18.(廣東卷21).(12分)

某種催化劑為鐵的氧化物�；瘜W(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室對(duì)該催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行探究：將適量稀硝酸加入少許樣品中，加熱溶解；取少許溶液，滴加KSCN溶液后出現(xiàn)紅色。一位同學(xué)由此得出該催化劑中鐵元素價(jià)態(tài)為+3的結(jié)論。

(1)請(qǐng)指出該結(jié)論是否合理并說明理由　　　　　。

(2)請(qǐng)完成對(duì)鐵元素價(jià)態(tài)的探究：

限選實(shí)驗(yàn)儀器與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾：3 mol·L^-1H₂SO₄/3% H_2O2、6 mol·L^-1HNO₃/0.01 mol·L^-1KmnO₄、NaOH稀溶液、0.1 mol·L^-1Kl、20% KSCN、蒸餾水。

①　　 提出合理假設(shè)

假設(shè)1：　　　　；

假設(shè)2：　　　　；

假設(shè)3：　　　　。

②　　 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)(不要在答題卡上作答)

③　　 實(shí)驗(yàn)過程

根據(jù)②的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上按下表格式寫出實(shí)驗(yàn)操作步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。

解析：。(1)　 該結(jié)論不正確。稀HNO₃有強(qiáng)氧化性，若該鐵的價(jià)態(tài)為+2價(jià)，則被氧化為+3價(jià)同樣可使KSCN溶液變血紅色。

(2) ①提出合理假設(shè)

假設(shè)1：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)為+3價(jià)。

假設(shè)2：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)為+2價(jià)。

假設(shè)3：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)既有+3價(jià)也有+2價(jià)。

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法證明你的假設(shè)

③實(shí)驗(yàn)過程

5.所以HNO₃在70-90S范圍內(nèi)的平均反應(yīng)速率為

v(HNO₃)=△c(HNO₃)/t == 1/110 mol·L-1·S-1

(3)作圖略

作圖要點(diǎn)：因?yàn)閷?shí)驗(yàn)①HNO₃與大理石恰好完全反應(yīng)；

實(shí)驗(yàn)②中，HNO₃不足量，縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的每一個(gè)值均為原來的1/2；

實(shí)驗(yàn)③④的圖象類似，恰好完全反應(yīng)，但反應(yīng)條件改變，升高溫度與大理石細(xì)顆粒增大表面積可加快反應(yīng)速率。所以圖象曲線斜率變大，平衡位置縱坐標(biāo)與實(shí)驗(yàn)①相同。

4.反應(yīng)的時(shí)間t=90-70=20s

3.溶液體積為25ml=0.025L，所以HNO3減少的濃度△c(HNO₃)=2/11 mol/L

2.根據(jù)方程式比例，可知消耗HNO₃的物質(zhì)的量為：n(HNO₃)0.1/22=1/220mol

1.70至90S，CO₂生成的質(zhì)量為：m(CO₂)0.95-0.85=0.1g

17.(廣東卷20).(11分)

某探究小組用HNO₃與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素。所用HNO₃濃度為1.00 mol·L^-1、2.00 mol·L^-1，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298 K、308 K，每次實(shí)驗(yàn)HNO₃的用量為25.0 mL、大理石用量為10.00 g。

(1)請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)：

(2)實(shí)驗(yàn)①中CO₂質(zhì)量隨時(shí)間變化的關(guān)系見下圖：

依據(jù)反應(yīng)方程式CaCO₃+HNO₃=Ca(NO₃)₂+CO₂↑+H₂O，計(jì)算實(shí)驗(yàn)①在70-90 s范圍內(nèi)HNO₃的平均反應(yīng)速率(忽略溶液體積變化，寫出計(jì)算過程)。

(3)請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的框圖中，畫出實(shí)驗(yàn)②、③和④中CO₂質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖。

解析：

(2)

16.(廣東卷19).(11分)

碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業(yè)的重要原料。工業(yè)碳酸鈉(鈍度約98%)中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^-和SO等雜質(zhì)，提純工藝路線如下：

已知碳酸鈉的溶解度(S)隨溫度變化的曲線如下圖所示：

回答下列問題：

(1)濾渣的主要成分為　　　　。

(2)“趁熱過濾”的原因是　　　　。

(3)若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“趁熱過濾”，可采取的措施是　　　　(寫出1種)。

