1.(2022·广东·统考中考真题)铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图所示。
(1)“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的______(填“强”或“弱”)。
(2)“过滤”后滤液的主要成分是______(写化学式)。
(3)若用该工艺制备了1000g铁铜双金属粉末产品,其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量(写出计算过程)。
(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行,产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图所示。若(3)中产品是在500℃时干燥还原后得到的,则其中最多含Fe元素______g(产品中只含三种元素)。
2.(2021·广东·统考中考真题)胆矾(CuSO4﹒5H2O,相对分子质量为250)广泛应用于生产生活中。
(1)农药波尔多液由胆矾和石灰乳等配制而成。不能用铁桶来配制波尔多液,因为铁的金属活动性比铜的___________(填“强”或“弱”)。
(2)将25.0g胆矾放在坩埚内加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图。
①加热至___________℃时,CuSO4开始分解。
②加热至1000℃时,CuO开始分解,生成Cu2O与一种能使带火星的木条复燃的气体,该气体为___________,CuO完全分解时产生该气体的质量为___________g。
③根据胆矾分解的化学方程式,计算“题图”中x的值___________(写出计算过程)。
④下列物质均可作为炼铜的原料,理论上,冶炼等质量的下列物质得到铜最多的是___________(填字母序号)。
a.CuSO4﹒5H2Ob.CuSO4 c.CuOd.Cu2O
3.(2021·广东广州·统考中考真题)我国将力争2060年前实现碳中和。CO2的捕捉是减少碳排放的措施之一、
(1)一种利用NaOH溶液捕捉回收CO2的过程如图所示。
①捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状,优点是_______。
②“反应分离”环节发生的复分解反应是_______(写化学方程式)。
③“反应分离”环节分离物质采用的方法是_______。
④CO2用途广泛,写出一种用途:_______。
(2)CaO固体也可以捕捉回收CO2.研究表明CaC2O4·H2O热分解制得的CaO疏松多孔,具有良好的CO2捕捉性能。取1.46g CaC2O4·H2O进行加热,固体质量随温度变化如下图。
①写出400~600℃范围内分解反应的化学方程式:_______。(CaC2O4·H2O的相对分子质量:146)
②据图分析,CaO捕捉CO2的反应温度应_______(填“高于”或“低于”)800℃。
1.(2022年广东省江门市第二中学中考一模化学试题)草酸钙晶体(CaC2O4·H2O,相对分子质量为146)在植物体内具有多种生理功能。某化学小组利用热分析仪对14.6g草酸钙晶体进行热分解,获得相关数据,绘制成如下图所示的固体质量一温度的关系曲线。
(1)草酸钙晶体由______种元素组成。
(2)温度为t1℃时,晶体全部失去结晶水,14.6g草酸钙晶体中结晶水的质量为______g。
(3)加热至t2℃时,CaC2O4开始分解,生成CaCO3与一种有毒气体,该气体的名称是______。
(4)温度在t0~t1之间时,剩余固体的成分为______。
(5)加热至t4℃时,CaCO3开始分解,计算图中x的值______。(写出计算过程)
2.(2022年广东省佛山市南海区狮山镇中考二模化学试题)将草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)放在一个可称量的容器中加热灼烧,如图为固体质量随温度升高的变化。查阅资料:亚铁离子易被氧化成铁离子,草酸亚铁晶体受热时会先失去结晶水,继续加热升温后会继续分解。
根据以上数据进行计算和分析,完成下列填空:
(1)通常将一定质量的草酸亚铁在氩气氛围中进行加热,原因是________,氩气的作用是_______。
(2)300℃时草酸亚铁晶体减少的质量是____,固体A可能的化学式为_______,请通过计算证明你写出A的化学式正确(写出计算过程)。
(3)观察图,产物为FeO的对应温度为 (填字母)
A.350℃ B.400℃ C.500℃ D.900℃
3.(2022·重庆·校考二模)过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体,加热至350℃左右开始分解放出氧气。过氧化钙能杀菌消毒,广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。其工业制备的主要流程如图1所示。
【查阅资料】I.陈化,是指在沉淀过程中,待沉淀完全后,使溶液在一定条件下静止存放一段时间。目的是为了令里边的组份得到充分的反应,或令悬浮物沉降。
II.
