1、专题五 钠、镁、铝及其化合物高考帮备考方向导航考点1钠及其化合物1.某实验小组通过如图所示实验探究Na2O2与水的反应。下列说法不正确的是()A.中大量气泡的主要成分是氧气B.中溶液变红,说明有碱性物质生成C.产生中现象的原因可能是溶液中含有强氧化性物质D.中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度2.2020北京东城区二模某实验小组利用pH传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。实验操作实验数据下列分析错误的是()A.与的实验数据相同,是因为中的OH-未参与反应B.加入试剂的体积相同时,中所得沉淀质量大于中所得沉淀质量C.从起始到a点过程中反应的离子方程式为Ca2+2OH-+2HCO3
2、-CaCO3+2H2O+CO32-D.b点对应溶液中水的电离程度小于c点对应溶液中水的电离程度3.2018海南,17,10分某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题:(1)选用如图所示装置及药品制取CO2。打开弹簧夹,制取CO2。为了得到干燥、纯净的CO2,产生的气流应依次通过盛有、的洗气瓶(填试剂名称)。反应结束后,关闭弹簧夹,可观察到的现象是。不能用稀硫酸代替稀盐酸,其原因是。(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:步骤现象将一小块金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应,放置冷却产生大量白烟,集气瓶底部有黑色固体产生,瓶壁上有白色物质产生在集
3、气瓶中加入适量蒸馏水,振荡、过滤滤纸上留下黑色固体,滤液为无色溶液为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分。取适量滤液于2支试管中,向一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红;向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。据此推断,白色物质的主要成分是(填标号)。A.Na2OB.Na2O2C.NaOHD.Na2CO3为检验黑色固体的成分,将其与浓硫酸反应,生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是。本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为。考点2碱金属及其化合物的性质焰色反应4.2018全国卷,7,6分磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片
4、中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是()A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠5.2017海南,16,10分锂是最轻的活泼金属,其单质及化合物有广泛的用途。回答下列问题:(1)用碳酸锂和反应可制备氯化锂。工业上可由电解LiCl-KCl的熔融混合物生产金属锂,阴极上的电极反应式为。(2)不可使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾,其原因是。(3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分,可作为高温润滑油和油脂的稠化剂。鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是
5、 。(4)LiPF6易溶于有机溶剂,常用作锂离子电池的电解质。LiPF6受热易分解,其热分解产物为PF5和。考点3镁及其化合物6.2020山东高考,9,2分以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是()A.浸出镁的反应为MgO+2NH4ClMgCl2+2NH3+H2OB.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同7.2018天津,7,14分下图
6、中反应是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl26NH3是优质的镁资源。回答下列问题:(1)MgCl26NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外):,Mg在元素周期表中的位置:,Mg(OH)2的电子式:。(2)A2B的化学式为。反应的必备条件是。上图中可以循环使用的物质有。(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料(写化学式)。(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:。(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:RBrRMgBr(R
