微专题强化练(3) 侯氏制碱法及碳酸钠-(课时作业)【红对勾讲与练】2025年高考化学大一轮复习全新方案

第三章 金属及其化合物 3 微专题强化练(3) 侯氏制碱法及碳酸钠质量分数的测定 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1.侯德榜是我国杰出的化学家,“侯氏制碱法”的 创 始 人。NaCl+CO2 + NH3 + H2O 􀪅􀪅 NaHCO3↓+NH4Cl是“侯氏制碱法”的重要 反应。下面是4名同学对该反应涉及的有关 知识发表的部分见解,其中不正确的是 ( ) A.甲同学说:该条件下 NaHCO3 的溶解度 较小 B.乙同学说:NaHCO3 不是纯碱 C.丙同学说:析出 NaHCO3 固体后的溶液中 只含氯化铵 D.丁同学说:该反应是在饱和食盐水中先通入 氨气,再通入二氧化碳 2.(2024·福建福州检测)相比索尔维制碱法,下 列不属于侯氏制碱法的优点的是 ( ) A.食盐的利用率高 B.氨气可循环使用、生产过程简单 C.不生成难以处理的CaCl2 D.副产物可作氮肥 3.(2023·河南名校联盟第一次调研)实验室模 仿侯氏制碱法原理制备碳酸钠。下列过程中 不合理的是 ( ) A.制备CO2 B.制备NaHCO3 C.尾气(NH3)处理 D.制备Na2CO3 4.某小组设计如图所示装置(夹持装置略去),在 实验室模拟侯氏制碱工艺中NaHCO3 的制备。 下列说法不正确的是 ( ) A.③⑤中可分别盛放饱和食盐水和浓氨水 B.应先向③中通入足量NH3,再通入足量CO2 C.③中反应的离子方程式为 NH3+CO2+ H2O􀪅􀪅NH+4 +HCO-3 D.装置①也可用于制H2 5.(2023·重庆九龙坡区质检)侯氏制碱法(联合 制碱法)工艺流程如图所示。下列说法错误的 是 ( ) A.以海水为原料,经分离、提纯和浓缩后得到 饱和氯化钠溶液进入吸氨塔 B.该工艺的碳原子利用率理论上为100% C.氨母液储罐中的溶质主要是NaCl、NH4Cl、 NaHCO3 D.在实验室模拟上述流程,“焙烧”需要使用铁 坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯等仪器 6.实验室按如下装置测定纯碱(含少量NaCl)的 纯度。下列说法不正确的是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 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易溶于水,NaHCO3 难溶于水 D.溶液B中加入氯化钠粉末,通入氨气可得 到副产品NH4Cl,通入氨气的目的是增大 NH+4 的浓度,有利于析出 NH4Cl并提高 纯度 二、非选择题 11.(2023·河南濮阳一中期中)纯碱在工业生产 中具有广泛的用途。某化学兴趣小组利用如 图所示装置,模拟侯氏制碱法制取纯碱。 请回答以下问题: (1)A装置发生反应的化学方程式为 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -344- 第三章 金属及其化合物 3 (2)如何检验装置B的气密性? 。 (3)装置C中盛有饱和食盐水。需要用粗盐 精制后得到,已知粗盐中含有的杂质离子为 Ca2+、Mg2+、SO2-4 。精制除杂的步骤为粗盐 溶解,滤去沉渣→加入 (填化学式) 溶液→加入 Na2CO3 溶液→ (填操 作名称)→加入盐酸调pH。 (4)仪器连接顺序为a接 ,b接 。 (5)实验开始时,应先向装置C中通入 (填电子式)。 (6)反应结束后,将装置C中的浊液过滤,分 别得到滤渣与滤液。 ①灼烧滤渣可制得Na2CO3,灼烧时所需要的 硅酸盐仪器有酒精灯、玻璃棒、 。 ②向滤液中通氨气,冷却析出的副产品可用 作氮肥,通氨气的作用有 (填字母)。 A.增大NH+4 的浓度,使NH4Cl更多地析出 B.使NaHCO3 更多地析出 C.使NaHCO3 转化为 Na2CO3,提高析出的 NH4Cl的纯度 (7)该实验设计中明显的不足之处是 。 12.四个化学小组的同学测定某Na2CO3 固体样 品(仅含NaCl杂质)的纯度,他们提出了各自 的气体分析法。 (1)第一小组用图1所示装置,仪器A的名称 为 ,将m1 g混合物与足量稀硫酸反 应后,测定产生的CO2 气体的体积。实验开 始时需检查该装置气密性,具体的操作方法 是 。 (2)第二小组用图2所示装置测定CO2 的质 量。该装置存在的明显缺陷是 (填一处)。 (3)第三小组在第二小组装置的基础上,解决 了第二小组装置的问题。所用到的装置如图 3所示,则装置的连接顺序为a→ (填接口字母,图中仪器可重复使用)。实 验中取样品m1 g,称得干燥管的质量为m2 g, 样品与足量稀硫酸反应后称得干燥管的质量 为m3 g,则Na2CO3 的纯度表达式为 。 (4)第四小组设计用沉淀法来测定。方法是 滴加沉淀剂使碳酸钠转化为沉淀,然后过滤、 洗涤、干燥后称量沉淀质量。经讨论认为应 用Ba(OH)2 溶液代替澄清石灰水作沉淀剂, 其原因是 (填字母)。 A.Ba(OH)2 比Ca(OH)2 便宜 B.Ba(OH)2 的溶解度大于Ca(OH)2 的,可 以增大Ba(OH)2 的浓度,无须加入过大体 积的沉淀剂 C.相 同 条 件 下,CaCO3 的 溶 解 度 明 显 小 于BaCO3 D.吸收等量的CO2 生成BaCO3 的质量大于 CaCO3,测量误差小 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -345- hh 11.D A项,氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的化学方程式 为CO2 (过量)+NaOH 􀪅􀪅NaHCO3,可以实现转化关系 ①,正确;B项,Na2O2 与水、二氧化碳反应的化学方程式分 别为2Na2O2+2H2O􀪅􀪅4NaOH+O2 ↑、2Na2O2+2CO2 􀪅􀪅2Na2CO3+O2,因此④⑤的转化均有 O2 产生,正确;C 项,碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3+ HCl􀪅􀪅NaCl+NaHCO3 和 反 应⑧NaHCO3+HCl􀪅􀪅 NaCl+H2O+CO2↑,都生成氯化钠,正确;D项,反应②通 过加热能实现物质转化:2NaHCO3 △ 􀪅􀪅Na2CO3+H2O+ CO2↑,也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化:NaHCO3+ NaOH􀪅􀪅Na2CO3+H2O,错误。 12.C b点时稀盐酸过量,则b点的溶质为 HCl和NaCl,A错 误;根据题意可知,c点为图1的起点,图1为向碳酸氢钠溶 液中滴加稀盐酸,所以c点的溶质应为NaCl和NaHCO3,B 错误;根据题意可知,向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸时,会出 现溶质为碳酸氢钠和氯化钠的情况,即碳酸钠在和少量盐 酸反应时生成碳酸氢钠,C正确;据题图可知,等体积、等物 质的量浓度的碳酸氢钠和碳酸钠溶液,碳酸钠溶液的pH 更大,碱性更强,D错误。 13.(1)g d e a(或b) b(或a) h (2)A、B、D (3)装置E中澄清石灰水变浑浊 (4)①2Na+2CO2 △ 􀪅􀪅Na2CO3+CO ②4Na+3CO2 △ 􀪅􀪅2Na2CO3+C 解析:(1)根据实验目的,先制备二氧化碳,二氧化碳发生装 置为题图B,为了便于控制反应,选用的药品是块状大理石 或石灰石,所以只能选用稀盐酸,生成的二氧化碳中混有氯 化氢气体,需要经过装置D饱和碳酸氢钠溶液除去杂质氯 化氢,然后选用装置C用浓硫酸干燥二氧化碳,干燥后的二 氧化碳通入装置A与金属钠反应,反应后的气体利用装置 E检验,所以正确的连接顺序为c→f→g→d→e→a→b→h (a、b顺序可调换)。(2)苯的密度小于水的密度,故不能选。 (3)反应 开 始 前,需 要 排 尽 装 置 中 的 空 气,以 免 空 气 中 的 O2、H2O干扰实验,等到装置E中澄清石灰水变浑浊,说明 装置中空气已经排净。(4)①装置E PdCl2 溶液中观察到 有黑色沉淀,说明反应生成了一氧化碳;装置A中固体成分 只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变 浑浊的气体,说明生成的固体是碳酸钠,钠与二氧化碳反应 生成了碳酸 钠 和 一 氧 化 碳,反 应 的 化 学 方 程 式 为2Na+ 2CO2 △ 􀪅􀪅Na2CO3+CO。