科学九年级上册第2章 物质转化与材料利用第5节 物质的转化第4课时一课一练
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一、夯实基础
1.下列物质的转化,不能一步实现的是( )
A.Cu→Cu(OH)2 B.Ba(NO3)2→BaSO4 C.Zn→ZnCl2 D.Ca(OH)2→NaOH
【答案】A
【解析】A.铜不能直接转化成氢氧化铜,符合题意;
B.硝酸钡与硫酸钠可直接生成硫酸钡,不符合题意;
C.锌与盐酸反应可生成氯化锌,不符合题意;
D.氢氧化钙与碳酸钠反应可生成氢氧化钠,不符合题意;
2.某科学兴趣小组要在实验室制取一定量的MgSO4。同学们在实验室里找到了以下四种反应物,其中不能通过与稀硫酸反应制得MgSO4的是( )
A.Mg B.Mg0 C. Mg(OH)2 D.MgCl2₂
【答案】D
【解析】稀硫酸与MgCl2不反应,因为H2S04与MgCl2相互交换成分没有沉淀、气体或水生成,不符合复分解反应发生的条件。
3.(2019九上·温州期中)分别将下列各组物质同时加到水中,得到无色、透明溶液的是( )
A.KCl、NaOH、CuSO4 B.FeCl3、Na2SO4、KCl
C.BaCl2、NaOH、H2SO4 D.HNO3、NaCl、K2SO4
【答案】D
【解析】A、NaOH、CuSO4 能结合生成氢氧化铜的蓝色沉淀,不能得到无色、透明溶液,A不符合题意。
B、FeCl3在水溶液中为黄色,得到的不是无色溶液,B不符合题意。
C、BaCl2、H2SO4能结合生成硫酸钡白色沉淀,不能得到无色、透明溶液,C不符合题意。
D、三种物质不能结合生成水、气体或沉淀,且在水溶液中都是无色的,D符合题意。
4.(2019九上·天台期中)符合下列转化关系的物质甲是( )
A.Cu B.CuO C.Fe2O3 D.Mg
【答案】B
【解析】A、铜不与盐酸反应,不符合题意;
B、氧化铜能与盐酸反应生成氯化铜,氯化铜与硝酸银反应生成氯化银和硝酸铜,硝酸铜可以与铁反应生成铜和硝酸亚铁,铜能与氧气反应再生成氧化铜,符合题意;
C、氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水,氯化铁与硝酸银溶液反应生成氯化银和硝酸铁,硝酸铁与铁不反应,不符合题意;
D、镁与盐酸反应生成氯化镁,氯化镁与硝酸银反应生成硝酸镁和氯化银,硝酸镁和氯化银都不能与铁发生反应,不符合题意;
5.(2019·浙江模拟)根据“绿色化学”的思想,某化学家设计了下列化学反应步骤:
该方案的重要目的是为了制备( )
A.HBr B.CaO C.H2 D.Hg
【答案】C
【解析】绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,所以每一个反应的生成物只要能是其它反应的反应物则就可循环使用。
①的两种产物分别可为②③提供产物,反应②的生成物溴化汞可为③提供反应物,氢气未被重新利用,反应③的生成物可用于④①的反应物,反应④中的生成物汞可用于反应②,氧气没有被重新使用,故在整个的反应中最后剩余的物质是氢气与氧气,故结合四个选项可得该方案的重要目的是为了制备氢气。
6.(2017九上·海宁月考)下列表中各组物质不能按照图中关系(“→”表示反应一步完成)转化是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】图中三角关系表示,X→Y→Z→X都能一步完成,根据这一关系结合选项中的物质可以进行判断。
A、X为Na2SO4,Y为NaCl,Z为NaNO3。Na2SO4到NaCl可以加入BaCl2。NaCl到NaNO3可加入AgNO3。NaNO3不能通过加试剂直接到Na2SO4,A正确;
B、X为BaCl2,Y为Ba(NO3)2,Z为BaCO3。BaCl2到Ba(NO3)2可通过加入AgNO3。Ba(NO3)2到BaCO3可通过加入Na2CO3。BaCO3到BaCl2可通过加入HCl,可以按照图中关系转化,B错误;
C、X为Cu,Y为CuO,Z为CuSO4。Cu到CuO可在空气中灼烧生成。CuO到CuSO4可通过加入H2SO4得到,CuSO4到Cu可通过加入铁粉等得到,能按照图中关系转化,C错误;
