Question

17．化學與人類社會可持續發展密切相關，能源、環境、材料以及日常生活等離不開化學．
（1）普通玻璃是常見的硅酸鹽產品，其化學式為Na₂CaSi₆O₁₄，以氧化物形式可表示為Na₂O•CaO•6SiO₂；漂白液的主要成分是NaClO和NaCl．
（2）缺鐵性貧血患者補充的鐵，通常以硫酸亞鐵的形式；而硫酸鐵則沒有這種藥效．當用硫酸亞鐵制成藥片時外表要包有一層特殊的糖衣，這層糖衣的作用是防止 Fe²⁺被氧化．若在酸性的硫酸亞鐵溶液中通入氧氣，也能得到棕黃色溶液，請寫出此反應的離子方程式4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O．檢驗棕黃色溶液是否有Fe²⁺，涉及的離子方程式為MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
（3）從降低成本和減少環境污染的角度考慮，制取硫酸銅最好的方法是C（填選項字母）．
A．銅和濃硫酸反應                B．銅和稀硫酸反應
C．氧化銅和硫酸反應              D．銅與Fe（SO₄）₃溶液反應
（4）MgO與碳粉和氯氣在一定的條件下反應可制備氯化鎂．若尾氣可用足量氫氧化鈉溶液完全吸收．制備氯化鎂的化學方程式2MgO+C+2Cl₂=CO₂+2MgCl₂，尾氣吸收后生成鹽的化學式NaCl，NaClO，Na₂CO₃
（5）CuSO₄溶液能用作P₄中毒的解毒劑，反應可生成P的最高價含氧酸和銅，該反應的化學方程式是P₄+10CuSO₄+16H₂O=10Cu+4H₃PO₄+10H₂SO₄．
（6）向盛有10mL1mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂，溶液的燒杯中滴加1mol•L^-1NaOH溶液，沉淀物質
的量隨NaOH溶液體積變化示意如圖：
①寫出m點反應的離子方程式NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O．
②若NH₄Al（SO₄）₂溶液改加20mL1.2mol•L^-1Ba（OH）₂溶液，充分反應后，溶液中產生沉淀的物質的量為0.022mol．

Answer 1

分析 （1）硅酸鹽由鹽的書寫改寫為氧化物的形式為：活潑金屬氧化物•較活潑金屬氧化物•二氧化硅•水的順序書寫；氯氣與氫氧化鈉反應制備漂白液；
（2）硫酸亞鐵易被氧氣氧化；酸性條件下，亞鐵離子與氧氣反應生成鐵離子和水；高錳酸鉀與亞鐵離子反應，高錳酸鉀褪色；
（3）從經濟角度分析，制取等量的硫酸銅時，所用的原料最少且最便宜的成本最低；從環境保護的角度出發，在制取硫酸銅時最好不要對環境造成污染；
（4）MgO與碳粉和氯氣在一定條件下反應可制備MgCl₂，反應產物為二氧化碳，若尾氣可用足量NaOH溶液完全吸收是氯氣、二氧化碳和氫氧化鈉反應的產物；
（5）CuSO₄溶液能用作P₄中毒的解毒劑，反應生成磷酸和銅；
（6）①N點過程中加入氫氧化鈉，沉淀物質的量不變，是NH₄⁺與OH^-反應生成NH₃•H₂O；
②根據n=cV計算n（Al³⁺ ）、n（NH₄⁺）、n（SO₄^2-）、n（Ba²⁺）、n（OH^-），根據SO₄^2-、Ba²⁺中不足量的離子的物質的量計算生成BaSO₄的物質的量，依次發生：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根據方程式計算生成Al（OH）₃的物質的量，進而二者計算生成固體總物質的量．

解答 解：（1）硅酸鹽由鹽的書寫改寫為氧化物的形式為：活潑金屬氧化物•較活潑金屬氧化物•二氧化硅•水的順序書寫，則Na₂CaSi₆O₁₄，以氧化物形式可表示為Na₂O•CaO•6SiO₂；氯氣與氫氧化鈉反應制備漂白液，氯氣反應生成NaClO和NaCl、水；
故答案為：Na₂O•CaO•6SiO₂；NaClO和NaCl；
（2）亞鐵易被氧化，當用硫酸亞鐵制成藥片時外表要包有一層特殊的糖衣，這層糖衣的作用是防止Fe²⁺被氧化；酸性條件下，亞鐵離子與氧氣反應生成鐵離子和水，其反應的離子方程式為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；高錳酸鉀與亞鐵離子反應，高錳酸鉀褪色，其反應的離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
故答案為：防止Fe²⁺被氧化；4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（3）A．銅和濃硫酸反應的方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂ ↑+2H₂O，該反應中產生有毒氣體二氧化硫，所以對環境有污染，不符合“綠色化學”理念，且硫酸的利用率不高，故A錯誤．
B．銅和稀硫酸不發生反應，不能制得硫酸銅，故B錯誤．
C．氧化銅和硫酸反應的方程式為：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，沒有污染物，且硫酸的利用率100%，符合“綠色化學”和“降低成本”理念，故C正確．
D．銅與Fe（SO₄）₃溶液反應反應方程式為：Cu+2Fe（SO₄）₃=CuCl₂+2FeCl₂，該反應雖有硝酸銅生成，但同時生成氯化銅，不能得到純凈硫酸銅，故D錯誤．
故答案為：C；
（4）MgO與碳粉和氯氣在一定條件下反應可制備MgCl₂，反應化學方程式：2MgO+C+2Cl₂=CO₂+2MgCl₂，反應產物為二氧化碳，若尾氣可用足量NaOH溶液完全吸收是氯氣、二氧化碳和氫氧化鈉反應的產物，反應的化學方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，產物為NaCl，NaClO，Na₂CO₃ ；
故答案為：2MgO+C+2Cl₂=CO₂+2MgCl₂；NaCl，NaClO，Na₂CO₃ ；
（5）CuSO₄溶液能用作P₄中毒的解毒劑，反應生成磷酸和銅，該反應的化學方程式是：P₄+10CuSO₄+16H₂O=10Cu+4H₃PO₄+10H₂SO₄，
故答案為：P₄+10CuSO₄+16H₂O=10Cu+4H₃PO₄+10H₂SO₄；
（6）①N點過程中加入氫氧化鈉，沉淀物質的量不變，是NH₄⁺與OH^-反應生成NH₃•H₂O，離子方程式為：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；
②10mL 1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂溶液中Al³⁺ 物質的量為0.01mol，NH₄⁺的物質的量為0.01mol，SO₄^2-的物質的量為0.02mol，20mL 1.2 mol•L^-1Ba（OH）₂溶液中Ba²⁺物質的量為0.024mol，OH^-為0.048mol，
由SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，可知SO₄^2-不足，故可以得到0.02mol BaSO₄，
Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
0.01mol 0.03mol 0.01mol
反應剩余OH^-為0.048mol-0.03mol=0.018mol，
NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O
0.01mol 0.01mol
反應剩余OH^-為0.018mol-0.01mol=0.008mol，
Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
0.008mol 0.008mol
故得到Al（OH）₃沉淀為0.01mol-0.008mol=0.002mol
則最終得到固體為0.02mol+0.002mol=0.022mol，
故答案為：0.022．

點評 本題考查核了硅酸鹽、氧化還原反應、元素化合物的性質、物質的制備工藝、化學圖象及化學計算，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．