7、:烃基;R:烃基或H)依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式:。考点4铝及其化合物8.2017浙江下半年选考,31,10分某兴趣小组用铝箔制备Al2O3、AlCl36H2O及明矾大晶体,具体流程如下:已知:AlCl36H2O易溶于水、乙醇及乙醚;明矾在水中的溶解度如下表。温度/010203040608090溶解度/g3.003.995.908.3911.724.871.0109请回答:(1)步骤中的化学方程式;步骤中生成Al(OH)3的离子方程式。(2)步骤,下列操作合理的是。A.坩埚洗净后,无需擦干,即可加入Al(OH)3灼烧B.为了得到纯Al2O3,需灼烧至恒重C.若用坩埚钳移动灼热的
8、坩埚,需预热坩埚钳D.坩埚取下后放在石棉网上冷却待用E.为确保称量准确,灼烧后应趁热称重(3)步骤,选出在培养规则明矾大晶体过程中合理的操作并排序。迅速降至室温用玻璃棒摩擦器壁配制90 的明矾饱和溶液自然冷却至室温选规则明矾小晶体并悬挂在溶液中央配制高于室温1020 的明矾饱和溶液(4)由溶液A制备AlCl36H2O的装置如图:通入HCl的作用是抑制AlCl3水解和。步骤,抽滤时,用玻璃纤维替代滤纸的理由是;洗涤时,合适的洗涤剂是。步骤,为得到纯净的AlCl36H2O,宜采用的干燥方式是。拓展变式1.下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()A.取a
9、克混合物充分加热,减重b克B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体2.2016海南,14改编明矾KAl(SO4)212H2O在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如图所示:下列叙述错误的是()A.回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用B.沉淀为Al2(CO3)3C.操作a包含蒸发浓缩、冷却结晶等D.上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO33. 2021 安徽
10、合肥调研 2019年诺贝尔化学奖授予在锂离子电池方面作出卓越贡献的三位科学家。锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料以节约资源、保护环境。采用湿法冶金工艺处理废旧磷酸亚铁锂电池正极片(由LiFePO4活性材料、Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂组成)的部分流程如图所示:已知:Ksp(Li2CO3)=1.610-3,部分物质的溶解度(S)如表所示。T/S(Li2CO3)/gS(Li2SO4)/gS(Li3PO4)/g201.3334.20.039800.8530.5(1)滤液1中溶质成分为(写化学式);为提高酸浸的浸出率,除粉碎、搅拌外,还可采用的方法有(写出1种即可)。(2)酸浸时,可用H2O2代替
11、HNO3,其优点是;写出H2O2在酸浸时发生反应的离子方程式:。(3)流程中调节pH的作用是;用热水洗涤的原因是。(4)若滤液3中c(Li+)=4 molL-1,加入等体积的饱和Na2CO3溶液后,沉淀中的Li元素占原Li元素总量的90%,计算滤液3中c(CO32-)=molL-1。(5)工业上将回收的Li2CO3、FePO4粉碎后与过量炭黑混合,高温灼烧再生制备LiFePO4,写出反应的化学方程式:;该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为。4.2020四川成都七中模拟过氧化钙(CaO2)常用作种子及谷物的无毒性消毒剂,常温下为白色固体,微溶于水,易溶于酸,不溶于乙醇、碱性溶液等。某实验小
12、组拟探究CaO2的性质及其实验室制法。(1)实验探究CaO2与酸的反应。实验操作实验现象向盛有4 g CaO2的大试管中加入10 mL稀盐酸得溶液a剧烈反应,产生能使带火星木条复燃的气体取5 mL溶液a于试管中,滴入2滴紫色石蕊溶液溶液变红,一段时间后溶液颜色明显变浅,稍后溶液变为无色CaO2与盐酸反应的化学方程式为。加入紫色石蕊溶液,一段时间后溶液褪色可能是因为溶液a中存在较多的(填化学式)。(2)可以利用反应Ca2+H2O2+2NH3H2OCaO2+2NH4+2H2O在碱性环境下制取CaO2。NH3H2O在Ca2+和H2O2的反应过程中所起的作用是。反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得