D、X为CaO,Y为CaCl2,Z为CaCO3。CaO到CaCl2可通过加入HCl得到。CaCl2到CaCO3可通过加入Na2CO3得到。CaCO3到CaO可通过高温锻烧得到,能按照图中关系转化,D错误。
7.(2019·吴兴模拟)通过海水晒得的粗盐,除NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2等杂质,将粗盐按如图流程,可获得较纯净的氯化钠,以备工业生产所需。在此过程中,a、b物质分别为( )
A.NaOH、K2CO3 B.Ca(OH)2、Na2CO3 C.KOH、K2CO3 D. KOH、Na2CO3
【答案】B
【解析】(1)在物质除杂的过程中,要尽可能的不引入其他的杂质;
(2)根据生成的氢氧化镁沉淀推算出a溶液的溶质;
(3)根据物质a与CaCl2反应推算溶液A中的溶质,再根据碳酸钙沉淀推算b溶液的溶质。
【解答】(1)将粗盐加水溶解,这时溶液中含有NaCl、MgCl2、CaCl2;
(2)因为Ca(OH)2与MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀和CaCl2,所以a溶液可能是Ca(OH)2;
(3)溶液A中含有CaCl2,因为CaCl2与Na2(CO)3反应生成碳酸钙沉淀和NaCl,所以b物质是Na2(CO)3;
(4)最后如果有剩余的Na2(CO)3,可以与稀盐酸反应生成NaCl,到此除杂结束。
因此a物质是Ca(OH)2,b物质是Na2(CO)3。
8.(2019九上·天台月考)小金做了如下实验:将4.2g铁粉和4.0g氧化铜粉末均匀混合,然后一次性投入盛有200克9.8%稀硫酸的大烧杯中。观察到如下现象:立即出现红色固体,前阶段没有明显的气泡产生,后阶段产生大量无色气泡,充分反应后上层清液是浅绿色。由此小金作出下列判断,其中不合理的是( )
A.“立即出现红色固体”是由于很快发生了如下转化:
B.“产生大量无色气泡”是由于发生了如下反应:
C.该实验条件下,硫酸铜比稀硫酸更容易跟铁粉发生反应
D.在不同浓度的硫酸铜和稀疏酸的混合溶液中投入铁粉,都是硫酸铜先跟铁粉反应
【答案】D
【解析】(1)红色固体肯定是铜单质,它应该是铁单质和硫酸铜发生置换反应所得,而硫酸铜则是氧化铜和稀硫酸的产物;
(2)铁单质和硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁;
(3)在金属活动性顺序表中,两种金属的活动性差异越大,它们之间越溶液发生置换反应。
A.“立即出现红色固体”是由于很快发生了如下转化:,故A正确不合题意;
B. “产生大量无色气泡”是由于发生了如下反应: ,故B正确不合题意;
C.在金属活动性顺序表中,铜排在氢的后面,和铁的距离更远,因此 硫酸铜比稀硫酸更容易跟铁粉发生反应,故C正确不合题意;
D.在不同浓度的硫酸铜和稀疏酸的混合溶液中投入铁粉,如果硫酸的浓度很多,铁粉可能先和硫酸反应,故D错误符合题意。
9.下图是铁、盐酸、氢氧化钙、硫酸铜和氯化镁五种物质的反应与转化关系,“—”表示两种物质之间能发生化学反应,“→”表示在一定条件下的物质转化。
(1)A物质是________(填化学式)。
(2)从物质反应规律分析,在单质、氧化物、酸、碱和盐中,能与B反应生成D的物质有________(填序号)。
①2类 ②3类 ③4类 ④5类
【答案】(1)Fe(2)③
【解析】根据所给物质两两反应的个数开始推导,先确定出反应最多的E物质,再利用氢氧化钙的性质进行其他物质的推断。
E物质能与另三种物质反应,则为氢氧化钙,B和D能与E反应,且B能生成D,则B为盐酸,D为氯化镁,C为硫酸铜,A为铁;
(1)A物质化学式为 Fe ;
(2)能与盐酸反应生成氯化镁的物质有镁、氧化镁、碳酸镁和氢氧化镁,所以能与B反应生成D的物质有单质、氧化物、碳酸盐和碱四类;
10.构建知识网络是学习化学的重要方法,如图是不同物质相互转化关系图.其中A、B、C、D属于不同类别的物质,且都含有铜元素,B为黑色粉末,C为红色粉末.“→”表示一种物质一步转化成另一种物质(部分反应物、生成物及反应条件未标出),请回答问题:
(1)C的化学式________,A的化学式________.
