第2章物質轉化與材料利用習題課一、重點回憶〔1〕物質的分類和利用〔2〕物質的轉化規律例題精析例1用氯氣或液氯消毒飲用水時，會和水中的有機物發生反響，生成對人體有毒的有機物。因此，世界環保聯盟將全面禁止用氯氣對飲用水消毒，建議推廣采用平安、高效殺菌消毒劑ClO2。ClO2是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體，熔點：-59.0℃，沸點：11.0℃，冷卻至11.0℃以下時變成紅色液體，易溶于水，見光易分解。ClO2易與堿反響，其殺菌、漂白能力均優于〔1〕制取ClO2的方法有多種，目前歐洲一些國家用NaClO3氧化濃鹽酸制取ClO2〔Kestiog法〕同時有Cl2生成，該反響的化學方程式為。〔2〕我國最近研究成功用Cl2氧化NaClO2〔N2保護下〕制取ClO2，該反響的化學方程式是_________________________________________________________；此法與Kestiog法相比，其優點是________________________________________________。〔3〕工業上也可以在60℃時，用稍加潮濕的KClO3與草酸〔HOOCCOOH〕反響制取ClO2。某實驗小組用以下圖所示裝置制取并收集ClO2，在裝置圖中A為ClO2的發生裝置，B為ClO2的收集裝置，C①為了保證實驗成功，在A裝置外面需加、B裝置外面需加；②C中所盛放的藥品是。解析〔1〕氯酸鈉和濃鹽酸反響能生成二氧化氯、氯氣、水和氯化鈉；

〔2〕Cl2和NaClO2反響能生成二氧化氯和氯化鈉；

〔3〕為了保證實驗成功，反響溫度應該控制在60℃，收集裝置應該控制在11.0℃以下，氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化氯．答案〔1〕氯酸鈉和濃鹽酸反響的化學方程式為：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl．

〔2〕Cl2和NaClO2反響的化學方程式為：2NaClO2+Cl2═2ClO2+2NaCl．

此法與Kestiog法相比，其優點是：沒有氯氣生成，二氧化氯和氯化鈉容易別離．故填：無有害氣體生成，產品易別離．

〔3〕①為了保證實驗成功，在A裝置外面需加60℃水．故填：60℃水．

B裝置外面需加冰水．故填：冰水．

②可以用氫氧化鈉溶液吸收二氧化氯．故填：氫氧化鈉溶液．點評：此題主要考查制取二氧化氯的方法和化學方程式的書寫等方面的知識，書寫化學方程式時要注意遵循質量守恒定律．例2〔2023黃石〕如下圖中字母A～I分別表示不同的常見物質，“→〞表示物質間存在轉化關系，局部反響條件和局部生成物已略去。請答復以下問題：〔1〕反響①的根本反響類型為__________。〔2〕寫出與A具有相同元素組成的另一種物質的名稱和其一種用途；名稱_______，用途_______。〔3〕寫出C、G的化學式：C_______，G_______。〔4〕寫出反響②的化學方程式：___________________________。解析：反響②單質E和D反響生成淺綠色溶液I和紫紅色單質H，所以H為銅，I為可溶性亞鐵鹽，E為鐵，D為可溶性銅鹽，黑色固體B和鹽酸反響生成D，所以D為氯化銅，I為氯化亞鐵；反響①紅棕色固體C與單質A反響生成鐵和F，F與A高溫下反響生成G，所以固體C為氧化鐵，A為碳，F為二氧化碳，G為一氧化碳，帶入框圖，推斷合理。答案：〔1〕置換反響〔2〕金剛石〔3〕Fe2O3CO〔4〕CuCl2+Fe==Cu+FeCl2例3向100g質量分數分別為3.65％鹽酸和12％MgSO4的混合溶液中，滴加質量分數為3.42％的Ba(OH)2溶液至過量。(為便于計算設溶液的密度為1g/cm3)(1)請將產生不同沉淀階段的沉淀的化學式與參加Ba(OH)2溶液體積(V)間的關系填入下表：Ba(OH)2溶液體積(V)/mL沉淀的化學式〔2〕請在下面坐標系中完成沉淀的質量和Ba(OH)2溶液體積(m-V)間的關系圖線。

