结构性问题1.docx
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结构性问题1
結構性問題
1就下列每項實驗,指出一項可觀察到的變化,並寫出涉及的反應的化學方程式。
a)把鎂片加進稀氫氯酸中。
b)把氫氧化鐵(II)加進稀硫酸中。
c)把碳酸鈉溶液加進濃氫氯酸中。
d)把稀氫氧化鈉溶液加進硫酸銅(II)溶液中。
e)把氯化鈣溶液加進硫酸鈉溶液中。
f)把碳酸鈉溶液加進硫酸鎳(II)溶液中。
g)把硝酸鋇溶液加進硫酸鈉溶液中。
(14分)答案:
1a)鎂片溶解。
/釋出氣泡。
(1)Mg(s)+2HCl(aq)MgCl2(aq)+H2(g)
(1)b)氫氧化鐵(II)溶解。
/生成一淺綠色溶液。
(1)Fe(OH)2(s)+H2SO4(aq)FeSO4(aq)+2H2O(l)
(1)c)出現泡騰。
/釋出氣泡。
(1)Na2CO3(aq)+2HCl(aq)2NaCl(aq)+H2O(l)+CO2(g)
(1)d)生成一淡藍色沉澱物。
/硫酸銅(II)溶液的藍色變淡。
(1)2NaOH(aq)+CuSO4(aq)Cu(OH)2(s)+Na2SO4(aq)
(1)e)生成一白色沉澱物。
(1)CaCl2(aq)+Na2SO4(aq)CaSO4(s)+2NaCl(aq)
(1)f)生成一綠色沉澱物。
/硫酸鎳(II)溶液的綠色變淡。
(1)Na2CO3(aq)+NiSO4(aq)NiCO3(s)+Na2SO4(aq)
(1)g)生成一白色沉澱物。
(1)Ba(NO3)2(aq)+Na2SO4(aq)BaSO4(s)+2NaNO3(aq)
(1)
2參照以下的化學品:
碳酸氫鈉、稀硫酸、氯化鈉溶液和氫氧化鈉溶液a)哪種化學品可作為發粉的成分?
試用適當的方程式解釋你的答案。
b)哪種化學品可除去鐵銹?
試用適當的方程式解釋你的答案。
c)哪種化學品可從含有硝酸銀和硫酸鋅的溶液除去銀離子?
試用適當的方程式解釋
你的答案。
d)哪種化學品可用來鑑別硫酸鐵(II)溶液和硫酸鐵(III)溶液?
試用適當的方程式解釋
你的答案。
(13分)
答案:
2a)碳酸氫鈉
(1)把碳酸氫鈉加熱後,它會分解和釋出二氧化碳,使蛋糕「發」起來。
(1)2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(l)+CO2(g)
(1)b)稀硫酸
(1)鐵銹(氧化鐵(III))會在稀硫酸中溶解。
(1)Fe2O3(s)+3H2SO4(aq)Fe2(SO4)3(aq)+3H2O(l)
(1)c)氯化鈉溶液
(1)氯離子會與銀離子反應,生成不溶的氯化銀。
可用過濾法把氯化銀除去。
(1)Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)
(1)d)氫氧化鈉溶液
(1)氫氧化鈉溶液會分別與硫酸鐵(II)溶液和硫酸鐵(III)溶液反應,生成綠色和棕色的
沉澱物。
(1)Fe2+(aq)+2OH-(aq)Fe(OH)2(s)(綠色沉澱物)
(1)Fe3+(aq)+3OH-(aq)Fe(OH)3(s)(棕色沉澱物)
(1)
3現有四瓶沒有貼上標籤的化學品。
它們分別是下列其中一種化學品:
硝酸鐵(II)溶液、硝酸銅(II)溶液、硝酸鋅溶液和硝酸鉛(II)溶液只用氨水,建議你會如何鑑別所有的化學品,並用適當的方程式說明你的答案。
(8分)答案:
3把氨水分別加進這些化學品時,會生成有色或白色的沉澱物。
透過這些沉澱物特有的
顏色可鑑別這些化學品。
硝酸鐵(II)溶液與氨水反應,會生成綠色沉澱物,而
(1)硝酸銅(II)溶液與氨水反應,會生成淡藍色沉澱物。
(1)Fe2+(aq)+2OH-(aq)Fe(OH)2(s)(綠色沉澱物)
(1)Cu2+(aq)+2OH-(aq)Cu(OH)2(s)(淡藍色沉澱物)
(1)硝酸鋅溶液和硝酸鉛(II)溶液與氨水反應,均會生成白色沉澱物。
(1)Zn2+(aq)+2OH-(aq)Zn(OH)2(s)(白色沉澱物)
(1)Pb2+(aq)+2OH-(aq)Pb(OH)2(s)(白色沉澱物)
(1)氫氧化鋅會溶於過量的氨水之中,生成一無色溶液,氫氧化鉛(II)卻不會。
(1)
4六種化合物被分為兩類,如下表所示:
氣體
固體
氨
氫氧化銅(II)
二氧化碳
氫氧化鋅
二氧化氮
氫氧化鉀
a)哪種或哪些化合物是有色的?