(2)写出由B生成硫酸铜的化学方程式 ________.
(3)在该知识网络所涉及的化学反应中,可以归纳出能与盐发生反应的物质类别有________.
A、单质 B、氧化物 C、酸 D、碱 E、盐.
【答案】Cu;Cu(OH)2;CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;ADE
【解析】A、B、C、D属于不同类别的物质,且都含有铜元素,B为黑色粉末,因此B是氧化铜,C为红色粉末,因此C为铜;C﹣铜能够转化为D,应该是铜和硝酸银等盐溶液反应产生铜盐,如硝酸铜;铜盐和硫酸铜都能够转化为不同类别的A,因此A是氢氧化铜,因此:
(1)C是铜,A是氢氧化铜,故填:Cu;Cu(OH)2;
(2)由氧化铜和硫酸反应可以生成硫酸铜,故反应的方程式为:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;
(3)根据以上分析可知盐可以与金属反应,和碱溶液反应,和盐溶液反应;故答案为:ADE.
【分析】A、B、C、D属于不同类别的物质,且都含有铜元素,B为黑色粉末,因此B是氧化铜,C为红色粉末,因此C为铜;C﹣铜能够转化为D,应该是铜和硝酸 银等盐溶液反应产生铜盐,如硝酸铜;铜盐和硫酸铜都能够转化为不同类别的A,因此A是氢氧化铜,带入验证符合转化关系完成相关的问题.
二、提升训练
1.只用H2、C、CO、CuO、CaCO3,稀盐酸六种物质,进行单一或两两反应,可写出生成物中CO2的化学方程式有( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【答案】B
【解析】根据物质的性质进行分析,碳和一氧化碳具有还原性,能与氧化铜反应生成二氧化碳,碳酸钙高温能分解生成二氧化碳,碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳.
【解答】碳酸钙高温能反应生成二氧化碳,碳能与氧化铜反应生成二氧化碳,一氧化碳能与氧化铜反应生成二氧化碳,碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳,故生成二氧化碳的反应共有4个.
2.能实现下列物质间直接转化的元素是( )
A.Si B.Na C.Al D.Fe
【答案】B
【解析】A.二氧化硅不能与水反应;
B、钠与氧气反应生成氧化钠或过氧化钠,与水反应生成氢氧化钠.氢氧化钠与盐酸反应生成氧化钠;
C、氧化铝不溶于水,也不与水反应;
D、铁与氧气反应生成四氧化三铁,四氧化三铁不与水反应。
【解答】A.Si SiO2,二氧化硅不溶于水,不能生成对应酸,A不符合题意;
B.Na Na2O NaOH NaCl,能实现物质间直接转化,符合题意,B符合题意;
C.Al Al2O3,氧化铝不能和水反应生成对应的碱,不能实现物质间直接转化,C不符合题意;
D.Fe Fe3O4,但四氧化三铁与水不反应,不符合题意,D不符合题意;
3.下图是用回收废料来制取铜,同时制取FeSO4•7H2O的流程图,下列说法中不正确的是( )
A.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是过滤
B.操作Ⅳ为蒸发结晶
C.固体B与稀H2SO4反应的化学方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
D.溶液A与Fe反应的化学方程式为:3CuSO4+2Fe=3Cu+Fe2(SO4)3
【答案】D
【解析】A、操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是过滤,操作Ⅰ是通过过滤把硫酸铜溶液和不溶性的杂质分离,操作Ⅱ是通过过滤把硫酸亚铁溶液和铜、过量的铁分离,操作Ⅲ是通过过滤把硫酸亚铁溶液和铜分离,正确。
B、操作Ⅳ为蒸发结晶,通过蒸发可以得到FeSO4•7H2O,正确。
C、固体B中铜不能和稀硫酸反应,铁能和稀硫酸反应,铁与稀H2SO4反应化学方程式Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,正确。