13、CaO2。过滤需要的玻璃仪器是;将过滤得到的白色晶体依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是。5.硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5H2O,硼砂的化学式为Na2B4O710H2O。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图1所示。图1(1)写出硼元素在元素周期表中的位置:。(2)将硼砂溶于水后,用硫酸调节溶液的pH3.5以制取硼酸(H3BO3),该反应的离子方程式为。(3)由MgCl26H2O制备MgCl2时,“一定条件”是。(4)制得的粗硼在一定条件下反应生成BI3, BI3在一定条件下受热分解可以得到纯净的单质硼。0.200 0 g粗硼制成
14、的BI3完全分解,将生成的I2配制成100 mL碘水,量取10.00 mL碘水于锥形瓶中,向其中滴加几滴淀粉溶液,用0.300 0 molL-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。(提示:I2+2S2O32-2I-+S4O62-)滴定终点的现象为,该粗硼样品的纯度为%。(5)H3BO3也可写成B(OH)3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备。工作原理如图2所示。图2b膜为(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜,写出产品室发生反应的离子方程式:,理论上每生成1 mol H3BO3,N室可生成L(标准状况)气体。N室中,进口和出口的溶液浓度大小关系为a mol
15、L-1b molL-1(填“”或“”)。6.2020广西南宁二模铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。.(1)铅能形成多种氧化物,如PbO、PbO2,还可形成组成类似Fe3O4的Pb3O4。请将Pb3O4改写成简单氧化物的形式:。.以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料铅膏(含Pb、PbO、PbO2、PbSO4等)为原料制备超细PbO,可实现铅的再生利用。其流程如图1所示:图1图2(2)步骤的目的是“脱硫”,即将PbSO4转化为PbCO3,反应的离子方程式为。“脱硫”可在如图2所示的装置中进行。实验条件:转化温度为50 ,液固比为51,转化时间为1 h。仪器a的名称是;转化温度为50 ,合适的加
16、热方式是。(3)步骤中H2O2的作用是(用化学方程式表示)。(4)草酸铅受热分解生成PbO时,还有CO和CO2生成,为检验这两种气体,用如图3所示的装置(可重复选用)进行实验。实验装置中,依次连接的合理顺序为A(填装置标号),证明产物中有CO的实验现象是。图3(5)测定草酸铅样品纯度:称取2.5 g样品,酸溶后配制成250 mL溶液,然后量取25.00 mL该溶液,用0.050 00 mol/L的EDTA(H4Y)标准溶液滴定其中的Pb2+(离子方程式为,杂质不反应),平行滴定3次,平均消耗EDTA标准溶液14.52 mL。若滴定管未用EDTA标准溶液润洗,测定结果将(填“偏大”“偏小”或“无
17、影响”)。草酸铅样品的纯度为(保留四位有效数字)。答案专题五钠、镁、铝及其化合物1. D过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2,A正确。过氧化钠与水反应可生成强碱氢氧化钠,无色酚酞溶液遇到氢氧化钠溶液变成红色,B正确。过氧化钠与水反应实际上分两步进行:Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2,2H2O22H2O+O2,过程中有具有强氧化性的过氧化氢生成,能使溶液褪色,C正确。生成的过氧化氢在二氧化锰催化下发生分解,因此产生较多气泡,D错误。2.C中反应的离子方程式为Ca2+CO32-CaCO3,与的实验数据相同,是因为中的OH-未参与反应,故A正确;中加入少
18、量试剂时,氢氧化钙过量,碳酸氢根离子全部参与反应,离子方程式为Ca2+OH-+HCO3-CaCO3+H2O,当加入过量试剂时,碳酸氢根离子过量,氢氧化钙全部参与反应,离子方程式为Ca2+2OH-+2HCO3-CaCO3+2H2O+CO32-,故中反应除生成沉淀外还生成水,生成的水会溶解部分沉淀,加入的试剂体积相同时,中所得沉淀质量大于中所得沉淀质量,故B正确、C错误;b点对应溶液为碱溶液,抑制水的电离,c点对应溶液为碳酸钠溶液,CO32-水解促进水的电离,b点对应溶液中水的电离程度小于c点对应溶液中水的电离程度,故D正确。3.(除标明外,每空1分)(1)饱和碳酸氢钠溶液浓硫酸产生的气体使干燥管
19、内盐酸液面下降,与碳酸钙脱离接触,反应停止(2分)生成的硫酸钙覆盖在碳酸钙表面,阻止反应进一步进行(2分)(2)D碳(C)4Na+3CO22Na2CO3+C(2分)【解析】(1)实验室利用碳酸钙与稀盐酸反应来制取干燥、纯净的CO2时,产生的气流应依次通过盛有饱和碳酸氢钠溶液(除去HCl)与浓硫酸(除去水)的洗气瓶。题图中选用的装置是简易的启普发生器,反应结束后,关闭弹簧夹,反应产生的CO2使干燥管内的气压增大,则干燥管内的液面下降,直到固体与液体脱离接触,反应停止。(2)实验完毕后,集气瓶瓶壁上的白色物质溶于水形成的溶液能够使酚酞溶液变红,说明其溶液呈碱性,而能够使澄清石灰水变浑浊,则表明溶液