(4)若“母液”循環(huán)使用，可能出現(xiàn)的問題及其原因是　　　　。

(5)已知：

Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃(s)+10H₂O(g)　　　 ΔH₁=+532.36 kJ·mol^-1

　　　　　 Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃·H₂O(s)+9H­₂O(g)　 ΔH₁=+473.63 kJ·mol^-1

寫出Na₂CO₃·H₂O脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式　　　　。

解析：(1)　 濾渣的主要成分為Mg(OH)₂、Fe(OH)₃、CaCO₃。

(2)　 “趁熱過濾”的原因是使析出的晶體為Na₂CO₃·H₂O，防止因溫度過低而析出Na₂CO₃·10H₂0晶體，令后續(xù)的加熱脫水耗時(shí)長(zhǎng)。

(3)　 若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“趁熱過濾”，可采取的措施是用已預(yù)熱的布氏漏斗趁熱抽濾。

(4)　 若“母液”循環(huán)使用，可能出現(xiàn)的問題及其原因是問題：溶解時(shí)有大量沉淀生成，使Na₂CO₃損耗且產(chǎn)物Na₂CO₃混有雜質(zhì)；原因：“母液”中，含有的離子有Ca²⁺，Na⁺，Cl^-，SO₄^2-，OH^-，CO₃^2-，當(dāng)多次循環(huán)后，使用離子濃度不斷增大，溶解時(shí)會(huì)生成CaSO₄，Ca(OH)₂，CaCO₃等沉淀。

(5)　 寫出Na₂CO₃·H₂O脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

Na₂CO₃·H₂O(S)==== Na₂CO₃(s) + H₂O(g)&8710;H= +58.73kJ/mol

　解釋與思路：

(1)　　 因工業(yè)碳酸鈉中含有Mg²⁺，F(xiàn)e³⁺，Ca²⁺，所以“除雜”中加入過量的NaOH溶液，可生成Mg(OH)₂、Fe(OH)₃、Ca(OH)₂沉淀。

(2)　　 觀察坐標(biāo)圖，溫度減少至313K時(shí)發(fā)生突變，溶解度迅速減少，弱不趁熱過濾將析出晶體。

(3)　　 思路方向：1.減少過濾的時(shí)間 2.保持過濾時(shí)的溫度。

(4)　　 思路：分析“母液”中存在的離子，若參與循環(huán)，將使離子濃度增大，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中哪個(gè)環(huán)節(jié)有所影響。

(5)　　 通過觀察兩個(gè)熱化學(xué)方程式，可將兩式相減，從而得到Na₂CO₃·H₂O(S)==== Na₂CO₃(s)+ H₂O(g)�！�

15.(重慶卷27).(14分)某學(xué)習(xí)小組用題27圖裝置測(cè)定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋁的相對(duì)原子質(zhì)量.

(1)A中試劑為　　　　　　　　　　 .

(2)實(shí)驗(yàn)前，先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是　　　　　　　　　　 .

(3)檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，需進(jìn)行的操作還有：①記錄C的液面位置；②將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，稱重；③待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后，記錄C的液面位置；④由A向B中滴加足量試劑；⑤檢查氣密性，上述操作的順序是　　　　　 ；(填序號(hào))記錄C的液面位置時(shí)，除視線平視外，還應(yīng)　　　　 .

(4)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　 .

(5)若實(shí)驗(yàn)用鋁鎂合金的質(zhì)量為a g,測(cè)得氫氣體積為b ml(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，B中剩余固體的質(zhì)量為cg，則鋁的相對(duì)原子質(zhì)量為　　　　　　　 .

(6)實(shí)驗(yàn)過程中，若未洗滌過濾所得的不溶物，則測(cè)得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將　　　　　　 .(填“偏大”、“偏小”、“不受影響”)

[標(biāo)準(zhǔn)答案](1)NaOH溶液.(2)除去鋁鎂合金表面的氧化膜.(3)⑤①④③②(2分)；

使D和C的液面相平(4)2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑或2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^－ +3H₂↑

(5)(6)偏小.

