电解后得到NaOH溶液,显碱性,滴入酚酞溶液中,观察到溶液变红,故答案为:酚酞溶液溶液变红. 点评: 本题是一道和原子结构知识相关的推断题,正确推导各种原子是解题的关键,要求学生具备分析和解决问题的能力. 27.(11分)(2012秋?下城区校级月考)二氧化硫通入氯化钡溶液中理论上不产生沉淀,而实际受到空气和溶液中氧气的影响很快便能观察到沉淀现象.为了避免产生沉淀,某化学小组设计了如下实验装置,实验操作步骤如下:
①气密性检查完好后,在装置A中的多孔隔板上放上锌粒,通过 长颈漏斗 注入稀硫酸.打开活塞,将产生的氢气导入到后续装置.
② D中气泡均匀冒出后 后关闭活塞,将装置D的导管插入烧杯中.
③通过装置B的 分液漏斗 滴加浓硫酸,产生的气体进入到BaCl2溶液中,溶液保持澄清. ④打开活塞,将产生的氢气导入后续装置一段时间.
⑤将盛有BaCl2溶液的试管从装置中取出,拔去橡皮塞用胶头滴管伸入到苯层下方滴加双氧水,随即出现白色浑浊,滴加稀盐酸并振荡,白色浑浊不消失.⑥拆卸装置,清洗仪器,处理剩余药品. 请回答下列问题:
(1)实验步骤①和③的空白处使用的仪器分别为 长颈漏斗 、 分液漏斗 ; (2)装置C中苯的作用是 将BaCl2溶液与空气隔离 ;
(3)实验步骤②的操作为 将装置D的导管口向上,用试管收集氢气验纯,待氢气纯净 ; (4)实验步骤④的目的是 除去SO2防止污染 ;
(5)写出实验步骤⑤试管中发生反应的化学方程式 SO2+H2O2═H2SO4、H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl . 考点: 性质实验方案的设计. 专题: 实验设计题. 分析: ①稀硫酸通过装置中的长颈漏斗加入; ②D中气泡均匀冒出后,后关闭活塞,将装置D的导管插入烧杯中; ③B装置中通过分液漏斗加入浓硫酸; (1)长颈漏斗无盖子和旋塞,可以作为加入液体反应物的仪器;分液漏斗的结构和长颈漏斗有很大异,有盖有旋塞,注意结合物质的性质采用不同的加入液体的仪器; (2)苯密度比水小,在氯化钡溶液的上层,可以起到隔离空气的作用; (3)装置获取氢气的作用是将装置中的气体赶尽,防止二氧化硫通入氯化钡溶液后的现象受到空气和溶液中氧气的影响,待氢气纯净后方可将二氧化硫通入氯化钡溶液;
(4)二氧化硫有毒能造成污染; (5)双氧水具有氧化性,可以将二氧化硫氧化为硫酸. 解答: 解:①稀硫酸通过装置中的长颈漏斗加入, 故答案为:长颈漏斗; ②D中气泡均匀冒出后,后关闭活塞,将装置D的导管插入烧杯中, 故答案为:D中气泡均匀冒出后; ③B装置中通过分液漏斗加入浓硫酸, 故答案为:分液漏斗; (1)可以通过长颈漏斗实现锌粒和酸的接触,分液漏斗的结构和长颈漏斗有很大异,有盖有旋塞, 故答案为:长颈漏斗;分液漏斗; (2)苯密度比水小,在氯化钡溶液的上层,可以起到隔离空气的作用, 故答案为:将BaCl2溶液与空气隔离; (3)A装置获取氢气的作用是将装置中的气体赶尽,待氢气纯净后方可将二氧化硫通入氯化钡溶液, 故答案为:将装置D的导管口向上,用试管收集氢气验纯,待氢气纯净; (4)二氧化硫有毒,为了防止造成污染,在实验结束时要再次打开活塞,将产生的氢气导入后续装置一段时间,让SO2全部被氢氧化钠吸收以防止污染, 故答案为:除去SO2防止污染; (5)双氧水具有氧化性,可以将二氧化硫氧化为硫酸,进而和氯化钡反应生成沉淀,反应的化学方程式为:SO2+H2O2═H2SO4、H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl, 故答案为:SO2+H2O2═H2SO4、H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl. 点评: 本题是一道有关二氧化硫化学性质知识的实验题目,难度较大,综合性较强. 28.(8分)(2012秋?下城区校级月考)硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料.工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是 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)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
2 Fe(OH)2+ 1 ClO + 1 H2O ═ 2 Fe(OH)3+ 2 Cl
(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是 FeO(OH) .
(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为 8.0≤pH≤10.4 . Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO3 CaCO3 10.4 6.4 开始沉淀的pH[来 ﹣ ﹣ 12.4 8.0 沉淀完全的pH ﹣ ﹣ 10.5 开始溶解的pH ﹣ ﹣ ﹣ ﹣12﹣6﹣9Ksp ﹣ 5.6×10 6.8×10 2. 8×10
﹣
﹣
(5)“滤液4”之后的操作依次为 蒸发浓缩 、 冷却结晶 、过滤,洗涤,干燥. (6)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于 ×100% .