【解析】〔1〕首先要從溶液的組成來分析，析出的沉淀有哪些，沉淀要在什么條件下析出？有我們學過的知識可以知道，可能生成的沉淀有硫酸鋇和氫氧化鎂。Ba(OH)2溶液滴至鹽酸和MgSO4的混合溶液中硫酸鋇沉淀立即生成〔硫酸鋇不溶于酸〕，而氫氧化鎂沉淀由于鹽酸的存在而不沉淀，直到鹽酸完全被氫氧化鋇中和后才析出，所以一開始析出的沉淀為硫酸鋇。然后隨著氫氧化鋇的參加逐漸把鹽酸中和后，氫氧化鎂也開始沉淀，兩種沉淀同時生成。氫氧化鋇進一步參加，那么硫酸鋇、氫氧化鎂先后逐漸沉淀完全。因此，沉淀有三個轉折點：

一開始硫酸鋇沉淀，遇到第一個轉折是鹽酸被剛好完全消耗，此時硫酸鋇和氫氧化鎂同時沉淀；二是硫酸鋇沉淀完全〔經過計算可以知道硫酸鋇先沉淀完全〕，氫氧化鎂繼續沉淀；三是氫氧化鎂也沉淀完全，沉淀質量不再變化。

分析清楚過程后，我們進行定量計算：

首先應該計算第一個轉折點：鹽酸含量為100×3.65%=3.65g，因此可以消耗Ba(OH)28.55g，對應的體積為8.55g÷3.42%÷1g/cm3=250mL

因此，在鹽酸沒有反響完全或剛好完全反響，即V≦250ml時，沉淀為BaSO4，質量為V*3.42%/171*233=0.0466V

接著計算第二個轉折點：當鹽酸反響完全后，硫酸鋇和氫氧化鎂開始同時析出，直到硫酸根反響完全。

硫酸鎂的含量為100*12%=12g，因此可以消耗Ba(OH)217.1g，對應的體積為17.1÷3.42%÷1g/cm3=500ml

因此在250ml<V≦500ml時，BaSO4和Mg〔OH〕2同時析出，質量為硫酸鋇的質量V×3.42%÷171×233=0.0466V加上氫氧化鎂的質量〔V-250〕×3.42%÷171×58=0.0116×〔V-250〕，從而總質量為0.0582V-2.9

接著計算第三個轉折點：當硫酸鋇沉淀完全后，氫氧化鎂繼續沉淀

氫氧化鎂完全沉淀需消耗氫氧化鋇500ml〔與硫酸鋇相同〕，加上鹽酸消耗250ml，氫氧化鎂完全沉淀，需參加氫氧化鋇750ml

因此在500ml<V≦750ml時，B沉淀的質量為硫酸鋇的質量〔沉淀完全〕0.0466×500=23.3g，加上氫氧化鎂的質量0.0116〔V-250〕，從而總質量為0.0116V+20.4

最后：當氫氧化鎂也沉淀完全后，沉淀質量不再變化，為29.1g

因此第一問答案為：Ba(OH)2溶液體積〔V〕/mL［0~250］〔250~500］〔500~750](750－∞)沉淀的化學式BaSO4BaSO4、Mg(OH)2Mg(OH)2─