(1)流程②中搅拌的目的是___________。
(2)流程②中没有采用加热措施的可能原因是___________。
(3)整个流程中,除水外还可以循环使用的物质是___________(填名称)。
(4)检验CaO2·nH2O是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中,先滴加稀硝酸酸化,然后滴入___________(填溶质的化学式)溶液,看是否产生白色沉淀。
(5)取上述制得的CaO2·nH2O晶体进行热重分析,其热分解时晶体的质量随温度变化的曲线如图2所示,通过计算可得出n=___________。
4.(2020·江苏扬州·校考三模)某化学兴趣小组试利用镁铝合金废料制备硫酸铝晶体,并对硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·nH2O]进行热重分析,其实验流程如下:
资料:①镁不与氢氧化钠溶液反应;
②;
③硫酸铝晶体易溶于水,不溶于酒精。
(1)在镁铝合金中加入NaOH溶液,发生反应的化学反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+____,固体B与稀硫酸的化学反应方程式为_______。
(2)操作Ⅱ包含的实验步骤有:蒸发浓缩、________、________、洗涤、干燥。
(3)操作Ⅱ中常用无水乙醇对晶体进行洗涤,选用无水乙醇不用水洗涤的的原因①___________;②_________________。
(4)若初始时称取的镁铝合金废料的质量为18.0g,得到固体A的质量为7.2g,硫酸铝晶体的质量为133.2g(假设每一步的转化率均为100%,合金废料中不含溶于碱的杂质)。计算得硫酸铝晶体的化学式为__________(写出计算过程)。
(5)取上述硫酸铝晶体进行热重分析,其热分解主要分为三个阶段:323K~523K,553K~687K,当温度在1043K以上不再失重同时生成一种气体,其热分解所得固体的质量随温度变化如图。根据图示数据计算确定每步分解的产物,写出:
①失重第一阶段分解产物的化学式_____,
②失重第三阶段反应化学方程式________。
5.(2023·广东·模拟预测)镁是一种银白色有金属光泽的金属,久置的镁条表面会产生一层灰黑色固体,探究发现其成分是碱式碳酸镁晶体,化学式为:xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O。为测定碱式碳酸镁晶体的组成,兴趣小组取4.66g晶体用热重分析仪进行加热,使各成分在不同温度下逐个分解。测定剩余固体质量与分解温度之间关系如题图所示,请回答:
已知:①碱式碳酸镁晶体加热首先失去结晶水。
②MgCO3和Mg(OH)2在不同的温度下受热易分解为氧化物。
③相同条件下,Mg(OH)2受热分解的温度比MgCO3分解的温度更低。
(1)4.66g该晶体中所含结晶水的质量为______g
(2)Mg(OH)2开始分解的温度为______℃。
(3)t4℃~t5℃段中,固体的化学式为______。
(4)t5℃~t6℃段中,反应的化学方程式为___________________。
(5)完全分解233t碱式碳酸镁晶体,可以得到MgO______t。
6.(2022·广州·华附·一模)已知:FeC2O4·nH2O加热至300℃完全失去结晶水,继续加热至400℃,剩余固体又变成黑色,黑色固体为铁的氧化物,同时生成气体。为确定分解产物及n的值,设计了如图所示实验。实验时先打开弹簧夹a、b,鼓入一段时间氮气,然后关闭a,加热热分解装置。
资料1:无水硫酸铜是白色固体,遇水变蓝;浓硫酸具有吸水性。
资料2:FeO是一种黑色固体,在空气中不稳定,易被氧化。
实验设计
实验分析
(1)实验过程中观察到:A中白色固体变蓝,证明产物有______;B中石灰水变浑浊,证明产物有CO2;D中______(填实验现象),证明产物有CO。
(2)上述实验装置不足之处是______。
(3)为进一步探究加热至400℃时固体产物的成分,另取1.80gFeC2O4·nH2O重新实验,测得热分解装置中固体质量随温度变化如图所示。
①FeC2O4·nH2O中n的值为______。
②AB段发生反应的化学方程式______。
③将B点物质在空气中继续加热至500℃得到C点物质,BC段发生反应的化学方程式为______。
1.(2021·福建厦门·厦门外国语学校校考三模)镁是一种银白色有金属光泽的金属,但久置的镁条总有一层灰黑色的“外衣”,探究发现,灰黑色“外衣”的成分是碱式碳酸镁晶体,化学式为:xMgCO3 yMg(OH)2 zH2O;为精确测量碱式碳酸镁晶体的组成,兴趣小组同学取4.66g该晶体用热重分析仪对进行加热,使得各成分在不同温度下逐个分解。已知:加热首先失去结晶水,相同条件下,Mg(OH)2受热分解的温度比MgCO3分解的温度更低,测定剩余固体质量与分解温度之间关系(如下图所示),通过分析计算,下列选项中错误的是
A.晶体中结晶水的质量为0.72g
B.t4~t5段中,固体为MgO和MgCO3
C.t5~t6段反应的化学方程式为:MgCO3=MgO+CO2↑
D.根据图中数据计算可以得出x、y、z的比值
2.(2022春·广东佛山·九年级统考学业考试)某工厂的废水中含大量的FeSO4和较多的CuSO4,为了减少污染并变废为宝,拟用下列流程回收绿矾(FeSO4·7H2O)和金属铜。回答下列问题:
(1)从物质分类的角度看,绿矾属于 。
A.纯净物 B.混合物 C.硫酸盐 D.氧化物
(2)操作①的名称是________,加入过量铁粉发生的化学反应方程式是_________。
(3)试剂a是_______,操作③为:______、过滤。
(4)绿矾可用于处理废水中的重金属铬: 。该反应在高中分类为氧化还原反应,其中氧化剂(有元素化合价降低的微粒)是_______(填微粒符号),空格处需补充的微粒及配平的化学计量数是_______。反应后,再通过调_______(填“高”或“低”)pH使金属离子形成沉淀可除去。
(5)将所得产品进行热重分析,取8.34gFeSO4·7H2O样品受热,脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。
①试通过计算确定78℃时固体物质M的化学式为_______。(写出计算过程)