D、溶液A是硫酸铜溶液,和铁反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,不正确。
4.(2019·余姚模拟)Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物37.2g,溶于足量水并充分反应后,溶液中Ca2+、CO32-、HCO3-全部转化为沉淀,将反应容器内水分蒸干,最后得到白色固体39.0g,则原混合液中Na2CO3的质量是( )
D.缺少条件,无法计算
【答案】A
【解析】将反应容器内水分蒸干,最后得到白色固体质量增是由于水参加反应造成的,增加质量就是参加反应的水的质量,据此可求得碳酸钠的质量。
CaO+H2O=Ca(OH)2------------①
NaHCO3+ Ca(OH)2=CaCO3 ↓+NaOH+H2O------------②
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓ +NaOH------------③
①+②得CaO+ NaHCO3= CaCO3↓ +NaOH------------④
①+③得CaO+H2O+Na2CO3= CaCO3↓+2NaOH------------⑤
反应④即CaO与 NaHCO3反应,不会引起固体质量增加;反应⑤即CaO与Na2CO3反应,由于H2O参加反应,会引起固体质量增加即:固体增加的质量等于参加反应的水的质量。
设原混合物中Na2CO3的质量为x,根据反应⑤,有
H2O--------------- Na2CO3
18 106
39.0g-37.2g x
18/1.8g=106/x 解得x=10.6g
5.(2020·越城模拟)下列图象能正确反映其对应关系的是( )
A.①向NaOH溶液不断滴加稀盐酸
B.②向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉
C.③向H2SO4和Na2SO4的混合溶液中滴加Ba(OH)2溶液至过量
D.④密闭容器内发生了分解反应
【答案】B
【解析】1、酸碱中和反应时,向碱中滴酸时,溶液原来是碱性的最后溶液成酸性;
2、根据金属活动性顺序可知,Zn粉先置换出Ag,再置换出Cu;
3、向 H2SO4和Na2SO4的混合溶液中滴加Ba(OH)2溶液至过量 ,不管谁先发生反应,由于BaSO4是不溶于酸的沉淀,所以反应一开始就会有沉淀产生;
4、分解反应是指一种反应物生成多种生成物,分析图像中的反应物和生成物可确定反应类型。
【解答】A、①向NaOH溶液不断滴加稀盐酸 的图形应该是由碱性逐渐变为酸性,与图像不对应,A错误;
B、②向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉,Zn粉先与AgNO3反应,65份质量的锌置换出216份质量的银,所以溶液的质量减小。 AgNO3置换完后再与Cu(NO3)2反应,65份的锌置换出64份的铜,溶液的质量增大,反应结束后溶液质量保持不变,与图象变化一致,B正确;
C、③向H2SO4和Na2SO4的混合溶液中滴加Ba(OH)2溶液至过量 ,不管和谁先发生反应,都会产生沉淀,与图像不符,C错误;
D、由图象可知,B、C反应中质量减少是反应物,A反应中质量增加是生成物,由两种反应物只有一种生成物,所以为化合反应,D错误。
6.(2020九上·北仑期末)如图,给出了三种物质可能存在的转化关系,根据所学的物质性质及化学变化规律,下列判断不正确的是( )
A.不能一步实现转化的有①② B.实现③转化,可通至氢氧化钠溶液
C.实现④转化,可加入稀硫酸 D.实现⑥转化,可加入氢氧化钾溶液
【答案】D
【解析】根据二氧化碳、氢氧化钠、碳酸钠的化学性质确定各物质间的转化是否可以实现分析。
A、图示中只有二氧化碳与氢氧化钠的转化不能一步实验,不符合题意;
B、二氧化碳可与氢氧化钠反应生成碳酸钠,不符合题意;
C、碳酸钠可与硫酸等酸类物质反应产生二氧化碳,不符合题意;
D、碳酸钠转化为氢氧化钠要加入氢氧化钙或氢氧化钡,而碳酸钠不能与氢氧化钾反应,符合题意;
7.(2017九上·杭州月考)测定 BaCl2·XH2O 中结晶水数目的过程如图所示:
