(4)Mn2+在碱性下被H2O2氧化生成MnO(OH)2,H2O2被还原为H2O,离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO(OH)2↓+H2O。
MnO(OH)2沉淀完全时pH已达9.8,该条件下,Mg2+已经沉淀,故还有Mg(OH)2沉淀生成,故过滤3所得滤渣中含有MnO(OH)2和Mg(OH)2。
(5)温度过高,氨水挥发加剧,溶液中氨水浓度减小,导致Mg(OH)2产率降低。
点睛:
解答化学工艺流程题目,可按以下步骤进行:
①粗读试题,尽量弄懂流程图。
对照原料和产品,明确核心反应和除杂任务。
②明确流程图中箭头方向和代表的含义。
流程图中箭头进入的是反应物(投料),箭头出去的是生成物(产物、副产物),返回的箭头一般是“循环利用”的物质。
③图中一般会出现陌生知识,要读懂流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。
④带着问题去精心研究某一步或某一个物质。
⑤注意化学语言的规范性。
2.如图中A~H都是中学化学中常见的物质,其中,常温下A能使铁或铝钝化,B是固体非金属单质,C为水,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,F是金属单质,G可以用作耐火材料,它们之间有如下转化关系:
(1)写出下列物质的化学式:
E____________,H____________;
(2)写出A溶液与B反应的化学方程式:
____________;
试写出E与F的反应方程式:
_______________。
【答案】CO2SO3C+2H2SO4(浓)
2SO2↑+CO2↑+2H2O2Mg+CO2
2MgO+C
【解析】
【分析】
常温下A能使铁或铝钝化,A可能为浓硝酸或浓硫酸,B是固体非金属单质,C为水,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,则A为浓硫酸,B为碳,D为SO2,E为CO2,SO2被氧气氧化产生SO3,所以H为SO3,SO3与H2O反应产生H2SO4,F是金属单质,能够在CO2发生燃烧反应,则F是Mg,Mg在CO2中燃烧产生C、MgO,G可以用作耐火材料,则G为MgO,据此解答。
【详解】
根据上述分析可知:
A为浓H2SO4,B为C,C为H2O,D为SO2,E为CO2,F是Mg,G为MgO,H为SO3。
(1)E为CO2,H为SO3;
(2)C与浓硫酸混合加热发生氧化还原反应,产生CO2、SO2、H2O,反应的化学方程式:
C+2H2SO4(浓)
2SO2↑+CO2↑+2H2O;Mg在CO2中在点燃时反应产生MgO和C,反应方程式为:
2Mg+CO2
2MgO+C。
【点睛】
本题考查了无机物的推断。
常温下A能使铁或铝钝化,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体是本题的突破口,要掌握各种物质的性质及转化关系,注意镁可以在二氧化碳气体中燃烧。
3.已知A、B、C为常见的单质,在一定条件下相互转化的关系如图:
(1)若常温下,A、B均为气体,C为红色固体,E为黑色固体,则E的化学式为__________,写出A+E→D的化学反应方程式__________________________。
(2)若常温下B、C均为气体,A为金属单质,D为黑色晶体,则E的电子式为_____________,写出A+E→D的化学反应方程式_____________________。
(3)若常温下B为气体,C为黑色固体,则构成金属A的原子结构示意图为____________,写出A+E→D的化学反应方程式___________________________。
【答案】CuOCuO+H2
Cu+H2O
3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2
2Mg+CO2
2MgO+C
【解析】
【详解】
(1)若常温下,A、B均为气体,C为红色固体,E为黑色固体,则A-E分别为氢气、氧气、铜、水、氧化铜,氢气与氧化铜加热时反应生成铜和水;
(2)若常温下B、C均为气体,A为金属单质,D为黑色晶体,则A-E分别为铁、氧气、氢气、四氧化三铁、水;铁与水蒸气加热时反应生成四氧化三铁和氢气;
(3)若常温下B为气体,C为黑色固体,则A-E分别为Mg、氧气、C、MgO、二氧化碳,镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳;
4.在标准状况下,分别取30mL相同浓度的盐酸依次装入①②③试管中,然后分别慢慢加入组成相同的镁铝混合物,相同条件下,测得有关数据如表所示反应前后体积不变)
实验序号
①
②
③
混合物质量/mg
255
510
1020
气体体积/mL
280
336
336
(1)盐酸的物质的量浓度为__________mol/L。
