化学化学科普阅读题练习题及答案一、中考化学科普阅读题1.碳酸钠是一种重要的化工原料。
吕布兰、索尔维和侯德榜为碳酸钠的工业化生产做出了巨大贡献。
I、吕布兰法1789年,法国医生吕布兰(N.Leblanc,1742-1806)以食盐、浓硫酸、木炭和石灰石为原料,开创了规模化工业制取碳酸钠的先河,具体流程如图:(1)碳酸钠俗称__________。
(2)不断有科学家对吕布兰法进行改进,是因为此法有明显不足,请写出一条不足之处__________________________________。
Ⅱ、索尔维法1892年,比利时工程师索尔维发明氨碱法制碳酸钠,又称索尔维法。
原理如下:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3ΔNa2CO3+CO2↑+H2O。
某兴趣小组采用下列装置模拟索尔维法制备碳酸氢钠,进而制得碳酸钠,实验完毕后,将三颈烧瓶内的反应混合物过滤、洗涤、低温干燥,并将所得固体置于敞口容器中加热,记录剩余固体质量,实验记录如下:加热时间/min t0t1t2t3t4t5剩余固体质量/g未记录15.313.711.910.610.6请回答下列问题:(3)装置图中,饱和NaHCO 3溶液的作用是________(用化学方程式表达) (4)有同学认为应该在长颈漏斗内放置一团蘸有酸液的棉花,理由是______(5)根据实验记录,计算t 2时NaHCO 3固体的分解率是________(已分解的NaHCO 3质量与加热前原NaHCO 3质量的比值)(精确到0.1%)。
若加热前NaHCO 3固体中还存在少量NaCl ,上述计算结果将________(填“偏大”、“偏小或“无影响”)。
(6)制碱技术在很长一段时间内把持在英、法等西方国家手中,我国化学工程专家侯德榜先生独立摸索出索尔维法并公布与众,又于1943年创造性地将制碱与制氨两种工艺联合起来,基本消除废弃物的排放,同时生产出碳酸钠和氯化铵两种产品,这就是著名的侯氏制碱法。
下列认识或理解正确的是(______)A 科学认识是在曲折的、艰辛的积累过程中不断进步的;B “科技兴邦、实业救国”是侯德榜先生回国研究的巨大动力;C 侯氏制碱法大大提高了原料的利用率,它符合当今“绿色化学”的理念。
【答案】纯碱、苏打 污染环境 322Na CO +HCl=NaCl+H O+CO H ↑ 吸收氨气、防止空气污染 50% 偏小 ABC 【解析】 【分析】 【详解】(1)碳酸钠俗称纯碱或苏打,故答案:纯碱、苏打。
(2)吕布兰法制备纯碱过程中有一氧化碳、氯化氢气体产生,污染环境,故答案:污染环境。
(3)稀盐酸易挥发出氯化氢气体,碳酸氢钠溶液可与氯化氢气体反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,故答案:322Na CO +HCl=NaCl+H O+CO H ↑。
(4)浓氨水易挥发出氨气,为防止氨气逸散,污染空气,可放置一团蘸有酸液的棉花,故答案:吸收氨气、防止空气污染。
(5)解:设原3NaHCO 的质量为x ,2t 时刻,分解的3NaHCO 的质量为y 。
Δ323222NaHCO =Na CO +H O +CO 168106x10.6g↑168x10610.6g= Δ323222NaHCO =Na CO +H O +CO 168106y106y 168↑106(16.8g y)y 13.7g 168-+= y 8.4g =38.4gNaHCO =?100%=50%16.8g的分解率 答: 2t 时刻,3NaHCO 的分解率是50%,若加热前碳酸氢钠中混有氯化钠,则最终得到固体质量偏大,由此计算得到的原固体总质量偏大,2t 时刻分解的3NaHCO 的质量不变,则分解率偏小。
故答案:50%、偏小。
(6)根据题意,A 、科学认识是在曲折的、艰辛的积累过程中不断进步的,A 符合题意;B 、“科技兴邦、实业救国”是侯德榜先生回国研究的巨大动力,B 符合题意;C 、侯氏制碱法大大提高了原料的利用率,它符合当今“绿色化学”的理念,C 符合题意。