(1)样品用蒸馏水来溶解,写出此过程中电离方程式________。
(2)在操作过滤、洗涤环节中,需要先后用稀硫酸和蒸馏水洗涤沉淀;检验沉淀中氯离子是否洗净的方法是________。
(3)小金同学称量 a 克样品,经过一系列的操作后称得最后 b 克沉淀,计算 BaCl2·XH2O
中的 X=________。(用 ab 表示)
【答案】(1)BaCl2=Ba2++2Cl-
(2)取水洗液于试管中,加入稀硝酸酸化,滴加 AgNO3 溶液,若无白色浑浊出现,则表明Cl-已经冼净
(3)(233a-208b)/18b
【解析】(1)离子化合物整体不显电性,所以写电离方程式时阴阳离子所带电荷数要相等;(2)稀硫酸能与溶液中的钡离子反应产生硫酸钡沉淀。检验氯离子可滴入硝酸银产生沉淀,再滴入稀硝酸如果沉淀不消失即有氯离子;(3)b克沉淀是硫酸钡沉淀,可根据反应的方程式由硫酸钡沉淀的质量计算出BaCl2的质量,用BaCl2的含量可以计算出X的值。
【解答】(1)样品的电离方程式为:BaCl2=Ba2++2Cl-;
(2)在操作过滤、洗涤环节中,需要先后用稀硫酸和蒸馏水洗涤沉淀;检验沉淀中氯离子是否洗净的方法是:取水洗液于试管中,加入稀硝酸酸化,滴加 AgNO3 溶液,若无白色浑浊出现,则表明Cl-已经冼净;
(3)设Y克BaCl2与稀硫酸反应生成b克沉淀
BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl
208 233
Y b
208:Y=233:b 得Y=208b/233
根据求得的质量与根据化学式求出的BaCl2的质量分数相等可得
(208b/233)/a=208/(208+18X)解得X=(233a-208b)/18b
8.(2020·衢州)如图所示,是小科建构的铜及其化合物之间相互转化的关系图。
(1)写出图中“?”处物质的化学式________。
(2)要一步实现图中“Cu→Cu2”的转化,可将铜加入适量的某种盐溶液中,则该溶液的溶质是________。
(3)根据图中的转化关系,利用硝酸铜溶液制备纯净的硫酸铜晶体。请设计一个实验方案,要求写出主要操作步骤及所需要的试剂________。
【答案】(1)CuO
(2)硝酸银(AgNO3)或硝酸汞[Hg(NO3)2]
(3)方案一:在硝酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液,沉淀后过滤、洗涤,并将适量稀硫酸加入到固体中,充分反应后并结晶。方案二:在硝酸铜溶液中加入适量铁粉,反应后过滤、洗涤,取所得固体在空气中充分加热,再将适量稀硫酸加入该固体中,充分反应后并结晶。
【考点】金属、金属氧化物、碱之间的转化,氧化物、酸、碱和盐的概念
【解析】(1)只由两种元素组成,且其中一种是氧元素的化合物叫氧化物;
(2)在金属活动性顺序表中,只有排在前面的金属才能将后面的金属从盐溶液中置换出来;
(3)方案一:硝酸铜溶液先与碱反应生成不溶性的氢氧化铜,再与酸反应生成硫酸铜;
方案二:先通过置换反应得到铜单质,再通过加热得到氧化铜,最后与酸反应生成硫酸铜。
【解答】(1)图中“?”处物质为铜的氧化物,肯定由铜元素和氧元素组成,那么化学式为:CuO;
(2)在金属活动性顺序表中,银和汞都排在铜的后面,因此可以用它们的可溶性盐溶液与铜单质发生置换反应,因此该溶液的溶质是:硝酸银(AgNO3)或硝酸汞[Hg(NO3)2];
(3)根据图中的转化关系,利用硝酸铜溶液制备纯净的硫酸铜晶体。
方案一:在硝酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液,沉淀后过滤、洗涤,并将适量稀硫酸加入到固体中,充分反应后并结晶。
方案二:在硝酸铜溶液中加入适量铁粉,反应后过滤、洗涤,取所得固体在空气中充分加热,再将适量稀硫酸加入该固体中,充分反应后并结晶。
9.已知A、B、C、D、E是初中化学中常见的五种物质,均含同一种元素.其中,只有A为单质,B和C含有的元素完全相同,D与其它四种物质属于不同的类别,E是一种重要建筑材料的主要成分,它们在一定条件下的转化关系如图所示(反应条件和部分反应物、生成物已省略),请回答:
(1)D的化学式为 ________.