〔2〕根據上面分析的關系式，可畫圖如下

【總結】：這道題考的知識點并不多，關鍵在于分析。這就是關于溶液的計算的特點，本身知識點并不多，但是變化多，多轉了幾個彎之后，難度就會變大，只有通過多做題，掌握了分析思路，才能遇佛殺佛，遇魔殺魔。習題精選1.我們在做“物質的鑒別〞實驗時，曾對硫酸銅、氯化鈉、硝酸鉀、氫氧化鈉四種白色粉末進行鑒別。以下是某同學設計的鑒別方案，請你沿著該同學的思路答復相關問題。各各取四種白色粉末于試管中分別編號為A、B、C、D各加少量水后振蕩A試管壁發熱，那么A是氫氧化鈉B、C試管中無明顯現象D試管中看到色，那么D是硫酸銅。各加少量溶液B試管中無明顯現象，那么B是硝酸鉀。C試管中產生白色沉淀，那么C是氯化鈉。2.硫酸鈉是制造紙漿、染料稀釋劑、醫藥品等的重要原料。某硫酸鈉粗品中含有少量CaCl2和MgCl2，實驗室進行提純的流程如下：硫酸鈉粗品硫酸鈉粗品溶解除雜NaOH過濾濾渣濾液后續處理硫酸鈉固體水Na2CO3除雜答復以下問題：溫度/℃溶解度/g〔1〕用NaOH和Na溫度/℃溶解度/g_______________________________________________________。〔2〕NaOH和Na2CO3如果添加過量了，可參加適量___________溶液除去。〔3〕“后續處理〞的主要操作是蒸發，為了獲得純潔的硫酸鈉，應蒸發至________〔填序號〕。A．完全蒸干時停止加熱B．快干時停止加熱，利用余熱蒸干C．有大量固體析出時停止加熱，過濾棄去剩余的少量溶液〔4〕硫酸鈉的溶解度隨溫度變化的曲線如右圖所示。40℃時，100g蒸餾水中溶解______g硫酸鈉到達飽和。將該飽和溶液升高溫度至90℃，觀察到的現象是__________3.知識網絡圖有助于知識間的融合。以下框圖是初中化學局部常見物質之間的轉化關系，其中A是一種建筑材料的主要成分，B屬于氧化物。請答復：(1)寫出以下物質的化學式：A．C．。(2)得到F溶液的操作①的名稱為：。(3)假設I是紅褐色沉淀，那么G+F→I的化學方程式為：。(4)假設I是藍色沉淀，那么B+稀鹽酸→G的化學方程式為：。4.常用的強酸〔鹽酸、硫酸、硝酸〕跟常用的強堿〔氫氧化鈉、氫氧化鉀〕反響生成的鹽的水溶液顯中性。現將某藍色晶體A溶入某一無色中性液體中，按以下圖所示過程進行實驗：攪拌攪拌加適量B溶液，恰好沉淀完全，過濾加適量C溶液，恰好沉淀完全，過濾藍色晶體A無色中性液體藍色液體白色沉淀有色液體藍色沉淀DNaCl溶液試按要求填寫以下空白：〔1〕寫出B、C溶液中溶質的化學式：B,C；〔2〕假設A是純潔物，無色中性液體也是純潔物，那么中性液體是〔填化學式〕；〔3〕假設A是純潔物，無色中性液體是只含有一種溶質的溶液，那么其溶質是〔填化學式〕；〔4〕寫出有色液體與C溶液反響的化學方程式。5.海洋資源十分豐富。〔1〕海水曬鹽可獲得粗鹽，在實驗室中粗鹽經過溶解、過濾、可制得精鹽。上述過程所用的主要玻璃儀器有：a燒杯、b玻璃棒、c、d。〔2〕曬鹽后得到的鹵水中含有MgCl2、KCl和MgSO4等物質，右圖是它們的溶解度曲線示意圖。設t1℃時MgCl2、KCl和MgSO4三種物質的溶解度分別為a、b、c，那么它們的大小關系為。〔3〕目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。其主要步驟如下：①提取Mg的過程中，試劑A可以選用，試劑B選用，由無水MgCl2制取Mg的化學反響方程式為。②鎂是重要的金屬材料，廣泛應用于合金、火箭和飛機制造業，世界上大局部鎂是從海水中提取的。