②取适量380℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650℃,得到一种红色的固体,同时有两种无色化合物气体,两种气体组成元素相同,相对分子质量相差16,根据信息补充完整该反应的化学方程式:_______。
3. (2022·广州从化·一模)轻质氧化镁(MgO)在橡胶工业上有重要用途。兴趣小组同学在实验室用工业炉渣废料(主要成分是MgO、CaO,含少量杂质SiO2)来制取轻质氧化镁,实验流程如图:
请根据流程图回答下列问题:
(1)步骤①研磨的目的是_______。
(2)写出粉末中加水时发生的一个化学方程式:_______。
【查阅资料】
①Mg(OH)2、MgCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物。
②Mg(OH)2的分解温度为340℃-380℃,MgCO3的分解温度为520℃。
小组同学用热分析仪对aMg(OH)2·bMgCO3固体进行热分解,获得相关数据,绘成固体质量变化与分解温度关系如图,请根据图示回答下列问题:
(3)写出AB、CD段发生反应的化学方程式:AB段:_______;CD段:_______。
(4)BC段固体为_______。
4. (2022·广州白云·一模)N是空气中含量最高的元素。
(1)将含N物质进行分类,按要求写出化学式
单质 引起酸雨的氧化物 酸 含氮的不同化合价的盐
N2 _______ HNO3 ________
(2)镓元素的信息如图。
请设计理论上制备硝酸镓的三种方案(要求含镓原料分别属于不同的化合物类别)
方案 预期反应的化学方程式
① ____
② _____
③ _____
(3)若硫酸铝依晶体[NH4Al(SO4)2]·12H2O,相对分子质量453]
①加热过程中,其质量随时间的变化如图所示。据此判断,从200℃到50℃间固体是否还存在结晶水,并作出解释。_______(是或否),_______。
②写出一个能与硫酸铝溶液发生反应的原子团_______。(写离子符号)
5.(2022·广州海珠·一模)水是一种重要的资源,爱护水资源,人人有责。
(1)自来水厂净水过程中,不包括的净水方法是 (填标号)。
A. 沉淀 B. 过滤 C. 蒸馏 D. 吸附
(2)生活中,可用来肥皂水检验水样品是硬水还是软水,并可通过_______的方法来降低水的硬度。
(3)现有一瓶水垢固体样品,其主要成分是Mg(OH)2和CaCO3(其它成分忽略不计)。已知:Mg(OH)2受热易分解反应的化学方程式为:Mg(OH)2MgO+H2O;CaCO3在高温条件下分解。现取12.9g固体样品加热,加热过程中固体质量随加热时间的变化如图1所示。
①a点和b点之间的固体物质有_______(填化学式)。
②cd段发生反应的化学方程式为_______。
③取c点的固体于试管中,加入过量的稀盐酸(如图2所示),充分反应后,生成CO2的质量是_____g。此时,溶液中有哪些微观粒子?______请在图2中画出这些微观粒子,并进行必要的标注(粒子数目不作要求:不考虑水和气体)。1.(2022·广东·统考中考真题)铁铜双金属粉末可用于生产机械零件。利用还原铁粉和CuSO4溶液制备该产品的工艺流程如图所示。
(1)“搅拌”时发生的反应利用了铁的金属活动性比铜的______(填“强”或“弱”)。
(2)“过滤”后滤液的主要成分是______(写化学式)。
(3)若用该工艺制备了1000g铁铜双金属粉末产品,其中Cu单质的质量分数为19.2%。计算置换这些Cu单质所需还原铁粉的质量(写出计算过程)。
(4)“干燥还原”可在不同的温度下进行,产品中氧元素的质量分数随温度的变化如图所示。若(3)中产品是在500℃时干燥还原后得到的,则其中最多含Fe元素______g(产品中只含三种元素)。
【答案】(1)强
(2)FeSO4
(3)解:1000g铁铜双金属粉末中铜的质量为1000g×19.2%=192g,设需还原铁粉的质量为x;
答:需还原铁粉的质量为168g;
(4)804
【详解】(1)“搅拌”时铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,是利用了铁的金属活动性比铜的强,故填:强;
(2)由流程图可知,最终产品是铁铜双金属粉末,说明加入的铁粉过量,则“过滤”后滤液的主要成分是硫酸亚铁,故填:FeSO4;
(3)见答案;
(4)产品中只含有铁、铜、氧三种元素,若是含铜的氧化物,则铁元素的质量最少,要使铁元素的质量最大,混合物中只能是铁的氧化物,根据质量守恒定律,铁铜双金属粉末产品中铁元素的质量最多为1000g-192g-1000g×0.4%=804g,故填:804。
2.(2021·广东·统考中考真题)胆矾(CuSO4﹒5H2O,相对分子质量为250)广泛应用于生产生活中。
(1)农药波尔多液由胆矾和石灰乳等配制而成。不能用铁桶来配制波尔多液,因为铁的金属活动性比铜的___________(填“强”或“弱”)。
(2)将25.0g胆矾放在坩埚内加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图。
①加热至___________℃时,CuSO4开始分解。
②加热至1000℃时,CuO开始分解,生成Cu2O与一种能使带火星的木条复燃的气体,该气体为___________,CuO完全分解时产生该气体的质量为___________g。
③根据胆矾分解的化学方程式,计算“题图”中x的值___________(写出计算过程)。
④下列物质均可作为炼铜的原料,理论上,冶炼等质量的下列物质得到铜最多的是___________(填字母序号)。
a.CuSO4﹒5H2Ob.CuSO4 c.CuOd.Cu2O
【答案】 强 650 O2 0.8 16 d
【详解】(1)铁的金属活动性比铜的强,铁可以和硫酸铜反应,故不能用铁桶来配制波尔多液,故填:强。
(2)①由图可知,加热至650℃时,CuSO4开始分解,故填:650。
②加热至1000℃时,CuO开始分解,生成Cu2O与一种能使带火星的木条复燃的气体,根据质量守恒元素种类不变,该气体为氧气,CuO完全分解时产生该气体的质量为8.0g-7.2g=0.8g,故填:O2;0.8。
③解:设完全分解生成硫酸铜质量为x。
x=16g
故填:16。
④作为炼铜的原料,治炼等质量的物质,铜元素质量分数最高,得到的铜最多,
a.CuSO4﹒5H2O中铜元素质量分数。
b.CuSO4铜元素质量分数。