②钠的质量为0.46 g,物质的量 为0.02 mol;充分反应后,将装置 A中的固体加入足量稀 盐酸中产生224 mL(标准状况)CO2 气体,二氧化碳的物质 的量为0.01 mol,含有碳酸根离子0.01 mol,钠与碳酸根离 子物质的量之比为2︰1,说明生成了碳酸钠固体;溶液中还 有固体残留,说明有固体碳生成,根据以上分析,钠与二氧 化碳反应 生 成 了 碳 酸 钠 和 碳 单 质,反 应 的 化 学 方 程 式 为 4Na+3CO2 △ 􀪅􀪅2Na2CO3+C。 14.(1)① ② 碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸,开始无现象,后 来产生气泡;碳酸氢钠溶液中逐滴加入盐酸,开始就有气泡 产生 (2)①相同条件下,提供较高温度,通过观察两种盐的受热 分解情况比较两种盐的热稳定性差异 ②a试管中开始有 少量气泡,后来无现象 b试管中有气泡,后有晶体析出 ③CO2+H2O+Na2CO3􀪅􀪅2NaHCO3↓ (3)①在 浓 度 较 稀 时,与 CaCl2 反 应 产 生 较 多 沉 淀 的 是 Na2CO3,产生少量沉淀的是NaHCO3 ②2HCO-3 +Ca2+􀪅􀪅CaCO3↓+CO2↑+H2O 解析:(1)碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸,开始无现象,后来产 生气泡,碳酸氢钠溶液中逐滴加入盐酸,开始就有气泡,因 此实验①和②可以鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3。(2)②该实 验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物,碳酸钠受热不分解, 碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体、水和碳酸钠,二氧化 碳气体与饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠晶体。(3)②C 组中60 ℃时,NaHCO3 与CaCl2 溶液反应能产生气泡,根 据质量守恒定律说明气泡是二氧化碳气体,其离子方程式 为2HCO-3 +Ca2+􀪅􀪅CaCO3↓+CO2↑+H2O。 微专题强化练(3) 侯氏制碱法及 碳酸钠质量分数的测定 1.C 2.B 3.A 4.C 5.C 6.C 根据实验目的和装置图,实验原理为样品与盐酸反应产 生的CO2 用足量Ba(OH)2 溶液吸收,通过测量装置③中产 生沉淀的质量计算纯碱的纯度。A项,为了排除装置中含有 CO2 的空气对CO2 测量的影响,滴入盐酸前,应将装置中含 有CO2 的空气排尽,正确;B项,装置①中 NaOH 溶液的作 用是吸收通入的空气中的CO2,防止空气中CO2 进入装置 ③中,装置④的作用是防止外界空气中的CO2 进入装置③ 中,正确;C项,由于盐酸具有挥发性,反应产生的CO2 中混 有 HCl,若在装置②③间添加盛有饱和 NaHCO3 溶液的洗 气瓶,HCl与NaHCO3 反应产生CO2,使得测得的CO2 偏 大,测得纯碱的纯度偏大,错误;D项,为了保证测量的CO2 的准确性,反应结束,应继续通入除去CO2 的空气将滞留在 装置②中的CO2 全部转移到装置③中,正确。 7.B Na2O2 与CO2 反应后所得固体混合物的成分为 Na2O2 与 Na2CO3。设 混 合 物 中 Na2O2 的 物 质 的 量 为 x mol, Na2CO3 的物质的量为y mol,只要能列出两个二元一次方 程,即可求出x 和y 的值,进而能确定混合物中 Na2CO3 的 质量分数。四个选项中混合物均取a g,可列出方程78x+ 106y=a。A项,最终得到的固体为NaCl,根据钠原子守恒, 可列出方程58.5×(2x+2y)=b,正确;B项,逸出气体中除 了二氧化碳和氧气,还有水蒸气,碱石灰同时吸收二氧化碳 和水蒸气,所 以 不 能 根 据 碱 石 灰 的 增 重 列 出 方 程,错 误;C 项,生成沉淀BaCO3,根据碳原子守恒,可列方程197y=b, 正确;D项,生 成 的 气 体 为 氧 气,根 据 反 应2Na2O2+2H2O 􀪅􀪅4NaOH+O2↑,可列方程 x 2= V 22.4 ,正确。 