某校學習小組的同學對家鄉附近海水中鎂元素的含量進行測定。稱取海水100kg，然后再參加足量的試劑A，過濾、洗滌、枯燥后稱量得到沉淀質量見下表(重復實驗三次)。實驗序號第一次實驗第二次實驗第三次實驗所取海水質量／kg100100100生成沉淀質量／kg0.280.290.30試計算海水中鎂元素的質量分數。③別離出Mg(OH)2后的NaCl溶液中還含有雜質CaCl2、Na2SO4，為了獲得NaCl溶液，在別離后的溶液中依次參加過量的BaCl2溶液和Na2CO3溶液，過濾，再向濾液中參加適量鹽酸。實驗中參加過量BaCl2溶液是為了除去；參加過量Na2CO3溶液的目的是。〔4〕目前海水淡化普遍采用“多級閃急蒸餾法〞，證明蒸餾得到的水為淡水的方法是。海底礦產資源“可燃冰〞，其主要成分是水合甲烷晶體〔CH4·nH2O〕，假設水合甲烷晶體中CH4的質量分數為10%，那么水合甲烷晶體的化學式為6、某興趣小組對氫氧化鈉固體暴露在空氣中的變質情況進行了研究。把一小塊固體氫氧化鈉放在外表皿里，長時間暴露在空氣中，發現其固體外表逐漸濕潤，局部溶化成液體后又逐漸形成晶體，最終變成粉末。請答復興趣小組產生的以下問題：(1)實驗室中，氫氧化鈉固體應怎樣保存?。(2)氫氧化鈉固體暴露在空氣中，外表容易變濕，主要原因是什么?。(3)氫氧化鈉固體長期暴露在空氣中，最終產物主要是什么。(4)用酚酞試液(填“能〞或“不能〞)檢驗氫氧化鈉變質。為什么。(5)除加酸以外，怎樣用其他方法檢驗氫氧化鈉固體已經變質?。(6)為了檢驗氫氧化鈉是否已經全部變質，興趣小組中小薇同學設計了如下實驗方案：準確稱取一定質量的變質固體樣品，放在右圖所示裝置中，然后從分液漏斗中參加足量的鹽酸，用排水法收集產生的二氧化碳，根據二氧化碳的體積和密度計算變質產物的質量，確定是否全部變質。①你認為這個方案(填“行〞或“不行〞)。理由是什么？。②請你另外設計一個方案，并簡要說明實驗方法和結論。，。7.做菜用的一種嫩肉粉，其主要成分是碳酸氫鈉〔NaHCO3〕可破壞肉質纖維結構、促進肉類吸收水分，從而使肉質松軟、鮮嫩。小明發現將拌了嫩肉粉的肉類放到鍋中并參加食醋等調料燒煮時產生了大量氣體。他對此頗感興趣，決定對其進行探究。Ⅰ、小明對氣體的成分進行了猜測：氣體中除了醋酸氣體之外，還可能含有水蒸氣和CO2。他設法收集氣體樣品并除去醋酸氣體后，用右圖實驗裝置進行探究。將氣體依次通過A、B兩試劑瓶后，發現A瓶質量增加，B瓶中有白色渾濁物產生。〔濃硫酸具有吸水性〕實驗結論：該氣體中一定含有；Ⅱ、小明對二氧化碳的來源做出了兩種猜測：猜測①二氧化碳可能是由碳酸氫鈉受熱分解產生的；猜測②；針對以上猜測，小明設計了以下實驗：〔請你填寫下表〕實驗步驟實驗現象實驗結論實驗1取碳酸氫鈉樣品少許參加試管中，加熱到不產生氣體為止，并把產生的氣體通入澄清石灰水試管口有小水滴產生澄清石灰水變渾濁猜測①正確實驗2猜測②正確Ⅲ、查閱資料：在百度網頁中輸入碳酸氫鈉的化學性質，可以獲知碳酸氫鈉受熱易分解，產物中有碳酸鈉生成。再根據實驗Ⅰ寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式；Ⅳ、實驗Ⅰ中有白色粉末剩余，請用兩種化學方法來驗證剩余粉末是碳酸鈉〔寫出實驗操作步驟、現象和結論〕；方法一：；方法二：。8.實驗小組欲證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解，他們進行了如下實驗：