20、中含有CO32-,综合可知实验中集气瓶瓶壁上的白色物质的主要成分是Na2CO3。黑色的物质是CO2被Na还原而生成的碳单质,碳单质与浓硫酸在加热的条件下反应生成CO2、SO2和H2O,有关反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O,SO2是一种有强烈刺激性气味的气体。钠与二氧化碳反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。4.D废旧电池随意丢弃既会对环境造成污染又是资源的一种浪费,合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用,A项正确。“正极片”经“碱溶”后得到偏铝酸钠滤液和含磷酸亚铁锂滤渣,表明可以回收的金属元素有Al、Fe、Li,B项正确。“含磷酸亚铁锂滤渣
21、”与硫酸和硝酸的混合溶液反应,因硝酸有氧化性可以把Fe2+氧化为Fe3+,故“含Li、P、Fe等滤液”中的Fe是指Fe3+,Fe3+与“碱液”中的氢氧根离子结合生成氢氧化铁沉淀,C项正确。最后“滤液”中的锂离子与碳酸钠中的碳酸根离子结合生成碳酸锂沉淀,由对角线规则知,锂及其化合物的性质与镁及其化合物的性质相似,由碳酸镁难溶于水可推知碳酸锂难溶于水,由硫酸镁易溶于水可推知硫酸锂易溶于水,故不能用硫酸钠代替碳酸钠,D项错误。5.(每空2分)(1)盐酸Li+e-Li(2)金属锂在二氧化碳中仍可燃烧(3)分别取样进行焰色反应。锂盐焰色为紫红色,钠盐焰色为黄色,钾盐焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)(4)Li
22、F【解析】(1)类似于碳酸钠与盐酸反应可生成氯化钠,碳酸锂与盐酸反应可生成氯化锂。阴极上Li+发生还原反应,电极反应式为Li+e-Li。(2)锂单质能在二氧化碳中燃烧:4Li+CO2C+2Li2O或4Li+3CO2C+2Li2CO3,所以不能使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾。(3)三种硬脂酸盐所含金属元素不同,进行焰色反应实验时可观察到不同的实验现象,据此可进行鉴别。(4)根据原子守恒易推断出另一种热分解产物是LiF。6.B煅烧过程中,MgCO3转化为MgO,浸出镁过程中MgO和NH4+水解生成的H+反应,化学方程式为MgO+2NH4ClMgCl2+2NH3+H2O,A项正确。浸出在较
23、高温度下进行,可促使NH4Cl水解和NH3逸出;但一水合氨受热易分解,沉镁在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解,利用率降低,B项错误。浸出过程中产生的NH3可转化为氨水,用于沉镁,沉镁时滤液中的NH4Cl可用于浸出,C项正确。Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp,当pH达到一定值时Fe3+、Al3+沉淀完全,Mg2+不沉淀,从而将其分离,D项正确。7.(1)r(H+)r(Mg2+)r(N3-)r(Cl-)(2分)第三周期A族(1分)HO-Mg2+OH-(1分)(2)Mg2Si(1分)熔融,电解(2分)NH3、NH4Cl(1分)(3)SiC(2分)(4)2Mg(O
24、H)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O(2分)(5)CH3CH2CHO、CH3CHO(2分)【解析】(1)MgCl26NH3所含元素的简单离子有Mg2+、Cl-、N3-、H+,Cl-有3个电子层,四者中离子半径最大,Mg2+、N3-有2个电子层,且具有相同的电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,则N3-的半径大于Mg2+的半径,故离子半径由小到大的顺序为r(H+)r(Mg2+)r(N3-)r(Cl-)。根据镁的原子结构示意图,可推知镁位于元素周期表中第三周期A族。Mg(OH)2为离子化合物,其电子式为HO-Mg2+OH-。(2)根据反应,由原子守恒可推知A2B为Mg2Si。可通过电解熔
25、融的MgCl2获得Mg。由题图可知,由MgCl26NH3得到的NH3、NH4Cl可以循环用于反应。(3)SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料,显然该耐磨材料为原子晶体SiC。(4)煤燃烧产生的SO2与Mg(OH)2反应生成MgSO3和H2O,MgSO3具有还原性,易被空气中的氧气氧化为MgSO4,反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O22MgSO4+2H2O。(5)根据格氏试剂与醛反应制备醇的反应原理知,可由CH3MgBr与CH3CH2CHO反应制得,也可由CH3CH2MgBr与CH3CHO反应制得,故所需醛的可能结构简式为CH3CH2CHO、CH3CHO。8.(1)2Al