[試題分析](1)Mg、Al均可以和酸反應(yīng)，因此不可以用酸來實(shí)驗(yàn)，由于Al可以和堿反應(yīng)而不和Mg反應(yīng)，則可以用NaOH與Al反應(yīng)制得H₂，然后用排水法收集H₂，以計(jì)算Al的量。(2)由于Al表面容易生成氧化膜，因而要用酸處理。(3)整個(gè)操作過程及原理是：檢查氣密性；記錄起始液面；加入堿反應(yīng)；不產(chǎn)生氣體后，記錄未讀數(shù)，兩將相減即為產(chǎn)生H₂的量；最后稱得的固體即為Mg的質(zhì)量。在讀數(shù)時(shí)要注意D、C液面相平，否則氣體將受壓，超成讀數(shù)不準(zhǔn)。(4)B中發(fā)生的是Al與堿的反應(yīng)；(5)(a-c)即為鋁的質(zhì)量，再除以Al的物質(zhì)的量即為鋁的摩爾質(zhì)量。而n(Al)可以由產(chǎn)生的H₂獲得；(6)未洗滌，則超成(a-c)變小，則由(5)的結(jié)果得，偏小。

[高考考點(diǎn)]利用實(shí)驗(yàn)測(cè)定合金含量及相對(duì)原子質(zhì)量；

[易錯(cuò)提醒]記不清Al的兩性；實(shí)驗(yàn)過程的原理不懂。

[備考提示]平時(shí)多加強(qiáng)元素化合物的學(xué)習(xí)；學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)操作中的每一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

14.(四川卷28.)某課外小組利用H₂還原黃色的WO₃粉末測(cè)定W的相對(duì)原子質(zhì)量，下圖是測(cè)定裝置的示意圖，A中的試劑是鹽酸。

請(qǐng)回答下列問題。

(1)儀器中裝入的試劑：B_________ 、C________、D___________；

(2)連接好裝置后應(yīng)首先_________________________，其方法是________________

(3)“加熱反應(yīng)管E”和“從A瓶逐滴滴加液體”這兩步操作應(yīng)該先進(jìn)行的是 _______________。在這兩步之間還應(yīng)進(jìn)行的操作是____________________________；

(4)反應(yīng)過程中G管逸出的氣體是________________，其處理方法是_____

(5)從實(shí)驗(yàn)中測(cè)得了下列數(shù)據(jù)

�、倏誆管的質(zhì)量a ； ②E管和WO₃的總質(zhì)量b ；③反應(yīng)后E管和W粉的總質(zhì)量c(冷卻到室溫稱量)；④反應(yīng)前F管及內(nèi)盛物的總質(zhì)量d ；⑤反應(yīng)后F管及內(nèi)盛物的總質(zhì)量e

由以上數(shù)據(jù)可以列出計(jì)算W的相對(duì)原子質(zhì)量的兩個(gè)不同計(jì)算式(除W外，其他涉及的元素的相對(duì)原子質(zhì)量均為已知)：

計(jì)算式1：A_r(W)＝____________；計(jì)算式2：A_r(W)＝____________。

[標(biāo)準(zhǔn)答案]　

(1)鋅粒， 水，濃硫酸；(2)檢查氣密性，將G彎管浸沒在盛有水的燒杯中，溫?zé)釤�瓶B，觀察G管口，若有氣泡逸出，說明裝置的氣密性良好；(3)先從A瓶逐滴滴加液體； 檢驗(yàn)H₂的純度

(4)氫氣；在G管出口處點(diǎn)燃；(5)　　 　 [知識(shí)點(diǎn)歸納]

①聯(lián)想課本改進(jìn)后的綜合實(shí)驗(yàn)：氯氣與鐵反應(yīng)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置： 制備氯氣、凈化氯氣(飽和食鹽水除氯化氫、濃硫酸除水蒸氣)、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置、產(chǎn)物檢驗(yàn)裝置、尾氣處理裝置有助于本實(shí)驗(yàn)的解題。

②聯(lián)想氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)：制備氫氣、凈化氫氣、氫氣驗(yàn)純、通入氫氣與點(diǎn)燃酒精燈順序、熄滅酒精燈與停止同氫氣的順序、氫氣的尾氣處理方式可以直接用于回答本題。