8.D 实验时装置Ⅰ产生的气体为二氧化碳气体,侯氏制碱法 中,氨气先通入饱和食盐水、二氧化碳后通入,才能生成高浓 度的 HCO-3 ,故A错误;装置Ⅲ中的试剂应为饱和碳酸氢钠 溶液,目的是除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体,故B 错误;由于氨气极易溶于水,且要对生成的二氧化碳气体除 杂,则装置的连接顺序为a-d-c-e-f-b,故C错误;实验 过程中,装置Ⅳ内会产生大量 NaHCO3,NaHCO3 在水中溶 解度小会析出晶体,实验过程中,装置Ⅳ内会出现浑浊现象, 故D正确。 9.B 盐酸完全反应生成二氧化碳3.36 L,结合H++HCO-3 􀪅􀪅 H2O+CO2↑,可知n(HCl)=n(CO2)= 3.36 L 22.4 L·mol-1 = 0.15 mol,故盐酸的浓度为 0.15 mol 0.05 L =3 mol·L-1,故 A错 误;第一组中盐酸过量,固体混合物完全反应,设 NaHCO3 和 KHCO3 的 物 质 的 量 分 别 为 x mol、y mol,则84x+ 100y=9.2,x+y= 2.24 22.4=0.1 ,解得:x=y=0.05,则碳酸 氢钠的物质的量分数为 0.05 mol 0.1 mol×100%=50% ,故B正确; 根据B项的计算可知,混合物中 NaHCO3 和 KHCO3 的物 质的量之比为1︰1,9.2 g混合物中NaHCO3 和KHCO3 分 别为4.2 g和5.0 g,故C错误;由上述分析可知,50 mL盐 酸和15.7 g混合物反应时,盐酸不足,固体混合物过量,故D 错误。 10.D A项,氨气和二氧化碳的通入顺序不能颠倒,因为氨气 极易溶于水,二氧化碳的溶解度较小,先通入氨气可以更多 地吸收二氧化碳,反应生成碳酸氢钠,错误;B项,过滤时不 能用玻璃棒搅拌,避免弄破滤纸,错误;C项,碳酸钠和碳酸 氢钠都易溶于水,但碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,错误;D 项,氨气溶于水和水反应生成一水合氨,抑制铵根离子的水 解,有利于析出氯化铵,提高纯度,正确。 11.(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 △ 􀪅􀪅CaCl2+2NH3↑+2H2O (2)关闭导气管上的活塞,从长颈漏斗上口注入水,使长颈 漏斗中的液面高于试管中的液面,静置一段时间,若液面位 置保持不变(或形成一段稳定的水柱),证明装置不漏气 (3)Ba(OH)2 过滤 (4)c e (5)H︰N ·· H ·· ︰H (6)①泥三角 ②AC (7)缺少尾气处理装置 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -590- 参 考 答 案 解析:(1)在A装置中利用熟石灰与氯化铵固体共热制备氨 气,发生 反 应 的 化 学 方 程 式 为2NH4Cl+Ca(OH)2 △ 􀪅􀪅 CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)检验装置B的气密性的方法 是关闭活塞,向长颈漏斗中加入水,使长颈漏斗中液面高于 试管中的液面,静置一段时间,若液面保持不变,则装置的 气密性 良 好。(3)除 去 粗 盐 中 的 杂 质 Ca2+、Mg2+、SO2-4 时,应该先用Ba(OH)2 溶液除去SO2-4 、Mg2+,用 Na2CO3 溶液除去Ca2+及过量的Ba2+,过滤后,在滤液中加入盐酸 调pH。(4)由于NH3 极易溶于水,CO2 能溶于水,所以通 入NH3 要有防倒吸装置,通入CO2 不用防倒吸装置,故a 接c,b接e。(5)实验开始时,应该先通入NH3。由于CO2 能溶于水、NH3 极易溶于水,所以先通入NH3,使溶液呈碱 性,后面就能够溶解更多的CO2,从而提高产率。NH3 的 电子式为 H︰N ·· H ·· ︰H。(6)①灼烧碱或碳酸盐时,不能用瓷 坩埚,所以使用的硅酸盐仪器还有泥三角;②通入氨气的作 用是增大铵根离子的浓度,使 NH4Cl更多地析出。