Question

2．元素化合物知識是初中化學(xué)重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容．請回答下列有關(guān)元素化合物的問題．
（1）根據(jù)如圖信息，寫出甲、乙兩種元素的單質(zhì)間發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：4Al+3O₂=2Al₂O₃．
（2）某同學(xué)將鐵片放入CuSO₄溶液中，發(fā)現(xiàn)鐵片表面有紅色物質(zhì)析出，同時還有少量無色無味氣泡產(chǎn)生．對于產(chǎn)生氣泡的“異�，F(xiàn)象”，下列猜想不合理的是B（填字母）．
A、產(chǎn)生的氣體可能是H₂                 B、產(chǎn)生的氣體可能是CO₂
C、CuSO₄溶液中可能含有少量的某種酸     D、CuSO₄溶液的pH可能小于7
（3）某工廠用電解飽和食鹽水的方法生產(chǎn)氯氣、燒堿、氫氣等化工產(chǎn)品（反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑），這種工業(yè)稱為“氯堿工業(yè)”，某研究性學(xué)習(xí)小組對該廠生產(chǎn)的燒堿樣品進行如下探究．
【提出問題】燒堿樣品中含有哪些雜質(zhì)？
【猜想】
猜想一：可能含有Na₂CO₃，作出此猜想的依據(jù)是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O（用化學(xué)方程式表示）．
猜想二：可能含有NaCl，作出此猜想的依據(jù)是：可能有少量的氯化鈉沒有反應(yīng)（用簡潔的文字表述）．
【設(shè)計實驗】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	解釋或結(jié)論
①取適量燒堿樣品置于試管中，加水溶解，并用手觸摸試管外壁	試管外壁發(fā)熱	原因是氫氧化鈉固體溶于水放熱
②向①所得的溶液中逐漸加入稀硝酸至過量	一開始無明顯現(xiàn)象，一段時間后產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體	樣品中含有的雜質(zhì)是碳酸鈉
③向②所得的溶液中滴加幾滴硝酸銀溶液	產(chǎn)生白色沉淀	樣品中還含有的雜質(zhì)是氯化鈉

（4）某同學(xué)取100g含有H₂SO₄的酸性廢水，然后滴加燒堿溶液中和，至溶液pH=7時，共消耗質(zhì)量分數(shù)為20%的燒堿溶液20g．求這種廢水中含H₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素周期表提供的信息和離子結(jié)構(gòu)示意圖判斷元素的種類，并書寫化學(xué)方程式．
（2）根據(jù)在化學(xué)變化中遵循質(zhì)量守恒定律進行解答．
（3）二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，因此可能有碳酸鈉；如果氯化鈉沒有全部反應(yīng)的話，溶液中可能含有NaCl．氫氧化鈉固體溶于水放熱；向①所得的溶液中逐漸加入稀硝酸至過量，反應(yīng)物中產(chǎn)生能使澄清石灰水渾濁的二氧化碳氣體，因此樣品中含有的雜質(zhì)是碳酸鈉；向②所得的溶液中滴加幾滴硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀氯化銀，說明樣品中還含有的雜質(zhì)是氯化鈉；
（4）根據(jù)題意，氫氧化鈉溶液與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水，用20%的氫氧化鈉溶液中和100g硫酸溶液，共消耗氫氧化鈉溶液20g，反應(yīng)后溶液呈中性，結(jié)合溶質(zhì)質(zhì)量=溶液質(zhì)量×溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)、反應(yīng)的化學(xué)方程式進行分析解答即可．

解答 解：（1）可知圖中離子結(jié)構(gòu)示意圖可知，質(zhì)子數(shù)為13，代表是離子，甲、乙兩種元素的單質(zhì)間發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Al+3O₂=2Al₂O₃；故填：4Al+3O₂=2Al₂O₃；
（2）A、如果硫酸銅溶液顯酸性，則鋅能和顯酸性的溶液反應(yīng)生成氫氣．故A有科學(xué)道理；
B、反應(yīng)物中不含有碳元素，生成物中不可能有二氧化碳．故B沒科學(xué)道理；
C、因為無色無味氣泡產(chǎn)生，可以猜測CuSO₄溶液中可能含有少量的某種酸與金屬鋅反應(yīng)產(chǎn)生氣體，故C有科學(xué)道理；
D、如猜測CuSO₄溶液中可能含有少量的某種酸，則CuSO₄溶液的pH可能小于7，故D有科學(xué)道理；
故選B；
（3）【猜想】
二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，因此可能有碳酸鈉；氯化鈉可能沒有全部反應(yīng)，因此可能有氯化鈉；
故答案為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；可能有少量的氯化鈉沒有反應(yīng)；
【設(shè)計實驗】
加水溶解，試管外壁發(fā)熱，原因是氫氧化鈉固體溶于水放熱；向①所得的溶液中逐漸加入稀硝酸至過量，一開始無明顯現(xiàn)象，一段時間后產(chǎn)生能使澄清石灰水渾濁的二氧化碳氣體，因此樣品中含有的雜質(zhì)是碳酸鈉；向②所得的溶液中滴加幾滴硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀氯化銀，說明樣品中還含有氯離子（Cl^-），即含有氯化鈉；上述實驗中稀硝酸不可以用稀鹽酸代替，因為鹽酸中有氯離子，影響氯化鈉中氯離子的檢驗．
故答案為：氫氧化鈉固體溶于水放熱；碳酸鈉；氯化鈉；
（4）設(shè)100g廢水中的硫酸質(zhì)量為x
  2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O
   80          98
20g×20%    x
$\frac{80}{20g×20%}=\frac{98}{x}$ 
x=4.9g
所以廢水中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{4.9g}{100g}$×100%=4.9%．
故答案為：廢水中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為4.9%

點評 本考點屬于實驗探究題，既有物質(zhì)性質(zhì)的檢驗，又有化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)的計算，綜合性比較強．本題根據(jù)題目提供的信息，結(jié)合實驗探究的一般步驟和堿的性質(zhì)等知識來解決，還要注意化學(xué)方程式的書寫和配平，有關(guān)的計算要準確．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．