四、(本题共2小题,除化学方程式每空2分外,其余每空1分,共17分)
23.(9分)以二氧化碳为例,回答下列问题。
(1)认识物质的性质注:装置的气密性良好,整个实验中不考虑反应过程中水分和HCl气体挥发的影响,且图2中产生的气流较缓慢。
步骤Ⅰ.用20mL 的注射器先抽取10 mL水,再抽取10mL CO2 (如图1),封闭针管后用力振荡,观察到活塞最后停在12mL刻度处。说明在室温下10mL水约能溶解 ▲ mL CO2;
步骤Ⅱ.如图2,三通管横放,打开仪器a(填写仪器a名称 ▲ )的活塞,观察三通管内产生的实验现象是 ▲ ;
步骤Ⅲ.取下图2中的三通管,把贴有试纸A的那端放在酒精灯火焰上加热,发生的化学反应方程式是 ▲ 。
(2)认识物质的获取方法如图3所示(夹持仪器略去,K1、K2均关闭),打开K1,待液体全部流下,立即关闭K1,观察到 ▲ ,说明碳酸钙与稀盐酸反应生成了二氧化碳。用化学方程式表示烧杯中发生的化学变化 ▲ ; 充分反应后,打开K2,使液体全部流入锥形瓶。观察到锥形瓶中先有气泡冒出,最后有沉淀生成。则流入锥形瓶中溶液溶质成分是 ▲ (填化学式)。
24.(8分)硫酸亚铁铵晶体俗名为摩尔盐,在制药、电镀方面有广泛的应用。
资料: ①硫酸亚铁铵晶体化学式为FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O,相对分子质量为392,易溶于水,不溶于乙醇;
②相关物质的溶解度(单位:g)如下表:
温度/℃ |
FeSO4 |
(NH4) 2SO4 |
FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O |
10 |
20.0 |
73 |
17.2 |
20 |
26.5 |
75.4 |
21.6 |
30 |
32.9 |
78 |
28.1 |
③硫酸亚铁铵晶体受热时,在200℃以下只有结晶水失去。
某兴趣小组的学生用含有少量铜的废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体,流程如下:
(1)操作①中发生反应的化学方程式为 ▲ ;过滤所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 ▲ ;(2)操作①中过滤时,要趁热进行的原因是 ▲ ;
(3)操作②的目的是得到硫酸亚铁铵晶体。操作顺序是b→ ▲ → ▲ →d;
a.过滤 b.加热浓缩 c.冷却结晶 d.洗涤干燥
(4)操作②中使用乙醇洗涤,这样做的优点是 ▲ ;(选填字母序号)
A.避免用水洗涤所造成的晶体损耗 B.酒精易挥发,可低温晾干晶体
(5)该实验取废铁屑15 g,最终得到硫酸亚铁铵晶体39.2 g,则原废铁屑中铁元素的质量分数不低于 ▲ (精确到0.1%,不要求写过程)。
五、(本题共1小题,除特别说明外,每空1分,共13分)
25.(13分)碳酸镁水合物是制备镁产品的中间体。
【制取MgCO3·3H2O】工业上从弱碱性卤水(主要成分为MgCl2)中获取MgCO3·3H2O的方法如下:
(1)沉淀过程的化学方程式为:MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O=MgCO3·3H2O↓+2 ▲ 。(2)沉淀过程的pH随时间的变化如图26-2所示,沉淀过程的操作为 ▲ (填字母)。
a. 向卤水中滴加NaOH溶液,同时通入CO2 b. 向NaOH溶液中滴加卤水,同时通入CO2
c. 向卤水中通入CO2至饱和,然后滴加NaOH溶液,同时继续通入CO2
d. 向NaOH溶液中通入CO2至饱和,然后滴加卤水,同时继续通入CO2
图26-2 沉淀过程的pH变化 图26-3 不同温度下溶液中镁离子含量随时间的变化
表26-1 不同反应温度下的水合碳酸镁
温度(℃) |
产物 |
46.95 |
MgCO3·3H2O |
47.95 |
MgCO3·3H2O |
48.95 |
MgCO3·3H2O |
49.95 |
Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O |
(3)沉淀过程的溶液中镁离子含量随时间的变化如图26-3所示,不同温度下所得到沉淀产物如表26-1所示。则沉淀过程选择的温度为 ▲ ,理由是 ▲ 。
【测定MgCO3·3H2O的纯度】
利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,以确定MgCO3·3H2O的纯度。
依据实验过程回答下列问题:
(1)实验过程中需持续 ▲ (选填“缓缓”或“迅速”)通入空气,其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有 ▲ 。D中碱石灰的作用为 ▲ 。
(2)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是 ▲ (填标号)。
a.在加入硫酸之前,应排净装置内的CO2气体
b.为了缩短实验时间,快速滴加硫酸
c.在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d.在C装置左侧导管末端增添多孔球泡
(3)实验中准确称取15.0 g样品三份,进行三次测定,测得中生成CaCO3沉淀的平均质量为10.0 g。请计算样品中MgCO3·3H2O的纯度(写出计算过程,3分)。
(4)小明认为应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由除了Ba(OH)2溶解度大,浓度大,使CO2被吸收的更完全外,还有 ▲ 。
(5)若获取MgCO3·3H2O的样品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O,则样品中MgCO3·3H2O的纯度 ▲ (填“偏大”或“不变”或“偏小”)