c.CuO铜元素质量分数。
d.Cu2O铜元素质量分数。
故选:d。
3.(2021·广东广州·统考中考真题)我国将力争2060年前实现碳中和。CO2的捕捉是减少碳排放的措施之一、
(1)一种利用NaOH溶液捕捉回收CO2的过程如图所示。
①捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状,优点是_______。
②“反应分离”环节发生的复分解反应是_______(写化学方程式)。
③“反应分离”环节分离物质采用的方法是_______。
④CO2用途广泛,写出一种用途:_______。
(2)CaO固体也可以捕捉回收CO2.研究表明CaC2O4·H2O热分解制得的CaO疏松多孔,具有良好的CO2捕捉性能。取1.46g CaC2O4·H2O进行加热,固体质量随温度变化如下图。
①写出400~600℃范围内分解反应的化学方程式:_______。(CaC2O4·H2O的相对分子质量:146)
②据图分析,CaO捕捉CO2的反应温度应_______(填“高于”或“低于”)800℃。
【答案】 增大NaOH溶液与CO2气体的接触面积,使吸收CO2更充分、更快速 过滤 气体肥料/人工降雨 低于
【详解】(1)①NaOH溶液常喷成雾状,增大NaOH溶液与CO2气体的接触面积,使吸收CO2更充分、更快速。
②“反应分离”环节发生的复分解反应是碳酸钠和氢氧化钙反应产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式:。
③“反应分离”环节分离的物质是碳酸钙沉淀和氢氧化钠,所以是分离固体和液体,则采用的是过滤。
④CO2可用于气体肥料、人工降雨等。
(2)①根据图中数据结合CaC2O4·H2O的相对分子质量为146,CaC2O4的相对分子质量为128,水的相对分子质量为18,经分析0-200℃时CaC2O4 H2O热分解先分解生成草酸钙和水,符合图示质量比;
400~600℃范围内是CaC2O4分解产生碳酸钙和一氧化碳,因为碳酸钙的相对分子质量为100,一氧化碳的相对分子质量为28,符合图示质量比;
800-1000℃,是碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,符合图中物质质量比;
则400~600℃范围内分解反应的化学方程式: 。
②据图分析,800℃时碳酸钙会分解,所以CaO捕捉CO2的反应温度应低于800℃。
1.(2022年广东省江门市第二中学中考一模化学试题)草酸钙晶体(CaC2O4·H2O,相对分子质量为146)在植物体内具有多种生理功能。某化学小组利用热分析仪对14.6g草酸钙晶体进行热分解,获得相关数据,绘制成如下图所示的固体质量一温度的关系曲线。
(1)草酸钙晶体由______种元素组成。
(2)温度为t1℃时,晶体全部失去结晶水,14.6g草酸钙晶体中结晶水的质量为______g。
(3)加热至t2℃时,CaC2O4开始分解,生成CaCO3与一种有毒气体,该气体的名称是______。
(4)温度在t0~t1之间时,剩余固体的成分为______。
(5)加热至t4℃时,CaCO3开始分解,计算图中x的值______。(写出计算过程)
【答案】(1)4##四
(2)1.8
(3)一氧化碳
(4)CaC2O4H2O、CaC2O4
(5)解:碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳,反应结束后得到固体为氧化钙,生成氧化钙质量为x,
x=5.6g
答:生成氧化钙的质量为5.6g。
【解析】
(1)
根据草酸钙晶体的化学式CaC2O4H2O可知,草酸钙是由钙、碳、氧、氢四种元素组成;
(2)
由图像可看出,t1° C时,晶体全部失去结晶水,所得固体质量为12.8g,所以14.6g草酸钙晶体中结晶水的质量为14.6g-12.8g=1.8g;
(3)
根据质量守恒定律可得,CaC2O4 CaCO3 +CO↑,生成了有毒的一氧化碳气体;
(4)
温度在t0 ~ t1之间时,有一部分草酸钙晶体失去结晶水,所以剩余固体的成分为CaC2O4 H2O、CaC2O4。
(5)
见答案
2.(2022年广东省佛山市南海区狮山镇中考二模化学试题)将草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)放在一个可称量的容器中加热灼烧,如图为固体质量随温度升高的变化。查阅资料:亚铁离子易被氧化成铁离子,草酸亚铁晶体受热时会先失去结晶水,继续加热升温后会继续分解。
根据以上数据进行计算和分析,完成下列填空:
(1)通常将一定质量的草酸亚铁在氩气氛围中进行加热,原因是________,氩气的作用是_______。
(2)300℃时草酸亚铁晶体减少的质量是____,固体A可能的化学式为_______,请通过计算证明你写出A的化学式正确(写出计算过程)。
(3)观察图,产物为FeO的对应温度为 (填字母)
A.350℃ B.400℃ C.500℃ D.900℃
【答案】(1) 防止亚铁离子在空气中被氧化 保护气
(2) 0.2g##0.200g 草酸亚铁晶体中结晶水的质量为
草酸亚铁晶体失去结晶水后的质量为1g-0.2g=0.8g。
A点对应固体的质量为0.8g,草酸亚铁晶体受热时会先失去结晶水,所以A点为草酸亚铁晶体失去结晶水得到的草酸亚铁,化学式为FeC2O4。
(3)B
【解析】
(1)
根据“亚铁离子易被氧化成铁离子”可知,将一定质量的草酸亚铁在氩气氛围中进行加热,原因是防止亚铁离子在空气中被氧化,氩气隔绝了草酸亚铁与氧气接触,作用是保护气。
(2)
300℃时草酸亚铁晶体减少的质量是1g-0.8g=0.200g。
A的化学式计算过程见答案。
(3)
反应前后铁原子个数不变,一个草酸亚铁晶体微粒可以转化为1个FeO微粒。
设生成FeO的质量为x
故选B。
3.(2022·重庆·校考二模)过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体,加热至350℃左右开始分解放出氧气。过氧化钙能杀菌消毒,广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。其工业制备的主要流程如图1所示。
【查阅资料】I.陈化,是指在沉淀过程中,待沉淀完全后,使溶液在一定条件下静止存放一段时间。目的是为了令里边的组份得到充分的反应,或令悬浮物沉降。
II.
