锂的化学方程式为__________(3)利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出石墨烯电池,电池反应式为LiCoO 2+C 6 Li x C 6+Li 1-x CoO 2 ,其工作原理如图2。