26、+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2(1分)AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3+HCO3-(1分)(2)BCD(2分)(3)(2分)(4)增加c(Cl-),有利于AlCl36H2O结晶(1分)溶液具有强酸性(1分)浓盐酸(1分)减压干燥(或低温干燥)(1分)【解析】(1)铝箔与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2;NaAlO2与过量CO2反应生成Al(OH)3的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3+HCO3-。(2)坩埚洗净后,需干燥后才能进行灼烧操作,A项错误。灼烧至恒重,证明Al(OH)3已完全转化为Al2O3,
27、B项正确。若不预热,直接使用冷的坩埚钳,则可能使坩埚碎裂,C项正确。灼烧在高温下进行,灼烧完毕后,坩埚的温度较高,若直接放到实验台面上,会损坏台面,甚至会引起火灾,故应放在石棉网上冷却,D项正确。灼烧后,应冷却至室温再称重,若未冷却直接称重,则会导致周围空气升温使气压局部发生变化,产生称量误差,E项错误。(3)要培养规则明矾大晶体,应先配制高于室温1020 的明矾饱和溶液,然后选规则明矾小晶体并悬挂在溶液中央,自然冷却至室温,故正确的操作顺序为。(4)通入HCl,可增加溶液中c(Cl-),有利于AlCl36H2O的结晶析出。由于加入了HCl,溶液呈强酸性,会腐蚀滤纸,故选用玻璃纤维;由题给已知
28、信息知,AlCl36H2O易溶于水、乙醇及乙醚,根据第题分析可知,可选用浓盐酸洗涤,从而减少产品的损失。为防止AlCl36H2O失水,干燥时应减压干燥或低温干燥。1.CA项采用差量法,减少的质量为NaHCO3分解生成的二氧化碳和水的质量,由此可求出NaHCO3的质量,进而求出Na2CO3的质量分数。B项中b克为生成的NaCl的质量,根据钠原子守恒和混合物总质量可计算出Na2CO3的质量,进而求出Na2CO3的质量分数。C项中碱石灰增加的质量为盐与酸反应生成的二氧化碳及溶液中挥发出来的水蒸气的质量,不能通过数据准确计算出Na2CO3的质量分数。D项中b克为BaCO3的质量,利用碳原子守恒,根据B
29、aCO3的质量和混合物总质量可以求出Na2CO3的质量,进而求出Na2CO3的质量分数。2.B回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用,A正确;偏铝酸钠与碳酸氢铵发生反应可生成氢氧化铝,故沉淀为Al (OH)3,B错误;操作a包含蒸发浓缩、冷却结晶等,C正确;过量二氧化碳与偏铝酸钠溶液反应也可得到氢氧化铝沉淀,D正确。3.(1)NaAlO2、NaOH适当增大酸的浓度(或升温,其他合理答案均可)(2)不会产生氮的氧化物污染环境2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O(3)促使FePO4沉淀析出Li2CO3的溶解度随温度升高而减小,用热水洗涤可减少Li2CO3的溶解,提高产率(4)0.04(
30、5)2FePO4+Li2CO3+2C2LiFePO4+3CO23【解析】(1)正极片碱溶时,只有Al能与NaOH溶液反应,因此滤液1中溶质成分为NaAlO2、NaOH。粉碎、搅拌、升高温度、适当增大酸的浓度、延长酸浸时间等都可以提高酸浸的浸出率。(2)酸浸时HNO3作氧化剂,其作用是氧化Fe2+,用H2O2代替HNO3,其优点是H2O2的还原产物为水,不会产生氮的氧化物污染环境。(3)流程中调节pH后过滤得到FePO4固体,因此调节pH的作用是促使FePO4沉淀析出。由题给表格数据可知,Li2CO3的溶解度随温度升高而减小,用热水洗涤可减少Li2CO3的溶解,提高产率。(4)滤液3中c(Li+
31、)=4 molL-1,加入等体积的饱和Na2CO3溶液后c(Li+)=2 molL-1,已知Li+的沉降率为90%,则反应生成Li2CO3后溶液中c(Li+)=2 molL-10.1=0.2 molL-1,由Ksp(Li2CO3)=c2(Li+)c(CO32-)=1.610-3可得c(CO32-)=1.610-30.22 molL-1=0.04 molL-1。(5)Li2CO3、FePO4与过量炭黑高温灼烧再生制备LiFePO4,铁元素化合价降低,Li2CO3中碳元素化合价降低,则炭黑中碳元素化合价升高,被氧化生成CO,配平化学方程式为2FePO4+Li2CO3+2C2LiFePO4+3CO。
32、根据知,LiFePO4全为还原产物,CO中23为氧化产物,13为还原产物,故氧化产物与还原产物的物质的量之比为23。4.(1)2CaO2+4HCl2CaCl2+2H2O+O2H2O2(2)消耗生成的氢离子,促进反应进行(或使溶液呈碱性,减少CaO2的溶解,或提高产品的产率等其他合理答案)烧杯、漏斗、玻璃棒除去晶体表面的水分【解析】(1)CaO2与盐酸剧烈反应,产生能使带火星木条复燃的气体,该气体为氧气,根据得失电子守恒、原子守恒可知该反应的化学方程式为2CaO2+4HCl2CaCl2+2H2O+O2。加入紫色石蕊溶液后,溶液先变红,然后逐渐褪色,可知溶液中含有氧化性物质,类比过氧化钠与酸的反应