同时, 也可以使NaHCO3 转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl的 纯度。(7)由于装置C中从d可以逸出没有反应的NH3 和 CO2,NH3 会污染环境。所以,该实验设计中明显的不足之 处是缺少尾气处理装置。 12.(1)(球形)分液漏斗 关闭仪器A的活塞,将注射器活塞拉 出一定距离,一段时间后松开活塞,若活塞能回到原位,证 明该装置的气密性良好 (2)CO2 气体中混有水蒸气(或空气中的CO2 和水蒸气会 进入干燥管中或装置中的CO2 没有全部被碱石灰吸收) (3)fgcbdede(或fgcbdecb) 53(m3-m2) 22m1 ×100% (4)BD 解析:(3)样品m1 g,称得干燥管质量为 m2 g,与足量稀硫 酸反应后称得干燥管质量为m3 g,干燥管增加的质量等于生成 的CO2 的质量为(m3-m2) g,依据碳元素守恒计算,碳酸钠 的纯度为 106×(m3-m2) g 44 m1 g ×100%= 53(m3-m2) 22m1 ×100%。 (4)Ca(OH)2 比Ba(OH)2 便 宜,A项 错 误;相 同 条 件 下, CaCO3、BaCO3 的溶解度相差不大,C项错误。 课时作业11 铁及其化合物 1.A 2.B 3.D 4.A 5.D 6.C 反应得到的溶液中含有FeCl3 和 HCl,加热,FeCl3 水解 得到Fe(OH)3 和 HCl,HCl易挥发,Fe(OH)3 受热分解最 终得到的固体是Fe2O3,故A不符合题意;反应生成 NH4Cl 和BaSO4,NH4Cl受热分解,最终得到BaSO4,故B不符合 题意;Na2O2 与 水 反 应 生 成 NaOH,NaOH 的 物 质 的 量 是 Na2O2 的2倍,等物质的量的 NaHCO3 与 Na2O2 反应最终 得到Na2CO3 和 NaOH 的混合物,故C符合题意;向 NaBr 溶液中通入过量氯气,生成Br2 和NaCl,Br2 易挥发,最终得 到NaCl,故D不符合题意。 7.B 制取硫酸亚铁需要铁屑,在烧瓶中应该先加入铁屑,A正 确;稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气,实验开始时应打 开活塞E,用氢气排出装置中的空气,B错误;铁和硫酸反应 有氢气生成,关闭活塞E,导致装置 A中压强逐渐增大,将 FeSO4 溶液压入B中进行反应生成氢氧化亚铁,C正确;氢 氧化亚铁不稳定,容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢 氧化铁,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O􀪅􀪅 4Fe(OH)3,D正确。 8.B 设Fe8O11 可表示为nFeO·mFe2O3,则 n+2m=8 , n+3m=11, 解 得n=2,m=3,该化合物可以表示为2FeO·3Fe2O3。 9.B 过程Ⅰ为在太阳能、>2 300 K条件下,Fe3O4 分解为O2 和FeO,化学方程式为2Fe3O4 >2 300 K 太阳能 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅6FeO+O2↑,A 正确;过 程Ⅱ为6FeO+CO2 700 K 􀪅􀪅􀪅􀪅2Fe3O4+C,每 生 成 23.2 g(即0.1 mol)Fe3O4,转移0.2 mol电子,B错误;由题 图知,该过程中Fe3O4 和FeO相互转化,而二氧化碳被消 耗,生成了碳和氧气,故利用该过程可以降低环境中CO2 的 含量,C正确;由过程Ⅰ、过程Ⅱ的反应知,该过程的总反应 为CO2 太阳能 􀪅􀪅􀪅􀪅C+O2,D正确。 10.C 根据两套装置中各仪器的功能,可以判断出 A中放置 普通 铁 粉,B中 放 一 定 体 积 的 水,加 热 持 续 提 供 水 蒸 气, C是安全瓶,用于防倒吸,D是利用排水集气法收集氢气的 仪器。E中反应物为 A中生成的四氧化三铁,圆底烧瓶I 中放置普通铁粉,通过分液漏斗 H 加入一定体积的盐酸, 产生H2,从I中逸出的气体中含有挥发出的氯化氢,经过G (内有碱石灰)除杂干燥后得到纯净的氢气,氢气进入E中 和Fe3O4 在一定温度下进行反应,得到“引火铁”,剩余的氢 气进行收集或其他处理。 