(1)流程②中搅拌的目的是___________。
(2)流程②中没有采用加热措施的可能原因是___________。
(3)整个流程中,除水外还可以循环使用的物质是___________(填名称)。
(4)检验CaO2·nH2O是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中,先滴加稀硝酸酸化,然后滴入___________(填溶质的化学式)溶液,看是否产生白色沉淀。
(5)取上述制得的CaO2·nH2O晶体进行热重分析,其热分解时晶体的质量随温度变化的曲线如图2所示,通过计算可得出n=___________。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(2)防止过氧化氢受热分解,且防止氨气大量逸出
(3)氯化铵
(4)AgNO3
(5)8
【详解】(1)流程②中搅拌的目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(2)过氧化氢不稳定受热易分解,且温度高,氨气的挥发速率快,故流程②中没有采用加热措施的可能原因是防止过氧化氢分解和氨气大量逸出;
(3)氯化铵既是反应物,又是生成物,可以循环利用;
(4)如果CaO2·nH2O没有洗涤干净,会残留氯化铵,氯化铵能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,故取最后一次洗涤液少许于试管中,先滴加稀硝酸酸化,然后滴入AgNO3溶液,看是否产生白色沉淀;
(5)加热至350℃左右过氧化钙开始分解放出氧气,故CaO2·nH2O晶体中结晶水的质量为:3.24g-1.08g=2.16g,过氧化钙的质量为1.08g,故(40+16×2):18n=1.08g:2.16g,n=8。
4.(2020·江苏扬州·校考三模)某化学兴趣小组试利用镁铝合金废料制备硫酸铝晶体,并对硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·nH2O]进行热重分析,其实验流程如下:
资料:①镁不与氢氧化钠溶液反应;
②;
③硫酸铝晶体易溶于水,不溶于酒精。
(1)在镁铝合金中加入NaOH溶液,发生反应的化学反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+____,固体B与稀硫酸的化学反应方程式为_______。
(2)操作Ⅱ包含的实验步骤有:蒸发浓缩、________、________、洗涤、干燥。
(3)操作Ⅱ中常用无水乙醇对晶体进行洗涤,选用无水乙醇不用水洗涤的的原因①___________;②_________________。
(4)若初始时称取的镁铝合金废料的质量为18.0g,得到固体A的质量为7.2g,硫酸铝晶体的质量为133.2g(假设每一步的转化率均为100%,合金废料中不含溶于碱的杂质)。计算得硫酸铝晶体的化学式为__________(写出计算过程)。
(5)取上述硫酸铝晶体进行热重分析,其热分解主要分为三个阶段:323K~523K,553K~687K,当温度在1043K以上不再失重同时生成一种气体,其热分解所得固体的质量随温度变化如图。根据图示数据计算确定每步分解的产物,写出:
①失重第一阶段分解产物的化学式_____,
②失重第三阶段反应化学方程式________。
【答案】 3H2↑ 降温结晶 过滤 减少晶体损耗 加快晾干 解:Al的质量为18g-7.2g=10.8g,设硫酸铝晶体化学式为:Al2(SO4)3·n H2O,
根据Al元素守恒有:
,解得n=18
答:硫酸铝晶体化学式为:Al2(SO4)3·18 H2O。 Al2(SO4)3·3H2O
【详解】(1)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变,反应前:Al、钠、氧和氢的原子数目是:2、2、4、6,反应后:Al、钠、氧和氢的原子数目是:2、2、4、0,则差6H,应该是3H2,反应方程式为:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑;由资料可知,固体B为Al(OH)3,它和硫酸的反应生成硫酸铝和水,即:;
(2)从溶液中获得晶体,需要经过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作;
(3)硫酸铝晶体易溶于水,不溶于酒精,用乙醇洗涤,可以减少晶体的溶解,有利于晶体的干燥;
(4)详解见答案;
(5)①Al的质量为18g-7.2g=10.8g,根据质量守恒定律,硫酸铝的质量是68.4g,结晶水的质量是64.8g,结合图知道:第一阶段失去部分结晶水,第二阶段完全失去结晶水;失重第一阶段分解产物:由图像知道剩余晶体的质量是79.2g,设此时硫酸铝晶体化学式为:Al2(SO4)3·xH2O,根据Al元素守恒有:
,解得x=3,则此时硫酸铝晶体化学式为:Al2(SO4)3·3 H2O;
②当温度在1043K以上不再失重同时生成一种气体,Al2(SO4)3·18 H2O的相对分子质量是666,则不再失重时物质的相对分子质量是:666×=102,则应是Al2O3,根据质量守恒定律,则第三阶段是硫酸铝分解产生氧化铝与三氧化硫气体,反应化学方程式为:。
5.(2023·广东·模拟预测)镁是一种银白色有金属光泽的金属,久置的镁条表面会产生一层灰黑色固体,探究发现其成分是碱式碳酸镁晶体,化学式为:xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O。为测定碱式碳酸镁晶体的组成,兴趣小组取4.66g晶体用热重分析仪进行加热,使各成分在不同温度下逐个分解。测定剩余固体质量与分解温度之间关系如题图所示,请回答:
已知:①碱式碳酸镁晶体加热首先失去结晶水。