33、过程可知,该氧化性物质为H2O2。(2)该反应在碱性条件下进行,结合题给方程式可知,NH3H2O和Ca2+与H2O2反应产生的H+结合形成NH4+,促进反应的进行。过滤所需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒;用蒸馏水洗涤后,晶体表面吸附有H2O,晶体不溶于乙醇,而H2O溶于乙醇,所以用乙醇洗涤可除去晶体表面的水分。5.(1)第二周期A族(2)B4O72-+2H+5H2O4H3BO3(3)在HCl氛围中加热(4)滴加最后一滴Na2S2O3溶液,锥形瓶中溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色99.00(5)阴离子H+B(OH)4-H3BO3+H2O11.2【解析】(1)硼元素为5号元素,位于元素周期表中
34、第二周期A族。(2)硼砂的化学式为Na2B4O710H2O,溶于水并调节溶液pH3.5后生成硼酸,离子方程式为B4O72-+2H+5H2O4H3BO3。(3)为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁,需要在HCl氛围中加热。(4)滴定终点时,溶液中的碘完全反应,所以滴定终点的现象为滴加最后一滴Na2S2O3溶液,锥形瓶中溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色;消耗的Na2S2O3的物质的量为0.300 0 molL-10.018 L=0.005 4 mol,根据关系式BBI332I23S2O32-得,n(B)=13n(S2O32-)=0.001 8 mol,则该粗硼样品中B的物质的量为0.001 8 mol
35、100mL10.00mL=0.018 mol,则硼的质量为11 gmol-10.018 mol=0.198 g,该粗硼样品中硼的质量分数为0.198g0.2000g100%=99.00%。(5)产品室可得到H3BO3的原因是M室的H+穿过阳离子交换膜扩散至产品室,原料室的B(OH)4-穿过阴离子交换膜扩散至产品室,二者反应生成H3BO3,其离子方程式为H+B(OH)4-H3BO3+H2O,所以b膜应为阴离子交换膜。阴极的电解液为氢氧化钠溶液,所以N室的电极反应式为2H2O+2e-H2+2OH-,生成1 mol H3BO3时,需要M室和原料室分别转入1 mol H+、1 mol B(OH)4-,
36、则需转移1 mol e-,所以N室可生成0.5 mol氢气,其体积在标准状况下为 11.2 L。N室溶液中氢氧根离子浓度增大,Na+从原料室通过阳离子交换膜进入N室,故N室进口溶液浓度比出口的小,即a molL-1b molL-1。6.(1)2PbOPbO2(2)CO32-+PbSO4SO42-+PbCO3三颈烧瓶水浴加热(3)PbO2+H2O2+2HNO3Pb(NO3)2+2H2O+O2(4)BCBDEBFE中黑色粉末变为红色,其后的B中澄清石灰水变浑浊(5)Pb2+H4YPbY2-+4H+偏大85.67%【解析】(1)铅能形成多种氧化物,如PbO、PbO2,表明Pb常见的化合价为+2和+4
37、,则Pb3O4改写成简单氧化物的形式为2PbOPbO2。(2)步骤的目的是将PbSO4转化为PbCO3,反应的离子方程式为CO32-+PbSO4SO42-+PbCO3。仪器a为三颈烧瓶;反应的转化温度为50 ,合适的加热方式为水浴加热。(3)PbO2具有强氧化性,能氧化H2O2,结合后续步骤可知PbO2被还原为Pb2+,再结合得失电子守恒和原子守恒可得PbO2+H2O2+2HNO3Pb(NO3)2+2H2O+O2。(4)检验CO和CO2时,需要先检验CO2,然后将CO转化为CO2进行检验,在检验CO前需要检验剩余气体中不存在CO2,将气体通过灼热的氧化铜前需除去水蒸气,且还要对尾气进行处理,防
38、止尾气中的CO污染空气,因此装置连接的合理顺序为ABCBDEBF;E中黑色粉末变为红色,其后的B中澄清石灰水变浑浊,能够证明产物中有CO。(5)用EDTA(H4Y)标准溶液滴定Pb2+,离子方程式为Pb2+H4YPbY2-+4H+。滴定管未用EDTA标准溶液润洗,使得EDTA标准溶液浓度偏小,滴定过程中消耗的EDTA标准溶液体积偏大,导致测定结果偏大。平行滴定3次,平均消耗EDTA标准溶液14.52 mL,则25.00 mL溶液中n(PbC2O4)=n(Pb2+)=n(H4Y)=0.014 52 L0.050 00 mol/L,250 mL溶液中n(PbC2O4)=0.014 52 L0.050 00 mol/L250mL25.00mL,因此草酸铅样品的纯度为0.01452L0.05000mol/L250mL25.00mL295g/mol2.5g100%85.67%。