11.B 黄铁矿的烧渣主要 成 分 为Fe2O3、FeO、SiO2 等,加 入 28%H2SO4“酸浸”后,过滤得到滤渣1的成分为SiO2,滤液 含有Fe2(SO4)3、FeSO4 和 H2SO4,加入Fe将Fe3+ 还原成 Fe2+,加入 NaClO3、H2SO4 将 Fe2+ 氧 化 成 Fe3+,然 后 水 解、聚合得到聚合硫酸铁。酸浸时发生的反应为Fe2O3+ 3H2SO4􀪅􀪅Fe2(SO4)3+3H2O、FeO+H2SO4 􀪅􀪅FeSO4+ H2O,故酸浸 后 的 溶 液 中 阳 离 子 主 要 是Fe2+、Fe3+、H+, A项正确;盐的水解是吸热过程,若水解反应温度过高,促 进Fe3+水解,使得产品聚合硫酸铁中n 的值变大,B项 错 误;氧 化 时 NaClO3 将 Fe2+ 氧 化 成 Fe3+,自 身 被 还 原 成 Cl-,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子 方程式为ClO-3 +6Fe2+ +6H+􀪅􀪅6Fe3+ +Cl- +3H2O, C项正确;水解时溶 液 的pH 偏 小 抑 制Fe3+ 水 解,溶 液 的 pH偏大则生成Fe(OH)3,都 会 影 响 聚 合 硫 酸 铁 的 产 率, D项正确。 12.C 该反应可以看作两步:①Fe+4H++NO-3 􀪅􀪅Fe3++ NO↑+2H2O,硝酸根离子过量,氢离子不足;②2Fe3++Fe 􀪅􀪅3Fe2+。a表示Fe3+ 的关系曲线,A正确;溶液中共有 3 mol H+ 参 加 反 应,消 耗 0.75 mol铁,B 正 确;P 点 n(Fe2+)=n(Fe3+),两者均为0.45 mol,C不正确;P 点剩 余0.45 mol Fe3+,消 耗0.225 mol铜,质 量 为14.4 g,D 正确。 13.(1)A 后 (2)①增大铁粉与水蒸气的接触面积,以便充分反应 ②防 止冷却时,装置内的压强下降过快将空气吸入装置,影响 H2 体积的测定 (3)量筒内液面不再发生变化 (4)若导管太短,冷却时,气体不能回流,导致气体体积偏大; 若导管太长,导管不易插入量筒中,也不易从量筒中取出 (5)FeO 解析:(1)装置中的空气与Fe会发生反应,影响实验测定, 因此要先加热A处的酒精灯,用水蒸气排出装置内的空气, 以防铁粉受热后与空气反应;因反应后装置内会留有 H2, 必须将装置内的气体全部收集到量筒中,否则所测气体的 体积将偏小,故加热 A前要先把D处收集装置安装好,即 点燃 A处酒精灯在将D中的导管伸入量筒中准备收集气 体之后进行。(2)②反应完成后,关闭K,停止加热,冷却后 读取收集到的气体的体积,关闭K的目的是防止冷却时,装 置内的压强下降过快将空气吸入装置,影响 H2 体积的测 定。(3)铁粉与水蒸气反应生成黑色产物,与铁粉的颜色不 易区分,只能根据不再产生气体,即气体的体积不再发生变 化作为反应完成的标志。(4)反应是在加热时进行的,产生 的氢气在温度高时体积增大,当温度降低时体积减小,若导 管太短,冷却时,气体不能回流,导致气体体积偏大;但是若 导管太长,导管不易插入量筒中,反应结束时导管也不易从 量筒 中 取 出。(5)n(Fe)= 0.168 g 56 g·mol-1 =0.003 mol, n(H2)= 0.067 2 L 22.4 L·mol-1 =0.003 mol,n(Fe)︰n(H2) = 1︰1,所以根据得失电子守恒、元素守恒,可得反应的化学 方程式为Fe+H2O(g) △ 􀪅􀪅FeO+H2,则所得固体化学式 为FeO。 14.(1)抑制Fe3+的水解 (2)铁粉逐渐溶解,有无色气体生成,溶液由棕黄色逐渐变 为浅绿色 (3)ACBD 防止拆除装置时残留的氨气逸出污染空气 (4)Fe2++2NH3+2H2O􀪅􀪅Fe(OH)2↓+2NH+4 作安 全瓶,防倒吸 (5)1︰2 FeO ·Fe2O3 ·4H2O (6)取少量灰绿色物质于试管中,加入稀盐酸(或稀硫酸)溶 解,将溶液分成两份,一份滴入几滴KSCN溶液,变为红色; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -591-