說出它或它們的顏色。
b)哪種固體溶於水時會生成鹼性溶液?
解釋你的選擇。
c)哪種或哪些化合物是酸性的?
d)建議在實驗室內製備二氧化碳和氨的簡單方法。
e)建議一個檢驗氨的方法。
f)建議一個鑑別1M氫氧化鉀溶液和1M氨水的方法。
寫出預期的觀察結果和簡略
解釋你的答案。
g)一名學生建議如果把一些氫氧化鉀溶液濺到手上,應用醋來中和手上的氫氧化鉀溶
液。
解釋為甚麼這個做法不恰當,並提出一個正確的做法。
(15分)答案:
4a)二氧化氮:
棕色
(1)氫氧化銅(II):
藍色
(1)b)氫氧化鉀
(1)氫氧化鉀可溶於水,但其餘兩種固體卻不能。
所得溶液含有氫氧離子,所以是鹼性
溶液。
(1)c)二氧化碳
(1)二氧化氮
(1)d)二氧化碳:
把碳酸鈣加進稀氫氯酸中/把碳酸鈣加熱
(1)氨:
把銨化合物(例如氯化銨)與鹼一起加熱(例如氫氧化鈉溶液)
(1)e)氨把濕潤的pH試紙(或濕潤的紅色石蕊試紙)變成藍色。
(1)f)把一張pH試紙(或數滴通用指示劑)加進每種溶液中。
(1)1M氫氧化鉀溶液的pH值比1M氨水的高。
(1)因為氨水是弱鹼,氫氧化鉀溶液則是強鹼。
/氨不會與水完全反應,氨水中只有
少量的氫氧離子。
氫氧化鉀在水中幾乎完全電離,產生氫氧離子。
(1)或量度溶液的導電性能。
1M氫氧化鉀溶液的導電性能比1M氨水的高。
因為氨水是弱鹼,氫氧化鉀溶液則是強鹼。
/氨不會與水完全反應,氨水中只有
少量的氫氧離子。
氫氧化鉀在水中幾乎完全電離,產生氫氧離子。
g)醋與氫氧化鉀溶液反應時,會釋出大量熱能。
(1)
這會灼傷皮膚。
(1)正確做法:
用大量清水洗手。
(1)
5把相同質量的鎂帶分別加進0.10M氫氯酸(pH=1)、0.0010M氫氯酸(pH=3)
和0.10M乙酸(pH=3)中,以測定氫離子的濃度對反應速率的影響。
a)寫出鎂與稀氫氯酸的反應的離子方程式。
b)建議一個收集釋出的氣體的方法。
c)建議如何比較以上反應的速率。
d)為甚麼每個燒杯內的酸的體積相同?
e)在這個實驗中,為甚麼不宜使用鈉來代替鎂?
f)i)把這些酸與鎂的反應按其初速由慢至快順序排列,並解釋你的答案。
ii)指出影響酸的pH值的兩項因素。
g)描述從0.10M氫氯酸製備0.0010M氫氯酸的步驟,並說出需用的儀器的名稱。
(12分)
答案:
5a)Mg(s)+2H+(aq)Mg2+(aq)+H2(g)
(1)b)用氣筒/排水法
(1)c)比較每一時間單位內釋出的氣體的體積。
(1)d)使用相同體積的酸可確保一個公平的比較。
(1)e)鈉與酸會產生爆炸性的反應。
(1)f)i)0.0010M氫氯酸=0.10M乙酸<0.10M氫氯酸
(1)氫離子的濃度與酸的pH值有關。
酸的pH值愈低,氫離子的濃度愈高,
與鎂反應亦愈快。
(1)ii)酸的強度和
(1)濃度
(1)g)用移液管把25.0cm3的0.10M氫氯酸移放至一個250.0cm3的容量瓶內。
(1)然後把蒸餾水加入容量瓶內,直至刻度。
(1)所得的溶液是0.010M氫氯酸。
用0.010M氫氯酸重複以上步驟,可獲取0.0010M氫氯酸。
(1)
6慧婷是一名十分喜愛化學的學生。
上星期,她嘗試在家中做實驗。
詳情如下:
她從廚房取出發粉和醋。
從字典中,她得知醋和發粉的成分的化學名稱分別是乙酸和碳酸氫鈉。
她把醋稀釋製備了一個酸溶液,然後把發粉加進該溶液中。
a)把一張pH試紙浸入醋,會有甚麼顏色變化?