(2)请写出下列反应的化学方程式
A→C:________________________ ;B→E:________________________________;
在日常生活中,对可能有物质C生成的情况,我们应怎样处理________________________________.
(3)请写出A元素形成的两种单质的名称________________.A的单质之间组成元素虽然相同,但性质、用途却有着明显的差异,其原因是________________.由此,你对物质的结构、性质、用途之间的关系又什么认识________________.A的单质用途非常广泛,请举出一例________________.
【答案】H2CO3;2C+O2 点燃 2CO;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;冬天用煤火取暖时,一定要装烟囱,并且注意通风,防止一氧化碳中毒;金刚石、石墨;单质之间组成元素虽然相同,结构不同;物质的结构决定物质的性质,物质的性质又决定物质的用途;金刚石用于切割玻璃,石墨用于电极
【解析】(1)A、B、 C、D、E是初中化学中常见的五种物质,均含同一种元素,B和C含有的元素完全相同,B、C可以相互转化,所以B、C是二氧化碳和一氧化碳,A会转化成二 氧化碳和一氧化碳,所以A是碳,E是一种重要建筑材料的主要成分,E和B可以相互转化,所以B是二氧化碳,C是一氧化碳,E就是碳酸钙,D与其它四种物质 属于不同的类别,D和二氧化碳可以相互转化,所以D是碳酸,结构验证,推导正确,所以D是H2CO3;
(2)A→C的反应是碳和氧气在点燃的条件下生成一氧化碳,化学方程式为:2C+O2 点燃 2CO;
B→E的反应是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
通过推导可知,C是一氧化碳,是燃料燃烧比充分造成的,所以应该冬天用煤火取暖时,一定要装烟囱,并且注意通风,防止一氧化碳中毒;
(3) 通过推导可知,A是碳,碳元素形成的两种单质的名称金刚石、石墨,单质之间组成元素虽然相同,但性质、用途却有着明显的差异,其原因是结构不同,物质的结 构、性质、用途之间的关系是:物质的结构决定物质的性质,物质的性质又决定物质的用途,A的单质的用途是:金刚石用于切割玻璃,石墨用于电极.
【分析】根据A、B、C、D、E是初中化学中常见的五种物质,均含同一种元素,B和C含有的元素完全相同,B、C可以相互转化,所以B、C是二氧化碳和一氧化 碳,A会转化成二氧化碳和一氧化碳,所以A是碳,E是一种重要建筑材料的主要成分,E和B可以相互转化,所以B是二氧化碳,C是一氧化碳,E就是碳酸 钙,D与其它四种物质属于不同的类别,D和二氧化碳可以相互转化,所以D是碳酸,然后将推出的物质进行验证即可.
10.(1)等质量的A、B两种物质分别与等质量的同浓度的稀盐酸充分反应,反应产生气体的质量与反应时间的关系如甲图所示.请回答下列问题:
①若A、B为Mg、Zn中的一种,则A是________ , 反应结束后只有一种金属剩余,则剩余金属为________.
②若A、B为碳酸钠粉末和碳酸钙块状固体中的一种,反应结束后,则它们消耗的酸________(填“A多”、“B多”或“相等”).B反应至a点时,所得溶液的溶质为________(写化学式).
(2)如乙图所示,A、B、C、D、E分别是铁、硝酸铜溶液、二氧化碳、稀硫酸溶液、氢氧化钠溶液中的一种,A是硝酸铜溶液.(“﹣”相连两物质能发生反应)请回答:
①D的化学式为________,E物质的一种用途:________.
②A与B反应的化学方程式________________,基本反应类型是________________ .
