完全沉淀
(6)蒸发浓缩、冷却结晶能使晶体尽快的析出
(7)综合计算(不展开)答案:
125m2 81m1(1) 增大反应物接触面积或增加反应时的接触面积,使反应更加充分。 (2) 2Fe(OH)3?1ClO??1H2O?2Fe(OH)2?1Cl? (3) FeO(OH)(或其他合理答案) (4) 8.0?PH?10.4(或其他合理答案) (5)b或(b和d);d
(6)蒸发浓缩、冷却结晶(或其他合理答案) (7)
125m2(或其他合理答案) 81m1(2010浙江卷)25.(14分)洗车安全气囊是德国安全的重要保障。当车辆发生
碰撞的瞬间,安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊,从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理,取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析,确定该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明,固体粉末部分溶解。经检测,可溶物为化合物甲;不溶物为红棕色固体,可溶于盐酸。
取13.0g化合物甲,加热使其完全分解,生成氮气和单质乙,生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。
请回答下列问题:
(1)甲的化学式为 ,丙的电子式为 。
(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐,则反应的化学方程式为 。 (3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式
为 ,安全气囊中红棕色粉末的作用是 。
(4)以下物质中,有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是 。
A. KCl B. KNO3 C. Na2S D. CuO
(5)设计一个实验方案,探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分
(不考虑结晶水合物) 。 试题解析:
本题知识载体很新鲜,很生活,很化学。简答式的题目首先要进行分析,确定设计的物质及反应才能完成各小题的内容。
题目关键词:粉末分解释放氮气,粉末仅含Na、Fe、N、O,水溶性试验部分溶解,可溶部分为化合物甲,不溶物红棕色可溶于盐酸。13.0g甲完全分解为N2和单质乙,N26.72L,单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。
解题分析:1、粉末由两种物质混合而成。2、红棕色物质可能为Fe2O3\\Fe(OH)3等,根据题意只能是Fe2O3。3、甲只有两种元素,且含N,必含Na。3、计算:N(6.72/22.4)*2*14=8.4g,则Na的物质的量为:(13-8.4)/23=0.2mol,N与Na的物质的量之比为:0.6:0.2=3:1,则化合物甲为Na3N。4、在高温下Na与Fe2O3反应的产物为Na2O2和Fe。
答案:(1)Na3N,
(2)2N2O2+4CO2+2H2O=4NaHCO3+O2
(3)6Na+2Fe2O3=3Na2O2+4Fe ,红色粉末的作用是充当氧化剂,除去氮化钠分解产生的金属钠(金属钠溶于水产生大量的热和碱性有害物质),提供大量的热量用于氮化钠的迅速分解。(4)从氧化性角度分析KNO3、CuO均可,但KNO3本身受热分解,产生氧气与氮气反应。故选择D. CuO。(5)实验目的:检验Na2O2在空气中与水或二氧化碳反应的产物,即检验NaOH和Na2CO3或NaHCO3。实验设计一:实验原理:定量分析法。步骤:1、称量混合固体的质量。2、将混合物加热,并将气体通入澄清石灰水,无气体则无NaHCO3,石灰水变浑浊则有NaHCO3无NaOH,称量石灰水质量变化量mg。3、加入过量盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,称量石灰水质量增加量ng。4、通过m与n的计算获得最终结果。实验设计二:实验原理:测定盐酸用量与产生二氧化碳的量的关系确定混合物成分。1、不产生二氧化碳则混合物只有NaOH。2、开始产生二氧化碳前,与开始产生
二氧化碳直到最大量消耗的盐酸的体积比为1:1则只有Na2CO3。大于1:1则为NaOH与Na2CO3的混合物。小于1:1则为Na2CO3和NaHCO3的混合物。即比较图中a,b的大小。
教与学提示:
题型的难点1是通过定性和定量两种方式确定物质的化学
成分,其中Na3N又是学生很不熟悉的。难点2是氧化还原方程式的书写与配平,及氧化还原原理的应用。难点3是实验设计,通过定量来定性。但,题目设计与问题设计都在平时的练习与讨论中必然会涉及。比如实验设计部分,在省市多次统考中均有有关碳酸盐与酸反应定量问题出现过,或反复练习过。但,在简答的环境中也还是有难度的。解题中要动用到平时知识的积累,决定成败还是在平时。 (2010上海卷)24.向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色。
完成下列填空:
1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1,不用填写):