b)除了用pH試紙外,建議另一種測定醋的pH值的方法。
c)i)「弱酸」的意思是甚麼?
ii)乙酸是強酸抑或是弱酸?
d)把發粉加進稀醋酸溶液時,有甚麼可觀察到的變化?
e)寫出醋和發粉的反應的方程式。
f)慧婷嘗試裝置一組儀器來探究醋的導電性能,i)繪出一附有標示的圖,以展示該實驗裝置。
ii)乙酸是否電解質?
解釋你的答案。
(12分)
答案:
6a)pH試紙會變成紅色。
(1)b)用pH計/通用指示劑/附有pH感應器的數據收集儀
(1)c)i)弱酸是在水中只能部分電離
(1)產生氫離子的酸。
(1)ii)它是弱酸。
(1)d)發粉溶解。
(1)出現泡騰。
/釋出氣泡。
(1)e)CH3COOH(aq)+NaHCO3(s)CH3COONa(aq)+CO2(g)+H2O(l)
(1)f)i)
(2)ii)是。
(1)乙酸的水溶液含有可自由游動的離子,所以能導電,並且會在過程中被分解。
(1)
7參照以下涉及金屬A的反應。
a)說出A、B、C、D和E的名稱。
b)就下列每個反應寫出一條方程式:
i)把A在空氣中加熱。
ii)把A加進稀硫酸中。
iii)把C的溶液和氨水混合。
c)建議在工業上從固體B獲取金屬A的一個方法。
d)建議一個檢驗氣體D的化學方法。
(10分)答案:
7a)A:
鋅
(1)B:
氧化鋅
(1)C:
硫酸鋅
(1)D:
氫
(1)E:
氫氧化鋅
(1)b)i)2Zn(s)+O2(g)2ZnO(s)
(1)ii)Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g)/Zn(s)+2H+(aq)Zn2+(aq)+H2(g)
(1)iii)Zn2+(aq)+2OH-(aq)Zn(OH)2(s)
(1)c)用碳還原/與碳共熱
(1)d)用一支燃燒中的木條檢驗該氣體,會發出爆鳴聲。
(1)
8參照以下的反應流程:
a)i)寫出固體A的名稱。
ii)寫出固體A和稀氫氯酸反應的離子方程式。
b)i)固體C是甚麼?
ii)寫出由溶液B和碳酸鈉溶液生成固體C的反應的離子方程式。
iii)寫出由固體C的熱分解生成氣體E和固體F的反應的化學方程式。
c)i)寫出溶液D的名稱。
ii)寫出溶液D和稀氫氧化鈉溶液的反應的方程式。
iii)
(1)寫出一種可把固體F轉化為溶液D的試劑的名稱。
(2)寫出該轉化涉及的反應的化學方程式。
d)簡略描述如何從溶液D獲取大的固體晶體。
(13分)答案:
8a)i)氫氧化銅(II)
(1)ii)Cu(OH)2(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l)
(1)b)i)碳酸銅(II)/CuCO3
(1)ii)Cu2+(aq)+CO32-(aq)CuCO3(s)
(1)iii)CuCO3(s)CuO(s)+CO2(g)
(1)c)i)硫酸銅(II)溶液
(1)ii)Cu2+(aq)+2OH-(aq)Cu(OH)2(s)/CuSO4(aq)+2NaOH(aq)Cu(OH)2(s)+Na2SO4(aq)
(1)iii)
(1)稀硫酸
(1)
(2)CuO(s)+H2SO4(aq)CuSO4(aq)+H2O(l)
(1)d)把硫酸銅(II)溶液(溶液D)微熱以獲取一濃縮(或飽和)溶液。