②MgCO3和Mg(OH)2在不同的温度下受热易分解为氧化物。
③相同条件下,Mg(OH)2受热分解的温度比MgCO3分解的温度更低。
(1)4.66g该晶体中所含结晶水的质量为______g
(2)Mg(OH)2开始分解的温度为______℃。
(3)t4℃~t5℃段中,固体的化学式为______。
(4)t5℃~t6℃段中,反应的化学方程式为___________________。
(5)完全分解233t碱式碳酸镁晶体,可以得到MgO______t。
【答案】(1)0.72
(2)t3
(3)MgO、MgCO3
(4)
(5)100
【详解】(1)碱式碳酸镁晶体加热首先失去结晶水,则t1℃~t2℃碱式碳酸镁晶体失去结晶水,t1℃~t2℃固体减少的质量即碱式碳酸镁晶体中结晶水的质量4.66g-3.94g=0.72g。
(2)由已知③可知相同条件下,Mg(OH)2受热分解的温度比MgCO3分解的温度更低,则t3℃~t4℃Mg(OH)2分解,故Mg(OH)2开始分解的温度为t3℃。
(3)由第二小问可知t3℃时Mg(OH)2开始分解,到t4℃时Mg(OH)2分解完全,由已知②可知Mg(OH)2分解生成氧化镁和水,化学方程式书写为;MgCO3在t5℃时才开始分解;则t4℃~t5℃段中,固体为MgO和MgCO3的混合物。
(4)由已知②可知,t5℃~t6℃段中是碳酸镁受热分解生成氧化镁和二氧化碳,化学方程式书写为。
(5)t6℃后固体质量不再减少,说明此时MgCO3也完全分解,剩余固体全为MgO。由图可知,4.66g碱式碳酸镁完全分解得到2gMgO,则碱式碳酸镁晶体得到氧化镁的质量比为4.66g∶2g=233∶100,则完全分解233t碱式碳酸镁晶体,可得到氧化镁的质量为。
6.(2022·广州·华附·一模)已知:FeC2O4·nH2O加热至300℃完全失去结晶水,继续加热至400℃,剩余固体又变成黑色,黑色固体为铁的氧化物,同时生成气体。为确定分解产物及n的值,设计了如图所示实验。实验时先打开弹簧夹a、b,鼓入一段时间氮气,然后关闭a,加热热分解装置。
资料1:无水硫酸铜是白色固体,遇水变蓝;浓硫酸具有吸水性。
资料2:FeO是一种黑色固体,在空气中不稳定,易被氧化。
实验设计
实验分析
(1)实验过程中观察到:A中白色固体变蓝,证明产物有______;B中石灰水变浑浊,证明产物有CO2;D中______(填实验现象),证明产物有CO。
(2)上述实验装置不足之处是______。
(3)为进一步探究加热至400℃时固体产物的成分,另取1.80gFeC2O4·nH2O重新实验,测得热分解装置中固体质量随温度变化如图所示。
①FeC2O4·nH2O中n的值为______。
②AB段发生反应的化学方程式______。
③将B点物质在空气中继续加热至500℃得到C点物质,BC段发生反应的化学方程式为______。
【答案】(1) ①. 水##H2O ②. 黑色固体变成红色
(2)没有进行尾气处理
(3) ①. 2 ②. FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑ ③. 4FeO+O22Fe2O3
【解析】
(1)无水硫酸铜是白色固体,遇水变蓝;A中白色固体变蓝,证明产物有水,一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳,D中黑色固体逐渐变红,证明产物有CO。
(2)一氧化碳有毒污染环境,上述实验装置不足之处是没有进行尾气处理。
(3)①结晶水的质量为1.80g-1.44g=0.36g,,,n=2。
②已知草酸亚铁加热分解生成一种黑色的铁的氧化物,黑色铁的氧化物有FeO和Fe3O4,根据图像可知,参加反应的草酸亚铁的质量为1.44g,则其中铁元素的质量为1.44g××100%=0.56g,假设生成的黑色的铁的氧化物是FeO,则0.72gFeO中铁元素的质量为0.72g××100%=0.56g,假设生成的黑色的铁的氧化物是Fe3O4,则0.72gFe3O4中铁元素的质量为0.72g××100%=0.52g,根据质量守恒定律可知,化学反应前后同种元素的质量相等可知,草酸亚铁加热分解生成的黑色的铁的氧化物为FeO,有根据上图实验结论可知,草酸亚铁加热分解生成CO和CO2,故AB段发生的反应是草酸亚铁加热分解生成氧化亚铁、一氧化碳和二氧化碳,该反应的化学方程式为FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑。
③FeO是一种黑色固体,在空气中不稳定,易被氧化,根据质量守恒定律可知,该反应的生成由铁和氧两种元素组成,可能是Fe2O3或Fe3O4,参加反应的FeO的质量为0.72g,则其中铁元素的质量为0.72g××100%=0.56g,假设生成的铁的氧化物是Fe2O3,0.80gFe2O3中铁元素的质量为0.80g××100%=0.56g,假设生成的铁的氧化物是Fe3O4,则0.80gFe3O4中铁元素的质量为0.80g××100%=0.58g,根据质量守恒定律可知,化学反应前后同种元素的质量相等可知,FeO被氧化生成的物质为Fe2O3,故BC段的化学方程式为4FeO+O22Fe2O3。
1.(2021·福建厦门·厦门外国语学校校考三模)镁是一种银白色有金属光泽的金属,但久置的镁条总有一层灰黑色的“外衣”,探究发现,灰黑色“外衣”的成分是碱式碳酸镁晶体,化学式为:xMgCO3 yMg(OH)2 zH2O;为精确测量碱式碳酸镁晶体的组成,兴趣小组同学取4.66g该晶体用热重分析仪对进行加热,使得各成分在不同温度下逐个分解。已知:加热首先失去结晶水,相同条件下,Mg(OH)2受热分解的温度比MgCO3分解的温度更低,测定剩余固体质量与分解温度之间关系(如下图所示),通过分析计算,下列选项中错误的是
A.晶体中结晶水的质量为0.72g
B.t4~t5段中,固体为MgO和MgCO3