①稱取xg膽礬晶體，研細后參加10mL蒸餾水溶解；

②將足量的NaOH溶液與上述溶液充分反響，生成藍色沉淀，過濾后洗滌沉淀；

③將所得沉淀轉移到坩堝中，均勻緩慢加熱至完全變為黑色，研細備用；

④按下表中的質量混合好固體后，在相同條件下加熱，并與MnO2的催化效果做比擬，實驗時間均以生成50mL氣體為準〔見圖甲〕，其他可能影響實驗的因素均忽略．編號KClO3質量〔g〕其他物質質量〔g〕待測數據12.0/22.0CuO0.532.0MnO20.5答復以下問題：

〔1〕步驟①中的x應至少稱取g〔結果保存1位小數〕，上述實驗步驟中需要使用玻璃棒的是〔填序號〕．〔2〕表格中的“待測數據〞是指．

〔3〕為了較準確地測量氣體體積，在讀取反響前后量氣管中液面的讀數的過程中，應注意〔填字母〕a．視線與凹液面最低處相平b．讀數前不能移動量氣管和水準管

c．保持水準管靜止，待水準管中液面不再上升時，立刻讀數

d．讀數前應上下移動水準管，待兩管液面相平再讀數

〔4〕假設50mL量氣管中液面的位置如圖乙所示，A與B刻度間相差1mL，刻度A為20，那么此時氣體的讀數為〔5〕如果要進一步探究CuO在反響中是否起到催化作用，請完成以下表格后續實驗．〔提示：可從催化劑的概念完成實驗．〕實驗步驟設計這一步驟的目的實驗說明，參加CuO后產生O2的速率比未參加時快得多CuO能加快KClO3的分解9.某化學興趣活動小組的同學學習“滅火器原理〞后，設計了如以下圖所示實驗，并對反響后錐形瓶中殘留廢液進行探究。【提出問題】廢液中所含溶質是什么物質？【猜測與假設】猜測〔一〕：廢液中的溶質可能是NaCl、Na2CO3和HCl。猜測〔二〕：廢液中的溶質只有NaCl。猜測〔三〕：廢液中的溶質是NaCl和HCl。猜測〔四〕：廢液中的溶質是__________________。【討論與交流】小明認為猜測〔一〕無需驗證就知道是錯誤的。他的理由是_______________________________。【實驗與結論】(1)為驗證猜測〔二〕，小強同學取少量廢液裝入試管中，然后滴入AgNO3溶液，產生白色沉淀，滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是小強認為猜測〔二〕正確。小強的實驗____________〔填“能〞或“不能〞〕驗證猜測〔二〕的正確性，原因是____________________________________。(2)小麗為驗證猜測〔三〕，選用大理石做試劑。假設猜測〔三〕是正確的，驗證時反響的化學方程式為_____________________________________________。(3)假設驗證猜測〔四〕是否正確，以下試劑中可選用的有____________〔填序號〕。①氫氧化鈉溶液②氯化鈣溶液③稀鹽酸④氯化鉀溶液【拓展與應用】假設廢液中的溶質是NaCl和HCl，根據HCl的性質，無需另加試劑，只要對廢液進行_______________操作即可從廢液中得到NaCl固體。此方法的缺點是______________________________________________。10.CA50NaOH溶液質量／gCA50NaOH溶液質量／g0B9.8沉淀質量量關系如圖20所示。