【答案】镁;镁;B多;CaCl2、HCl;NaOH;灭火;Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu;置换反应
【解析】(1)①镁的活动性比锌强,与酸反应速率快,所以A是镁,24份质量的镁会与73份质量的盐酸反应,65份质量的锌会与73份质量的盐酸反应,所以反应结束后只有一种金属剩余,则剩余金属为镁;
②粉末状物质和盐酸的接触面积大,反应速率快,所以A是碳酸钠,B是碳酸钙,106份质量的碳酸钠会与73份质量的盐酸反应,100份质量的碳酸钙会与73份质量的盐酸反应,所以消耗的酸B多,B反应至a点时,碳酸钙和盐酸没有完全反应,所得溶液的溶质为CaCl2、HCl;
(2)①A、B、C、D、E分别是铁、硝酸铜溶液、二氧化碳、稀硫酸溶液、氢氧化钠溶液中的一种,铁会与硝酸铜、稀硫酸反应,硝酸铜会与铁、氢氧化钠反应,二氧化碳会与氢氧化钠反应,稀硫酸会与氢氧化钠、铁反应,氢氧化钠会与稀硫酸、二氧化碳、硝酸铜反应,E会与一种物质反应,所以E是二氧化碳,D就是氢氧化钠,A是硝酸铜溶液,所以B就是铁,C就是稀硫酸,经过验证,推导正确,所以D是NaOH,A是二氧化碳,可以用来灭火;
②A与B的反应是铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,化学方程式为:Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu,该反应属于置换反应.
【分析】(1)①根据镁和盐酸反应生成氯化镁和氢气,锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,然后结合金属质量相等和金属活动性顺序进行分析;
②根据粉末状物质和盐酸的接触面积大,反应速率快进行分析;
(2)根据A、B、C、D、E分别是铁、硝酸铜溶液、二氧化碳、稀硫酸溶液、氢氧化钠溶液中的一种,铁会与硝酸铜、稀硫酸反应,硝酸铜会与铁、氢氧化钠反应,二氧化碳会与氢氧化钠反应,稀硫酸会与氢氧化钠、铁反应,氢氧化钠会与稀硫酸、二氧化碳、硝酸铜反应,E会与一种物质反应,所以E是二氧化碳,D就是氢氧化钠,A是硝酸铜溶液,所以B就是铁,C就是稀硫酸,然后将推出的物质进行验证即可.
11.结合下图所示实验,回答有关问题.(反应条件已省略,微溶性物质按可溶处理)
(1)白色固体甲的成分是________;
(2)碳酸钠溶液和稀盐酸的反应可用化学方程式表示为________;
(3)溶液F中一种溶质可能存在,只需补充一个实验即可确定其是否存在,所补充实验的具体操作是 ________.
(4)溶液A、B、C、D、E中能用来鉴别稀硫酸和NaOH溶液的是________.
【答案】(1)硫酸钡(或BaSO4)
(2)Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
(3)取少量的溶液F,加入氢氧化钠等可溶性的碱溶液,若产生沉淀,则含有氯化镁,若没有沉淀,则不含有氯化镁
(4)BE
【解析】(1)硫酸镁和氯化钡反应产生硫酸钡沉淀和氯化镁,因此沉淀是硫酸钡,故填:硫酸钡(或BaSO4);
(2)碳酸钠和盐酸反应产生氯化钠、水和二氧化碳,故反应的方程式为:Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑;
(3)溶液A、B、C混合会产生沉淀,且沉淀和稀盐酸反应产生气体,根据各反应的产物可知沉淀一定含有过量的氯化钡和过量的碳酸钠反应产生的碳酸钡沉淀,可能含 有氯化镁和氢氧化钠反应产生的氢氧化镁沉淀,若含有氢氧化镁,氢氧化镁和盐酸反应产生氯化镁和水,则F中就含有氯化镁,为确定氯化镁的存在,可以加入可溶 性的碱溶液,看能否产生沉淀;故答案为:取少量的溶液F,加入氢氧化钠等可溶性的碱溶液,若产生沉淀,则含有氯化镁,若没有沉淀,则不含有氯化镁;
(4)溶液A中含有氯化镁和过量的氯化钡,氯化钡能够和稀硫酸反应产生沉淀,氯化镁能够和氢氧化钠反应产生沉淀,因此无法鉴别;溶液B中含有氯化钠和过量的碳酸钠,碳酸钠和稀硫酸反应产生二氧化碳气体,和氢氧化钠混合无现象,可以鉴别;溶液C含有氯化钠,不能确定氯化铵和氢氧化钠的存在,氯化钠和两种溶液都不反应,不能鉴别;溶液E中含有酚酞试液,在硫酸中不变色,在氢氧化钠溶液中变成红色,可以鉴别;故选择:BE.