(1)把濃溶液慢慢冷卻,以獲取大的硫酸銅(II)晶體。
(1)把混合物過濾。
(1)用少量冷蒸餾水沖洗晶體,並用濾紙把它們弄乾。
(1)
9為鑑定兩種離子化合物X和Y的陽離子和陰離子,進行了以下的檢驗。
檢驗
化合物X
化合物Y
1
焰色試驗
火焰呈藍綠色
火焰沒有呈特別顏色
2
把稀氫氧化鈉溶液加進樣本溶液中。
生成藍色沉澱物
混合物受熱時會釋出帶刺激性氣味的氣體;該氣體會把濕潤的紅色石蕊試紙變成藍色
3
把稀氫氯酸加進樣本溶液中。
沒有可觀察到的變化
出現泡騰;釋出的氣體會把石灰水變成乳白色
然後加入氯化鋇溶液。
生成白色沉澱物
沒有可觀察到的變化
a)根據以上的檢驗結果,指出離子化合物X和Y中可能含有哪些陽離子,並用適當
的方程式來解釋你的答案。
b)參照化合物X的檢驗結果,i)寫出在檢驗3中生成白色沉澱物時涉及反應的離子方程式。
ii)寫出X的化學式。
c)參照化合物Y的檢驗結果,i)繪出一附有標示的圖,展示在檢驗3中,用於檢驗從Y和稀氫氯酸的反應釋出
的氣體的實驗裝置。
ii)指出釋出的是甚麼氣體,並寫出該氣體與石灰水的反應的方程式。
iii)寫出Y的化學式,並寫出Y的溶液樣本和稀氫氯酸的反應的離子方程式。
(12分)
答案:
9a)化合物X含有的陽離子:
銅(II)離子在焰色試驗中,它令火焰呈藍綠色。
它會與稀氫氧化鈉溶液反應,生成藍色沉澱物
(氫氧化銅(II))。
(1)Cu2+(aq)+2OH-(aq)Cu(OH)2(s)
(1)化合物Y含有的陽離子:
銨離子它與稀氫氧化鈉溶液共熱時會釋出氨氣。
(1)NH4+(aq)+OH-(aq)NH3(g)+H2O(l)
(1)b)i)Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)
(1)ii)X是CuSO4。
(1)c)i)
(2)ii)釋出的氣體是二氧化碳。
(1)CO2(g)+Ca(OH)2(aq)CaCO3(s)+H2O(l)
(1)iii)Yis(NH4)2CO3。
(1)CO32-(aq)+2H+(aq)CO2(g)+H2O(l)
(1)
10一名學生建議以下的方法來完成各項實驗,但這些方法都是不恰當的。
就每項實驗,i)寫出一項理由說明為甚麼建議的方法不恰當;ii)舉出一個合適的方法來完成實驗。
a)實驗:
從酸製備氫。
建議方法:
把鎂加入檸檬酸晶體。
b)實驗:
中和土壤的酸性。
建議方法:
把氫氧化鈉小粒加進土壤中。
c)實驗:
製備酸的標準溶液。
建議方法:
準確地稱取一個濃硫酸的樣本來製備標準溶液。
(6分)答案:
10a)理由:
因為必須有水存在,檸檬酸才能展示酸的性質,檸檬酸晶體和鎂不會反應生
成氫。
(1)建議方法:
加入水來溶解檸檬酸晶體。
/使用稀氫氯酸。
(1)
b)理由:
氫氧化鈉的腐蝕性很強。
(1)建議方法:
使用氫氧化鈣。
(1)c)理由:
濃硫酸會從空氣中吸收水分,所以不能準確地稱取它。
(1)建議方法:
使用乙二酸來製備標準溶液。
/在使用前把製得的硫酸標準化。
(1)
11一名老師要求一班學生製備一些不溶於水的鹽,並提供了以下的溶液。
硫酸銅(II)溶液硝酸鉛(II)溶液氯化鎂溶液碳酸鈉溶液a)一名學生想製備碳酸銅(II)。
i)應使用哪兩種溶液來製備碳酸銅(II)?