考点: 离子方程式的书写;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用. 专题: 实验设计题. 分析: (1)根据影响化学反应速率的因素回答,固体表面积越大,反应速率越大; (2)根据所加入物质的化学性质,根据质量守恒定律配平化学方程式; (3)根据化学式量为89,组成元素是Fe、O、H,其中铁的相对原子量为56,扣掉56剩下33,化学式中只能含有2个氧原子和1个氢原子,来判断可能的组成; (4)调节滤液2的pH要想生成Zn(OH)2沉淀而不生成Mg(OH)2,必须知道Mg(OH)2开始沉淀时的pH、Zn(OH)2开始沉淀时的pH,以及Mg(OH)2沉淀完全时的pH、Zn(OH)2沉淀完全时的pH; (5)根据从溶液中制得干燥纯净的固体一般有蒸发、结晶、过滤后洗涤并干燥等操作来回答; (6)利用关系式法来计算质量分数. 解答: 解:(1)将菱锌矿研磨成粉可以增加反应时的接触面积,使得反应更加充分, 故答案为:增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分; (2)流程中“氧化除铁”是加入漂白粉,方程式后面产物中又有氯离子,可知氧化剂是ClO,观察方程式前后可以推出还要加入水分子,反应的离子方程式为:2Fe(OH)2+ClO﹣﹣+H2O═2Fe(OH)3+Cl, ﹣故答案为:2;1;ClO;1;H2O;2;1; (3)化学式量为89,组成元素是Fe、O、H,其中铁的相对原子量为56,扣掉56剩下33,化学式中只能含有2个氧原子和1个氢原子,所以可能的组成为FeO(OH), 故答案为:FeO(OH); (4)调节滤液2的PH要想生成Zn(OH)2沉淀而不生成Mg(OH)2,必须知道Mg(OH)2开始沉淀时的pH、Zn(OH)2开始沉淀时的pH,Mg(OH)2沉淀完全时的pH、Zn(OH)2沉淀完全时的pH,Mg(OH)2开始沉淀时的pH为10.4、Zn(OH)2开始沉淀时的pH为6.4,Mg(OH)2沉淀完全时的pH为12.4、Zn(OH)2沉淀完全时的pH8.0,所以理论上可选用的最大区间为8.0≤pH≤10.4; 故答案为:8.0≤pH≤10.4; (5))“滤液4”之后的操作目的是得到纯净的固体,应将溶液蒸发、结晶、过滤后洗涤并干燥, 故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶; (6)设碳酸锌的质量为m,利用关系式法计算: ZnCO3﹣﹣﹣﹣ZnO 125 81 m m2 ZnCO3的质量为g,ZnCO3的质量分数为×100%,故答案为:﹣
×100%. 点评: 本题是流行的化工工艺流程题,主要依据流程图中涉及的化学知识、化学原理来设计问题.能够将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单化学问题. 29.(6分)(2009?安徽)某厂废水中含5.00×10mol?L的Cr2O7,其毒性较大.某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2),设计了如下实验流程:
﹣3
﹣1
2﹣
(1)第①步反应的离子方程式是 Cr2O7+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H2O (2)第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是 将一小块pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上,再与标准比色卡对照.
(3)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外,还有 Fe(OH)3、Fe(OH)2
2﹣
(4)欲使1 L该废水中的Cr2O7完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4.理论上需要加入 13.9 g FeSO4?7H2O. 考点: 铁的氧化物和氢氧化物;氧化还原反应. 专题: 压轴题;几种重要的金属及其化合物. 2﹣2+分析: (1)Cr2O7有较强氧化性,FeSO4?7H2O中Fe有一定的还原性,在酸性介质中发生2﹣2++3+3+
氧化还原反应,由实验流程可知,第①步反应中Cr2O7在酸性条件下将Fe氧化为3+3+Fe,自身被还原为Cr,根据守恒元素守恒及所处环境可知,还应有水生成.再根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒配平; (2)依据PH试纸的基本操作方法回答; 2+3+(3)碱性条件下Fe、Fe不能存在,会转化为Fe(OH)2、Fe(OH)3; (4)根据Cr原子计算Cr0.5Fe1.5FeO4的物质的量,结合Cr0.5Fe1.5FeO4的物质的量利用Fe原子守恒计算FeSO4?7H2O质量. 2﹣2+解答: 解:(1)Cr2O7有较强氧化性,FeSO4?7H2O中Fe有一定的还原性,在酸性介质中2﹣2+发生氧化还原反应,由实验流程可知,第①步反应中Cr2O7在酸性条件下将Fe氧化3+3+为Fe,自身被还原为Cr,根据守恒元素守恒及所处环境可知,还应有水生成,反应2﹣+2+3+3+离子方程式为Cr2O7+14H+6Fe=2Cr+6Fe+7H2O, 2﹣+2+3+3+故答案为:Cr2O7+14H+6Fe=2Cr+6Fe+7H2O; (2)将一小块pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上; 故答案为:将一小块pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上,再与标准比色卡对照; 2+(3)由题给框图之二可得:Fe过量,加NaOH时,产生Cr(OH)3、Fe(OH)3和Fe(OH)2三种沉淀物, 故答案为:Fe(OH)3、Fe(OH)2;
2﹣2+(4)1 L废水中含n(Cr2O7)=5.00×10 mol.根据Cr原子、Fe原子守恒,可得: 2﹣Cr2O7~~~4Cr0.5Fe1.5FeO4~~~10FeSO4?7H2O, ﹣32﹣所以理论上n(FeSO4?7H2O)=10n(Cr2O7)=5.00×10 mol×10=0.05 mol, 所以m(FeSO4?7H2O)=0.05 mol×278 g/mol=13.9 g. 故答案为:13.9. 点评: 本题以工业废水处理为载体,考查氧化还原反应、离子反应、关系式计算等,难度中等,关键根据实验流程利用氧化还原反应判断发生的离子反应,是对学生综合能力的考查.是一道不错的能力考查题 2﹣﹣3