(2)混合物中
和
的物质的量之比为_________。
【答案】11:
1
【解析】
【分析】
镁铝均能和盐酸反应产生氢气,由表中数据可知,30mL盐酸最多可以生成336mLH2。
因此,在实验①中,金属混合物完全溶解了,而实验③中,金属混合物肯定有剩余。
【详解】
(1)由表中数据可知,30mL盐酸最多可以生成336mLH2,因此,盐酸中n(H+)=2n(H2)=
0.03mol,所以盐酸的物质的量浓度为
1mol/L。
(2)实验①中,255mg混合物完全溶解生成280mLH2,n(Mg)⨯24g/mol+n(Al)⨯27g/mol=0.255g,根据电子转移守恒可得2n(Mg)+3n(Al)=2n(H2)=
0.025mol,联立方程组可以求出n(Mg)=n(Al)=0.005mol,所以
和
的物质的量之比为1:
1。
5.为探究某抗酸药X的组成,进行如下实验:
查阅资料:
①抗酸药X的组成通式可表示为:
MgmAln(OH)p(CO3)q(m、n、p、q为≥0的整数)。
②Al(OH)3是一种两性氢氧化物,与酸、碱均可反应生成盐和水。
Al3+在pH=5.0时沉淀为Al(OH)3,在pH>12溶解为AlO2-。
③Mg2+在pH=8.8时开始沉淀,pH=11.4时沉淀完全。
实验过程:
步骤
实验操作
实验现象
I
向X的粉末中加入过量盐酸
产生气体A,得到无色溶液
II
向Ⅰ所得的溶液中滴加氨水,调节pH至5~6,过滤
生成白色沉淀B
III
向沉淀B中加过量NaOH溶液
沉淀全部溶解
IV
向II得到的滤液中滴加NaOH溶液,调节pH至12
生成白色沉淀C
(1)Ⅰ中气体A可使澄清石灰水变浑浊,A的化学式是__________。
(2)II中生成B反应的离子方程式是__________。
(3)III中B溶解反应的离子方程式是__________。
(4)沉淀C的化学式是__________。
(5)若上述n(A)∶n(B)∶n(C)=1∶2∶3,则X的化学式是__________。
【答案】CO2Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2OMg(OH)2Mg3Al2(OH)10CO3
【解析】
【分析】
利用信息、根据实验现象,进行分析推理回答问题。
【详解】
(1)抗酸药X的通式中有CO32-、实验I中加入稀盐酸,可知能使澄清石灰水变浑浊的气体A只能是CO2。
(2)实验I的溶液中溶质有MgCl2、AlCl3、HCl。
据资料②③可知,用氨水调节pH至5~6,Mg2+不沉淀、Al3+完全沉淀。
则实验II中生成B的离子方程式Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+。
(3)实验III中Al(OH)3溶解于NaOH溶液,离子方程式是Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
(4)实验II的滤液中溶有MgCl2、NH4Cl。
滴加NaOH溶液调节pH至12时,Mg2+完全沉淀,则C为Mg(OH)2。
(5)n(A)∶n(B)∶n(C)=1∶2∶3,即CO32-、Al3+、Mg2+的物质的量之比为1∶2∶3。
设CO32-、Al3+、Mg2+物质的量分别为1mol、2mol、3mol,据电荷守恒OH-为10mol。
该抗酸药X的化学式为Mg3Al2(OH)10CO3。
【点睛】
根据实验现象分析推理过程中,要充分利用题目所给信息。
任何化合物或电解质溶液都符合电荷守恒规则,这是解题的隐含条件。
6.镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料.研究性学习小组的同学,为测定某含镁3%-5%的铝镁合金(不含其它元素)中镁的质量分数,设计下列两种不同实验方案进行探究。
填写下列空白。
(方案一)
(1)称取5.4g铝镁合金粉末样品,溶于VmL2.0mol/LNaOH溶液中,使其反应完全,过滤、洗涤、干燥、称量固体。
实验中发生反应的化学方程式是__________.该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(方案二)
将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体在通常状况(约20℃,1.01×105Pa)的体积.
(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验如图1:
①你认为最简易的装置其连接顺序是:
A接______接______接______(填接口字母,可不填满.)
②实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶.请你帮助分析原因______.
③实验结束时,在读取测量实验中生成氢气的体积时