C.t5~t6段反应的化学方程式为:MgCO3=MgO+CO2↑
D.根据图中数据计算可以得出x、y、z的比值
【答案】C
【详解】A、由题干可知加热首先失去结晶水,则t1~t2阶段为失去结晶水的过程,结晶水的质量=4.66g-3.94g=0.72g,故选项正确;
B、t3~t4阶段是氢氧化镁分解过程,所以到t4时,氢氧化镁已经完全分解,碳酸镁还没有开始分解,所以t4~t5阶段含有的固体是氧化镁和碳酸镁,故选项正确;
C、t5~t6段是碳酸镁的分解过程,方程式为: ,故选项错误;
D、根据图中可计算出结晶水的质量,氢氧化镁生成水的质量,碳酸镁生成二氧化碳的质量,根据方程式可计算出晶体中氢氧化镁的质量和碳酸镁的质量,即可计算出x、y、z的比值,故选项正确。
故选C
2.(2022春·广东佛山·九年级统考学业考试)某工厂的废水中含大量的FeSO4和较多的CuSO4,为了减少污染并变废为宝,拟用下列流程回收绿矾(FeSO4·7H2O)和金属铜。回答下列问题:
(1)从物质分类的角度看,绿矾属于 。
A.纯净物 B.混合物 C.硫酸盐 D.氧化物
(2)操作①的名称是________,加入过量铁粉发生的化学反应方程式是_________。
(3)试剂a是_______,操作③为:______、过滤。
(4)绿矾可用于处理废水中的重金属铬: 。该反应在高中分类为氧化还原反应,其中氧化剂(有元素化合价降低的微粒)是_______(填微粒符号),空格处需补充的微粒及配平的化学计量数是_______。反应后,再通过调_______(填“高”或“低”)pH使金属离子形成沉淀可除去。
(5)将所得产品进行热重分析,取8.34gFeSO4·7H2O样品受热,脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。
①试通过计算确定78℃时固体物质M的化学式为_______。(写出计算过程)
②取适量380℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650℃,得到一种红色的固体,同时有两种无色化合物气体,两种气体组成元素相同,相对分子质量相差16,根据信息补充完整该反应的化学方程式:_______。
【答案】(1)AC
(2) 过滤
(3) 稀硫酸 蒸发结晶/蒸发
(4)
7H2O 高
(5) 解:8.34g绿矾中硫酸亚铁的质量为:,则物质M中结晶水的质量为:6.72g-4.56g=2.16g,则物质M的化学式为:FeSO4·nH2O,则152:18n=4.56g:2.16g,n=4,则M的化学式为:FeSO4·4H2O
【解析】(1)
A、绿矾由同种物质组成,属于纯净物,符合题意;
B、由A可知,绿矾属于纯净物,不属于混合物,不符合题意;
C、由绿矾的化学式可知,绿矾由亚铁离子和硫酸根离子、水分子构成,属于硫酸盐,符合题意;
D、绿矾由Fe、S、O、H元素组成,不属于氧化物,不符合题意。
故选AC;
(2)
工业废水中含大量的硫酸亚铁和较多的硫酸铜,加入过量铁粉,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,故操作①应是过滤,可将固液分离;
加入过量铁粉发生反应为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为:;
(3)
A中含过量的铁和反应生成的铜,要想得到铜,除去铁,应加入稀硫酸,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜和稀硫酸不反应,故试剂a是稀硫酸;
操作③可将硫酸亚铁溶液变为硫酸亚铁晶体,故为蒸发结晶、过滤;
(4)
中氧元素显-2价,设铬元素的化合价为x,则2x+(-2)×7=-2,x=+6,则反应后,铬元素化合价降低,则氧化剂是;
根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含Fe、Cr、O、H的个数分别是6、2、7、14,生成物中含Fe、Cr、O、H的个数分别是6、2、0、0,故生成物中还应含7个O、14个H,故应补充7H2O;
铁离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化铁沉淀,铬离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化铬沉淀,故通过调高pH,可使金属离子形成沉淀除去;
(5)
①见答案;
②取适量380℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650℃,得到一种红色的固体,同时有两种无色化合物气体,两种气体组成元素相同,相对分子质量相差16,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Fe、S、O,故生成物中也应含Fe、S、O,生成的红色固体应是氧化铁,生成的两种气体应是二氧化硫和三氧化硫,则该反应的化学方程式为:。
3. (2022·广州从化·一模)轻质氧化镁(MgO)在橡胶工业上有重要用途。兴趣小组同学在实验室用工业炉渣废料(主要成分是MgO、CaO,含少量杂质SiO2)来制取轻质氧化镁,实验流程如图:
请根据流程图回答下列问题:
(1)步骤①研磨的目的是_______。
(2)写出粉末中加水时发生的一个化学方程式:_______。
【查阅资料】
①Mg(OH)2、MgCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物。
②Mg(OH)2的分解温度为340℃-380℃,MgCO3的分解温度为520℃。
小组同学用热分析仪对aMg(OH)2·bMgCO3固体进行热分解,获得相关数据,绘成固体质量变化与分解温度关系如图,请根据图示回答下列问题:
(3)写出AB、CD段发生反应的化学方程式:AB段:_______;CD段:_______。