故答案:ABC2.活性氧化锌(ZnO )粒径介于1~100nm ,是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品。
某科研小组利用某废弃的氧化铜锌矿(主要成分为CuO 和ZnO ,其余成分既不与酸反应,也不溶解于水)回收铜,并制备活性氧化锌。
(查阅资料)()()4324422Z ZnSO +n +2NH H OOH NH SO ⋅↓;()4323424ZnSO +4NH H OZn NH SO +4H O ⎡⎣⎦⋅⎤;()22Zn OH ZnO+H O △常温下氢氧化物沉淀时溶液的pH 见下表: 氢氧化物 ()3Fe OH()2Fe OH()2Zn OH()2Cu OH开始沉淀时的pH1.97.06.04.7沉淀完全时的pH3.2 9.0 8.0 6.7(实验设计)设计的部分实验流程如图所示:请根据上述资料和实验流程回答下列问题: (1)操作1的名称是____________。
(2)在氧化铜锌矿中加入过量稀硫酸,主要成分发生反应的化学方程式为_______________。
(3)加过量铁粉后,发生反应的基本反应类型是__________,得到滤渣1的成分为__________。
(4)加入双氧水的作用是___________;不选用高锰酸钾,而选用双氧水的优点是_______。
(5)完成操作2的实验步骤①___________;②_______;③灼烧。
(交流反思)(6)从绿色化学的角度分析上述实验流程,除了能回收金属单质和活性氧化锌外,还可以获取的有用副产品是(写出化学式,并指明其用途)________。
【答案】过滤 2442CuO+H SO CuSO +H O ;2442ZnO+H SO ZnSO +H O 置换反应 Cu 、Fe 将4FeSO (2Fe +)氧化成()243Fe SO (3Fe +),以便在后续操作中将溶液中的铁元素除去 不引入较难除去的杂质 加入适量稀硫酸,调节溶液的pH 至8.0 过滤、洗涤、干燥 23Fe O 作颜料、()442NH SO 作化肥 【解析】 【分析】 【详解】 实验设计:(1)操作1是使不溶性物质氢氧化铁和其他可溶性物质分离的过程,为过滤; (2)在氧化铜锌矿中加入过量稀硫酸,目的是使氧化铜和氧化锌完全反应进入溶液,主要成分发生反应的化学方程式为:2442=CuO+H SO CuSO +H O 、2442=ZnO+H SO ZnSO +H O ;(3)由于加入铁粉前是硫酸铜、硫酸锌以及剩余的硫酸的混合溶液,加入铁粉,反应的反应分别为:44Fe+CuSO =Cu+FeSO 和2442=F Fe+H SO SO +H e ↑,都是单质和化合物反应生成新的单质和新的化合物,为置换反应。
反应后,由于加入的铁过量,所以滤渣含有剩余的Fe ,同时还有生成的Cu 。
(4)加入双氧水的作用是 4FeSO (2Fe +)氧化成()243Fe SO (3Fe +),以便在后续操作中将溶液中的铁元素除去;不选用高锰酸钾,而选用双氧水的优点是:不引入较难除去的杂质。
(5)()2Zn OH 沉淀完全时的pH 为8.0,故操作2的实验步骤为:①加入适量稀硫酸,调节溶液的pH 至8.0;②过滤、洗涤、干燥;③灼烧。
交流反思:(6)从绿色化学的角度分析上述实验流程,除了能回收金属单质和活性氧化锌外,()3Fe OH 受热可得到23Fe O ,可作颜料,以及()442NH SO 可作化肥,故还可以获取的有用副产品是:23Fe O 作颜料、()442NH SO 作化肥。
3.波尔多液的制备及组成测定波尔多液是常见的杀菌剂,为天蓝色碱性悬浊液。
以硫酸铜、生石灰及水为原料,制备波尔多液。
为测定从波尔多液中分离出的天蓝色固体[CuSO4•aCu(OH)2•bCa(OH)2•cH2O]的组成,设计如下实验:(实验)称取64.4g天蓝色固体,加入足量稀HNO3使其完全溶解,再加入过量Ba(NO3)2溶液,过滤,洗涤干燥得白色固体23.3g。
