2.过程与方法 (1)通过数据表格分析制盐生产中卤水密度的控制.提高分析问题的能力. (2)通过初中所学离子沉淀的方法.描述粗盐提纯的实验方案. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

下列两题分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容,请你选择其中一题作答,如果两题全做,则按A题评分。

A.(12分)【物质结构与性质】

1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。

⑴科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体晶格能数据如下表:

晶体

NaCl

KCl

CaO

晶格能/(kJ·mol-1)

786

715

3 401

4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是  ▲ 

⑵科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①写出基态Cu原子的核外电子排布式  ▲  ;金属铜采用下列  ▲  (填字母代号)堆积方式。

 


                A              B             C              D

②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)  ▲ 

③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响  ▲ 

④SO42的空间构型是  ▲ 

B.(12分)【实验化学】

硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,又名莫尔盐,是分析化学中常见的还原剂。某化学研究小组设计如下实验来制备莫尔盐并测定硫酸亚铁铵的纯度。

步骤一:铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入Na2CO3溶液,加热,过滤、洗涤、干燥、称量,质量记为m1

步骤二:FeSO4的制备。将上述铁屑加入到一定量的稀H2SO4中,充分反应后过滤并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤液及洗涤液完全转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重,质量记为m2

步骤三:硫酸亚铁铵的制备。准确称取所需质量的(NH4)2SO4加入“步骤二”中的蒸发皿中,缓缓加热一段时间后停止,冷却,待硫酸亚铁铵结晶后过滤。晶体用无水乙醇洗涤并自然干燥,称量所得晶体质量。

步骤四:用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度。

回答下列问题:

⑴步骤三中称取的(NH4)2SO4质量为  ▲ 

⑵①铁屑用Na2CO3溶液处理的目的是  ▲  。制备FeSO4溶液时,用右图装置趁热过滤,原因是  ▲ 

②将(NH4)2SO4与FeSO4混合后加热、浓缩,停止加热的时机是  ▲ 

③比色法测定硫酸亚铁铵纯度的实验步骤为:Fe3标准色阶的配制、待测硫酸亚铁铵溶液的配制、比色测定。标准色阶和待测液配制时除均需加入少量稀HCl溶液外,还应注意的问题是  ▲ 

④该实验最终通过  ▲  确定硫酸亚铁铵产品等级。

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据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下的酸性溶液中,能将黄铜矿(CuFeS2)氧化成硫酸盐.发生的反应为:
4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO43+2H2O
(1)CuFeS2中Fe的化合价为+2,上述反应中被氧化的元素是
Fe和CuFeS2中的S
Fe和CuFeS2中的S

(2)工业生产中利用上述反应后的溶液,按如下流程图1可制备胆矾(CuSO4?5H2O):

①分析下列表格(其中KSP是相应金属氢氧化物的沉淀溶解平衡常数):
Ksp 氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+ 2.6×10-39 1.9 3.2
Cu2+ 2.2×10-20 4.7 6.7
步骤一应调节溶液的pH范围是
3.2≤pH<4.7
3.2≤pH<4.7
.请运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe3+的原因
加入CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)?c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去
加入CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)?c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去

②步骤三中的具体操作方法是
蒸发浓缩,冷却结晶
蒸发浓缩,冷却结晶

(3)有人提出可以利用图2的装置从溶液B中提炼金属铜.该过程中右边电极的反应式是
4OH--4e-=O2↑+2H2O
4OH--4e-=O2↑+2H2O
,总反应的方程式是
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2

(4)工业上冶炼铜的方法之一为:Cu2S(s)+2Cu2O(s)=6Cu(s)+SO2(g)△H
已知:①2Cu(s)+
1
2
O2(g)=Cu2O(s)△H=-12kJ?mol-1
②2Cu(s)+S(s)=Cu2S(s)△H=-79.5kJ?mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-296.8kJ?mol-1
则该法冶炼铜的反应中△H=
-193.3kJ?mol-1
-193.3kJ?mol-1

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(1)实验室制取氯气也可用下图装置

①实验原理(写化学方程式):______________________________。

②收集原理:因Cl2溶于水,密度比空气大,故用向上排空气法;因Cl2在饱和食盐水中的溶解度小,故可用排饱和食盐水法收集。A、B为两个位置上的止水夹,采用向上排空气法和排饱和食盐水法收集Cl2时的正确操作是_________________________________________。

A.采用向上排空气法收集Cl2时应将A关闭,B打开

B.采用向上排空气法收集Cl2时应将B关闭,A打开

C.采用排饱和食盐水法收集Cl2时应将A关闭,B打开

D.采用排饱和食盐水法收集Cl2时应将B关闭,A打开

③尾气处理,氢氧化钠溶液的作用是处理尾气,防止氯气污染空气,该反应的离子方程式为:__________________________________________________________________。

(2)科学研究中可以用多种方法来测定阿伏加德罗常数。X射线衍射法就是其中的一种。X射线法是通过X射线衍射仪测出离子化合物离子间的间隔,再根据该化合物质量与体积的关系(密度)来确定。已知:X射线衍射仪测出的NaCl晶体中相邻钠离子与氯离子间距为a cm,NaCl相对分子质量为b。某同学为了测定阿伏加德罗常数,做了如下实验:用分析天平称取一定质量研细的NaCl固体,装入25 mL容量瓶中,然后用滴定管向容量瓶中滴加苯并不断振荡,使苯、氯化钠晶体充分混匀,标定,其实验结果如下表:

实验序号

m NaCl/g

消耗苯体积/cm3

VNaCl

NA

1

5.879 3

22.27

 

 

2

9.456 6

20.67

 

 

根据实验数据,请填写第一次实验中的空格(阿伏加德罗常数项只要求写出计算式,对原始数据不进行处理)。

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同步练习册答案