ii)寫出涉及的反應的離子方程式。
iii)描述該名學生可怎樣從建議的兩種溶液製備純淨和乾燥的碳酸銅(II)樣本。
b)另一名學生想製備硫酸鉛(II)。
該名學生打算使用硝酸鉛(II)溶液和上列的另一種
溶液。
i)舉出這學生應使用的另一種溶液。
ii)寫出涉及的反應的離子方程式。
iii)把100.0cm3的0.250M硝酸鉛(II)溶液與過量的在(i)所建議的溶液混合。
計算
生成的硫酸鉛(II)的質量。
(相對原子質量:
O=16.0,S=32.1,Pb=207.2)c)從提供的溶液中,舉出另一種可製備的不溶的鹽。
(10分)
答案:
11a)i)硫酸銅(II)溶液和碳酸鈉溶液。
(1)ii)Cu2+(aq)+CO32-(aq)CuCO3(s)
(1)iii)把硫酸銅(II)溶液與碳酸鈉溶液混合。
用過濾法把不溶的碳酸銅(II)從混合物中
分離出來。
(1)用蒸餾水把不溶的鹽沖洗數次,然後用濾紙把鹽弄乾。
(1)
b)i)硫酸銅(II)溶液。
(1)ii)Pb2+(aq)+SO42-(aq)PbSO4(s)
(1)iii)Pb2+(aq)的摩爾數=0.250moldm-30.100dm3=0.0250mol
(1)PbSO4的摩爾質量=(207.2+32.1+416.0)gmol-1=303.3gmol-1
(1)PbSO4的質量=0.0250mol303.3gmol-1=7.58g
(1)c)碳酸鉛(II)/氯化鉛(II)/碳酸鎂
(1)
12以下是一段有關製備純水合硫酸銅(II)結晶樣本的描述。
步驟1:
把25cm3的稀硫酸樣本溫和地加熱,然後把少量的氧化銅(II)加進熱酸中,
並加以攪拌,然後加入過量的氧化銅(II)。
步驟2:
用過濾法把過量的氧化銅(II)從溶液中分離出來。
步驟3:
把濾液加熱,直至晶體開始形成,然後把溶液靜置一旁,讓它冷卻。
步驟4:
用少量蒸餾水沖洗收集到的晶體,然後用濾紙把晶體弄乾,毋須加熱。
a)i)解釋以上劃有底線的部分在製備過程中的重要性。
ii)如果在步驟3中,溶液的冷卻速度分別如下,會有甚麼不同的觀察結果?
(1)緩慢
(2)迅速iii)寫出氧化銅(II)和稀硫酸反應的方程式及預期的觀察結果。
iv)繪出一附有標示的圖,以展示從硫酸銅(II)溶液把過量的氧化銅(II)過濾出來的
實驗裝置。
v)一名學生跟據以上的描述,嘗試製備水合硫酸銅(II)結晶樣本,但一日後他沒
有製得任何固體。
試解釋箇中原因。
b)把氨水逐滴加進硫酸銅(II)溶液中,並加以攪拌,直至氨水過量,會有甚麼可觀察
到的變化?
(15分)答案:
12a)i)「加熱」:
把酸加熱,可使氧化銅(II)容易與酸反應。
/加快反應。
(1)「攪拌」:
令氧化銅(II)均勻地分佈於酸中,以達致快速和完全反應。
(1)「過量」:
確保所有酸已經反應。
(1)「冷卻」:
讓濃縮的濾液散熱,以形成硫酸銅(II)晶體。
(1)「毋須加熱」:
防止失去水合硫酸銅(II)晶體裡的結晶水。
(1)ii)
(1)會生成較大的晶體。
(1)
(2)會生成較小的晶體。
(1)iii)CuO(s)+H2SO4(aq)CuSO4(aq)+H2O(l)
(1)黑色固體溶解。
(1)溶液由無色變成藍色。
(1)iv)
(裝置正確1分;標示漏斗和濾紙1分)
(2)v)濾液不飽和(不夠濃縮)。
(1)b)開始加入氨水時,會生成淡藍色沉澱物。
(1)加入過量的氨水時,淡藍色沉澱物會溶解,生成一深藍色溶液。
(1)
13一名學生採用以下的方法製備水合鹽CaCl2˙6H2O:
步驟1:
把過量的碳酸鈣加入盛有稀氫氯酸的燒杯中。
步驟2:
從所得的溶液中除去過量的碳酸鈣。
步驟3:
製成高濃度的溶液,並把它在空氣中靜置。
步驟4:
一日後會有一些晶體形成。
步驟5:
收集晶體,並用蒸餾水沖洗。
a)解釋「水合鹽」的意思。
b)寫出碳酸鈣和稀氫氯酸反應的離子方程式。
c)舉出在製備過程中加入過量的碳酸鈣的理由。
d)在步驟1中,該學生如何得知已加入了過量的碳酸鈣?
e)繪出一附有標示的圖,以展示在步驟3中製備高濃度溶液的實驗裝置。
f)從溶液獲取該水合鹽時,解釋為甚麼不宜把溶液蒸發至乾。
g)解釋為甚麼需要用蒸餾水沖洗晶體。
h)假設在製備過程中耗用了100cm3的2.0M氫氯酸,計算可獲取的水合鹽的最高
質量。
(相對原子質量:
H=1.0,O=16.0,Cl