【分析】(1)根据硫酸镁和氯化钡反应产生硫酸钡沉淀和氯化镁分析沉淀;
(2)根据碳酸钠和盐酸反应产生氯化钠、水和二氧化碳写出反应的方程式;
(3)根据三个反应的产物结合实验现象判断各反应的程度分析沉淀的成分设计实验验证可能存在的物质;
(4)根据四种溶液的成分结合硫酸、氢氧化钠的性质进行鉴别,出现不同的现象即可.
12.(2018·宁波)为测定CuCl2和FeCl2组成的混合溶液中FeCl2的质量分数进行如下实验:
①取200g混合溶液加人足量的AgNO3溶液,经过滤洗涤、干燥、称量得到143.5gAgCl固体;
②另取原混合溶液各200与含有杂质的废铁用反应(杂质不溶于水,也不参与反应),共做了五组实验,其实验数据如下表。
请分析计算:
(1)表中第三组实验的m值为________。
(2)第________组实验恰好完全反应。
(3)铁屑中铁的质量分数为多少?(计算结果精确到0.1%)
(4)原混合溶液中FeCl2的质量分数为多少?(计算结果精确到0.1%)
【答案】(1)12.8 (2)四
(3)解:设参加反应的铁的质量为a
Fe+CuCl2=Cu+FeCl2
56 64
a 16g
a=14g
Fe%= ×100%= ×100%=93.3%
答:铁屑中铁的质量分数为93.3%.
(4)解:设参加反应的氯化铜的质量为x,生成氯化银的质量为y,参加反应的氯化亚铁的质量为z。
Fe+CuCl2=Cu+FeCl2
135 64
X 16g
x=33.75g
2AgNO3+CuCl2==Cu(NO3)2+2AgCl↓
135 287
33.75g y
y=71.75g
m=m总-m1=143.5g-71.75g=71.75g
2AgNO3+FeCl2==Fe(NO3)2+2AgCl↓
127 287
Z 71.75g
z=31.75g
FeCl2%= = ×100%=15.9%
答:原混合溶液中FeCl2的质量分数为15.9%。
【解析】(1)根据表格中的实验组一和二可知,每增加3g铁屑析出铜的质量增加3.2g,根据实验组二与四可知,实验三中铁屑全部反应完,可得到m的数值;(2)根据实验组三、四和五比较可确定实验恰好完全反应的组;(3)根据实验组四中两者恰好完全反应,这组提供的数据来计算铁屑中铁的质量分数;(4)先根据生成铜的质量计算出混合溶液中有的CuCl2的质量。再根据混合溶液中有的CuCl2计算出AgCl的质量。用已知条件中的143.5gAgCl减去与CuCl2反应产生的AgCl质量,得到也FeCl2反应产生的AgCl的质量,用这一质量可计算出混合溶液中含有的FeCl2的质量。最后可计算出质量分数。
【解答】(1)根据表格中的实验组一和二可知,每增加3g铁屑析出铜的质量增加3.2g,根据实验组二与四可知,实验三中铁屑全部反应完,所以m为9.6g+3.2g=12.8g;(2)实验组三、四相比可知,增加3g铁屑之后,析出铜的质量增加了3.2g,所以15g铁屑已反应完。由实验组中继续增加铁屑析出铜的质量不变,说明混合溶液中的CuCl2已经反应完,所以可判断出第四组实验恰好完全反应。
实验组别
一
二
三
四
五
混合溶液质量/g
200
200
200
200
200
铁屑质量/g
6
9
12
15
18
析出铜的质量/g
6.4
9.6
m
16
16
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