(1)判断 Ba(NO3)2溶液已过量的方法是:静置,向上层清液中滴加______溶液,无现象。
(2)不能在铁制容器中配波尔多液。
请用化学方程式解释原因______。
(实验Ⅱ)另取64.4g天蓝色固体,用如图装置进行热分解实验(资料)①CuSO4、Cu(OH)2、Ca(OH)2在一定温度下能受热分解,分别生成两种氧化物,分解过程中各元素的化合价均不改变。
②天蓝色固体在110℃时,完全失去结晶水。
③Cu(OH)2在100℃时分解完全。
CuSO4和Ca(OH)2在580℃左右时开始分解,到650℃时均能分解完全。
④浓硫酸可用于吸收SO3。
(3)按图连接好装置,实验前要先______。
(4)控制温度在110℃充分加热,测得B装置增重10.8g。
再升温至650℃充分加热,B装置又增重了15.2g。
最终剩余固体中的成分是______。
(5)整个加热过程中,天蓝色固体分解生成水的总质量为______g。
(6)天蓝色固体CuSO4•aCu(OH)2•bCa(OH)2•cH2O中,a:b:c=______。
【答案】硝酸钡 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 检查装置的气密性 CuO和CaO 18 1:4:5 【解析】【分析】【详解】(1)判断 Ba(NO3)2溶液已过量就是检验硫酸根离子无剩余,所以对应的方法是:静置,向上层清液中滴加硝酸钡溶液,无现象。
(2)不能在铁制容器中配波尔多液。
是因为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,对应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
称取64.4g天蓝色固体,加入足量稀HNO3使其完全溶解,再加入过量Ba(NO3)2溶液,过滤,洗涤干燥得白色固体23.3g,沉淀为硫酸钡,设硫酸铜的质量为x,对应的硫酸铜分解生成的三氧化硫的质量为y,硫酸铜对应的分解产物氧化铜的质量为z。
SO~CuO~CuSO~BaSO34480?80?160233y z x23.3g8080160233y z x 2.33g===x=16gy=8gz=8g浓硫酸可用于吸收水和SO3.所以测得B装置增重10.8g。
再升温至650℃充分加热,B装置又增重了15.2g。
整个加热过程中,天蓝色固体分解生成水的总质量为10.8g+15.2g-8g=18g。
Cu(OH)2在100℃时分解完全。
CuSO4和Ca(OH)2在580℃左右时开始分解,到650℃时均能分解完全,控制温度在110℃充分加热,测得B装置增重10.8g。
再升温至650℃充分加热,B装置又增重了15.2g。
最终剩余固体中的成分是CuO和CaO。
再升温至650℃充分加热,B装置又增重了15.2g,由于其中有吸收的8g三氧化硫,所以生成水的质量为15.2g-8g=7.2g,来自于氢氧化钙的分解,则氢氧化钙的质量为a,对应的氧化钙的质量为b()22Ca OH~H O~CaO741856a7.2g b741856a7.2g b==a=29.6gb=22.4g则氢氧化铜对应的氧化铜的质量为64.4g-10.8g-15.2g-z-b=64.4g-10.8g-15.2g-8g-22.4g=8g则对应的分解生成的水的质量为c,对应的氢氧化铜的质量为d()22Cu OH~H O~CuO981880d c8g981880d c8g==c=1.8gd=9.8g则结晶水的质量为18g-7.2g-1.8g=9g天蓝色固体CuSO4•aCu(OH)2•bCa(OH)2•cH2O中,a:b:c=9.898g:29.6g74:9g18g=1:4:5由于过程中需要准确测定水的质量变化,所以按图连接好装置,实验前要先检查装置的气密性。