求：〔1〕Cu(OH)2的相對分子質量是。〔2〕生成最大沉淀量時所參加的氫氧化鈉溶液的總質量。11.實驗室制取二氧化碳后，對回收的鹽酸和氯化鈣混合溶液〔不考慮其他雜質〕進行了以下實驗：取100g該溶液于燒杯中，滴入40g溶質質量分數為21.2﹪的碳酸鈉溶液，充分反響后過濾。滴入碳酸鈉溶液質量與生成物沉淀質量的關系如右圖所示。求：〔1〕所取100g混合溶液中氯化氫的質量分數。〔2〕實驗結束后，將過濾所得的溶液蒸干，得到固體的質量。參考答案1.AgNO3藍色2、〔1〕2NaOH+MgCl2＝Mg(OH)2↓+2NaClNa2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl〔注意：化學方程式的順序錯了不得分，因為題目中要求分別寫出加NaOH和Na2CO3參加反響的化學方程式〕〔2〕H2SO4〔3〕C〔4〕50有固體析出3.(1)A：CaCO3C：CO2(2)(3)3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3+3NaCl(4)CuO+2HCl＝CuCl2+H2O4.1〕B：BaCl2C：NaOH〔2〕H2O〔3〕Na2SO4〔或NaCl〕〔4〕CuCl2+2NaOH=2NaCl+Cu(OH)2↓5.〔1〕蒸發酒精燈漏斗〔2〕a＞b=c〔3〕①氫氧化鈉〔或氫氧化鈣〕鹽酸〔答HCl不得分〕MgCl2Mg+Cl2↑②0.12%〔計算時注意沉淀質量要取三次的平均值〕③SO42-〔或Na2SO4〕除盡Ca2+、Ba2+〔或除盡CaCl2和BaCl2〕④參加硝酸銀溶液，如沒有沉淀產生，那么為淡水CH4?8H2O6.(1)密封保存(2)氫氧化鈉固體吸收水或潮解(3)碳酸鈉(4)不能碳酸鈉溶液也能使酚酞試液變紅(5)取試樣溶于水，參加CaCl2[Ca(NO3)2或BaCl2或Ba(NO3)2或Ba(OH)2或Ca(OH)2等]溶液，有白色沉淀生成(6)①不行；變質產物〔含結晶水等〕不是純潔的碳酸鈉。CO2能溶于水不能用排水法集氣，用排水法收集誤差較大。〔答出其中一點就給分，其它合理答案也行〕②將試樣溶于水，參加足量CaCl2(或Ca(NO3)2、BaCl2、Ba(NO3)2等)溶液，過濾，在濾液中滴加酚酞試液，不變色，那么氫氧化鈉已經全部變質，變紅，那么局部變質。〔或在濾液中滴加其他酸堿指示劑來檢驗濾液是中性還是堿性，或在濾液中滴加可溶性的弱堿鹽如硫酸銅、氯化鐵等溶液看有無沉淀來檢驗濾液是否呈堿性。不過濾也行。〕7.Ⅰ.水蒸氣和二氧化碳Ⅱ猜測2：二氧化碳可能是由碳酸氫鈉和醋酸反響生成的；實驗步驟實驗現象實驗2取碳酸氫鈉樣品少許參加試管中，參加醋酸，并把產生的氣體通入澄清石灰水澄清石灰水變渾濁Ⅲ2NaHCO3△Na2CO3＋H2O＋CO2↑△Ⅳ方法一：取少量粉末于試管中，滴加稀鹽酸，假設有氣泡產生，那么粉末為Na2CO3方法二：取少量粉末于試管中，加適量水溶解，再參加CaCl2(或BaCl2等)溶液，假設有白色沉淀生成，那么粉末為Na2CO38.：〔1〕1.6；①②③

〔2〕生成50mL氣體所需時間

〔3〕ad

〔4〕20.8mL

〔5〕實驗步驟設計這一步驟