(4)BC段固体为_______。
【答案】(1)增大接触面积,促使反应充分进行
(2)CaO+H2O=Ca(OH)2
(3) ①. Mg(OH)2MgO+H2O ②. MgCO3MgO+CO2↑
(4)MgO、MgCO3
【解析】
(1)研磨后增加了接触面积,利用反应充分进行,故答案为:增大接触面积,促使反应充分进行。
(2)粉末中氧化钙可与水在常温下反应,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为:CaO+H2O=Ca (OH) 2,故答案为:CaO+H2O=Ca(OH)2。
(3)AB段分解温度为340°C,因此可知此时是氢氧化镁发生反应,含有镁、氧和氢三种元素,组成氧化物为氧化镁和水,所以氢氧化镁在加热条件下反应生成氧化镁和水,反应的化学方程式为:Mg(OH)2MgO+H2O,CD段分解温度为520°C,所以此时是碳酸镁反应,含有碳、镁和氧三种元素,氧化物可以是氧化镁和二氧化碳,所以碳酸镁在加热条件下反应生成氧化镁和二氧化碳,反应的化学方程式为: MgCO3MgO+CO2↑,故填:Mg(OH)2MgO+H2O;MgCO3MgO+CO2↑。
(4)BC段氢氧化镁分解,碳酸镁还没分解,固体含有MgO、MgCO3,故填:MgO、MgCO3。
4. (2022·广州白云·一模)N是空气中含量最高的元素。
(1)将含N物质进行分类,按要求写出化学式
单质 引起酸雨的氧化物 酸 含氮的不同化合价的盐
N2 _______ HNO3 ________
(2)镓元素的信息如图。
请设计理论上制备硝酸镓的三种方案(要求含镓原料分别属于不同的化合物类别)
方案 预期反应的化学方程式
① ____
② _____
③ _____
(3)若硫酸铝依晶体[NH4Al(SO4)2]·12H2O,相对分子质量453]
①加热过程中,其质量随时间的变化如图所示。据此判断,从200℃到50℃间固体是否还存在结晶水,并作出解释。_______(是或否),_______。
②写出一个能与硫酸铝溶液发生反应的原子团_______。(写离子符号)
【答案】(1) ①. NO2 ②. NH4NO3
(2) ①. Ga2O3+6HNO3=2Ga(NO3)3+3H2O ②. Ga(OH)3+3HNO3=Ga(NO3)3+3H2O ③. Ga+3AgNO3=Ga(NO3)3+3Ag
(3) ①. 是 ②. 结晶水质量,结晶水完全失去固体质量4.53g-2.16g=2.37g,200℃固体质量2.46g>2.37g ③. OH-
【解析】
【小问1详解】
二氧化氮和水生成硝酸,能引起酸雨,硝酸铵属于盐,硝酸铵中氮元素既有-3价,又有+5价,故填:NO2;NH4NO3。
【小问2详解】
镓和硝酸银生成硝酸镓和银,氧化镓和硝酸生成硝酸镓和水,氢氧化镓和硝酸生成硝酸镓和水,故填:Ga2O3+6HNO3=2Ga(NO3)3+3H2O;Ga(OH)3+3HNO3=Ga(NO3)3+3H2O;Ga+3AgNO3=Ga(NO3)3+3Ag。
【小问3详解】
①硫酸铝依晶体[NH4Al(SO4)2]·12H2O中结晶水质量,结晶水完全失去质量4.53g-2.16g=2.37g,200℃固体质量2.46g>2.37g,说明固体还含有结晶水,故填:是;结晶水质量,结晶水完全失去质量4.53g-2.16g=2.37g,200℃固体质量2.46g>2.37g。
②铵根离子、铝离子和氢氧根离子不共存,能反应,故填:OH-。
5.(2022·广州海珠·一模)水是一种重要的资源,爱护水资源,人人有责。
(1)自来水厂净水过程中,不包括的净水方法是 (填标号)。
A. 沉淀 B. 过滤 C. 蒸馏 D. 吸附
(2)生活中,可用来肥皂水检验水样品是硬水还是软水,并可通过_______的方法来降低水的硬度。
(3)现有一瓶水垢固体样品,其主要成分是Mg(OH)2和CaCO3(其它成分忽略不计)。已知:Mg(OH)2受热易分解反应的化学方程式为:Mg(OH)2MgO+H2O;CaCO3在高温条件下分解。现取12.9g固体样品加热,加热过程中固体质量随加热时间的变化如图1所示。
①a点和b点之间的固体物质有_______(填化学式)。
②cd段发生反应的化学方程式为_______。
③取c点的固体于试管中,加入过量的稀盐酸(如图2所示),充分反应后,生成CO2的质量是_____g。此时,溶液中有哪些微观粒子?______请在图2中画出这些微观粒子,并进行必要的标注(粒子数目不作要求:不考虑水和气体)。
【答案】(1)C (2)煮沸
(3) ①. CaCO3、MgO、Mg(OH)2 ②. ③. 4.4 ④.
【解析】
小问1详解】
自来水厂净水的过程中用到的净水方法有沉降、过滤、吸附、杀菌消毒等,没有用到蒸馏操作,故选C;
【小问2详解】
日常生活中降低水硬度的方法是煮沸;
【小问3详解】
①氢氧化镁受热分解生成氧化镁和水,高温条件下碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,图中ab间任一点(不包括a、b两点)的剩余固体成分为没有反应的CaCO3、氢氧化镁分解生成的MgO和没有分解的Mg(OH)2;
②cd段是碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,发生反应的化学方程式为:;
③c点是碳酸钙和氧化镁的混合物,到d点固体减少的质量就是生成二氧化碳的质量,即12.0g-7.6g=4.4g,根据、可知,向取c点的固体于试管中,加入过量的稀盐酸,充分反应后,生成CO2的质量是4.4g;c点是碳酸钙和氧化镁的混合物,加入过量的稀盐酸,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,故溶液中含有的微粒是氢离子、钙离子、氯离子、镁离子、水分子,如图:。