2)整个过程中的还原剂是 。
3)把KI换成KBr,则CCl4层变为__色:继续滴加氯水,CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是 。
4)加碘盐中含碘量为20mg~50mg/kg。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg,若庄Kl与Cl2反应制KIO3,至少需要消耗Cl2 L(标准状况,保留2位小数)。
答案:1)I2+5Cl2+6H2O→2HIO3+10HCl;2)KI、I2;3)红棕、HBrO3>Cl2>HIO3;4)10.58。
解析:此题考查氧化还原反应的配平、氧化剂和还原剂、氧化性强弱的判断、化学计算知识。分析反应从开始滴加少许氯水时,其将KI中的I元素氧化成碘单质;等CCl4层变紫色后,再滴加氯水时,其将碘单质进一步氧化成碘酸。1)
根据氧化还原反应方程式的配平原则,分析反应中的化合价变化,I元素的化合价从0→+5,升高5价,Cl元素的化合价从0→-1,降低1价,综合得失电子守恒和质量守恒,可配平出:I2+5Cl2+6H2O→2HIO3+10HCl;2)分析整个过程中化合价升高的都是I元素,还原剂为:KI和I2;3)KI换成KBr时,得到的是溴单质,则其在CCl4中呈红棕色;继续滴加氯水时,颜色不变,可知氯水不能将溴单质氧化成HBrO3,故其氧化性强弱顺序为:HBrO3>Cl2>HIO3;4)综合写出反应方程式:KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl,根据化学方程式计算,按最小值计算时,1000kg加碘食盐中含碘20g,根据质量守恒,可知:换算成碘酸钾的质量为:33.70g,物质的量为:0.16mol,则需要消耗Cl2的体积为:(20g/127g.mol-1)×3×22.4L/mol=10.58L。
解法点拨:守恒定律是自然界最重要的基本定律,是化学科学的基础。在化学反应中,守恒包括原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。任何化学反应在反应前后应遵守电荷或原子守恒。电荷守恒即反应前后阴阳离子所带电荷数必须相等;原子守恒(或称质量守恒),也就是反应前后各元素原子个数相等;得失电子守恒是指在氧化还原反应中,失电子数一定等于得电子数,即得失电子数目保持守恒。比如此题中我们就牢牢抓住了守恒,简化了计算过程,顺利解答。 (2010江苏卷)18.(12分)正极材料为LiCoO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
(1)橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料,它可以通过
LiOH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与
干燥、高温成型而制得。
LiOH溶液直接混合的原因①共沉淀反应投料时,不将(NH4)2Fe(SO4)2和
是 。
②共沉淀反应的化学方程式为 。
③高温成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后的LiFePO4的导电性能外,还能 。
(2)废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有LiCoO2及少量AI、Fe等)
可通过下列实验方法回收钴、锂。
2?2?① 在上述溶解过程中,S2O3被氧化成SO4,LiCoO2在溶解过程中反应的
化学方程式为 。 ② Co(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化 如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全
脱水,则1000℃时,剩余固体的成分为 。(填化学式); 在350~400℃范围内,剩余固体的成分为 。(填化学式)。 【答案】 (1)
①Fe2+在碱性条件下更易被氧化(凡合理答案均可) ②(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O ③与空气中O2反应,防止LiFePO4中的Fe2+被氧化 (2)
①8 LiCoO2?Na2S2O3?11H2SO4?4Li2SO4?8CoSO4?Na2SO4?11H2O ② CoO Co2O3、Co3O4
【解析】本题考察的知识比较散,涉及到能源利用,物质性质、化工流程分析,图表分析,覆盖面比较广。(1)①不能直接混合的原因是Fe2+在碱性条件下更容易被氧化;②根据题给的信息,发生的反应为(NH4)2Fe(SO4)
2
+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O③消耗空气中的O2,保护Fe2+,防止Fe2+被氧化;
(2)①通过题给信息可知LiCoO2与Na2S2O3发生了氧化还原反应,反应为8 LiCoO2+ Na2S2O3+11H2SO4=4Li SO4+8CoSO4+ Na2SO4+11 H2O②根据质量的变化,在变化过程中,Co的质量没有变,通过题给数据看,在10000C是Co(OH)2完全分解,则产物CoO,在350-4000C时,固体的质量在89.25%-86.38%之间,可以通过极点进行分析,