合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组-优题课

合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某含镁3％~5％的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白。
〖实验方案一〗将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
〖实验步骤〗
（1）称取5.4 g铝镁合金粉末样品，溶于VmL 2.0 mol/LNaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V ≥ 　　　　　　　　　　　　　　。
（2）过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将
　　　　　　　　(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
〖实验方案二〗将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约20℃，1.01×10⁵Pa）的体积。
〖问题讨论〗
（3）同学们拟选用下列实验装置完成实验：
　
①你认为最简易的装置其连接顺序是（填接口字母，可不填满）：
A接（　　）（　　）接（　　）（　　）接（　　）
②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因。　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为合理的是　　　　　　。

A．待实验装置冷却后再读数

B．上下移动量筒F，使其中液面与广口瓶中液面相平

C．上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平

D．视线与凹液面的最低点水平，读取量筒中水的体积

科目化学题型实验题难度未知

凯氏定氨法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量．已知： $N H_{3} + H_{3} B O_{3} = N H_{3} • H_{3} B O_{3} ； N H_{3} • H_{3} B O_{3} + H C l = N H_{4} C l + H_{3} B O_{3}$ ．

回答下列问题：

（1）a的作用是________．

（2）b中放入少量碎瓷片的目的是________．f的名称是________．

（3）清洗仪器：g中加蒸馏水：打开 $K_{1}$ ，关闭 $K_{2}$ 、 $K_{3}$ ，加热b，蒸气充满管路：停止加热，关闭 $K_{1}$ ， g中蒸馏水倒吸进入c，原因是________；打开 $K_{2}$ 放掉水，重复操作2～3次．

（4）仪器清洗后，g中加入硼酸（ $H_{3} B O_{3}$ ）和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭 $K_{1}$ ， d中保留少量水，打开 $K_{1}$ ，加热b，使水蒸气进入e．

①d中保留少量水的目的是________．

②e中主要反应的离子方程式为________，e采用中空双层玻璃瓶的作用是________．

（5）取某甘氨酸（ $C_{2} H_{3} N O_{2}$ ）样品m 克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为 $c m o l • L^{﹣ 1}$ 的盐酸 $V m L$ ，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%．

东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品．回答下列问题：

（1）镍元素基态原子的电子排布式为________，3d能级上的未成对电子数为________．

（2）硫酸镍溶于氨水形成[Ni（NH ₃） ₆]SO ₄蓝色溶液．

①[Ni（NH ₃） ₆]SO ₄中阴离子的立体构型是________．

②在[Ni（NH ₃） ₆]SO ₄中Ni ²⁺与NH ₃之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是________．

③氨的沸点________（填"高于"或"低于"）膦（PH ₃），原因是________；氨是________分子（填"极性"或"非极性"），中心原子的轨道杂化类型为________．

（3）单质铜及镍都是由________键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：I _Cu=1 958kJ•mol ^﹣ ¹、I _Ni=1 753kJ•mol ^﹣ ¹，I _Cu＞I _Ni的原因是________．

（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________．

②若合金的密度为d g•cm ^﹣ ³，晶胞参数a=________nm．

双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂．生产双氧水常采用蒽醌法，其反应原理和生产流程如图所示：

生产过程中，把乙基蒽醌溶于有机溶剂配制成工作液，在一定温度、压力和催化剂作用下进行氢化，再经氧化、萃取、净化等工艺得到双氧水．回答下列问题：

（1）蒽醌法制备H ₂O ₂理论上消耗的原料是________，循环使用的原料是________，配制工作液时采用有机溶剂而不采用水的原因是________．

（2）氢化物A中反应的化学方程式为________．进入氧化塔C的反应混合液中的主要溶质为________．

（3）萃取塔D中的萃取剂是________，选择其作萃取剂的原因是________．

（4）工作液再生装置F中要除净残留的H ₂O ₂，原因是________．

（5）双氧水浓度可在酸性条件下用KMnO ₄溶液测定，该反应的离子方程式为________，一种双氧水的质量分数为27.5%（密度为1.10g•cm ^﹣ ³），其浓度为________mol•L ^﹣ ¹．

聚合硫酸铁（PFS）是水处理中重要的絮凝剂，如图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程．

回答下列问题

（1）废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分为________．粉碎过筛的目的是________．

（2）酸浸时最合适的酸是________，写出铁锈与酸反应的离子方程式________．

（3）反应釜中加入氧化剂的作用是________，下列氧化剂中最合适的是________（填标号）．

$K M n O_{4}$

$C l_{2}$

$H_{2} O_{2}$

$H N O_{3}$

（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内，pH偏小时 $F e^{3 +}$ 水解程度弱，pH偏大时则________．

（5）相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是________．

（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为 $B = \frac{3 n (OH)}{n (Fe)}$ （n为物质的量）．为测量样品的B值，取样品 $m g$ ，准确加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，以酚酞为指示剂，用 $c m o l • L^{﹣ 1}$ 的标准NaOH溶液进行中和滴定（部分操作略去，已排除铁离子干扰）．到终点时消耗NaOH溶液 $V m L$ ．按上述步骤做空白对照试验，消耗NaOH溶液 $V_{0} m L$ ，已知该样品中Fe的质量分数w，则B的表达式为________．

煤燃烧排放的烟含有 $S O_{2}$ 和 $N O_{x}$ ，形成酸雨、污染大气，采用 $N a C l O_{2}$ 溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝．回答下列问题：

（1） $N a C l O_{2}$ 的化学名称为________．

（2）在鼓泡反应器中通入含 $S O_{2}$ 、 $N O_{x}$ 的烟气，反应温度323K， $N a C l O_{2}$ 溶液浓度为 $5 \times 10^{﹣ 3} m o l • L^{﹣ 1}$ ．反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表．

离子	$S O 4^{2 ﹣}$	$S {O_{3}}^{2 ﹣}$	$N {O_{3}}^{﹣}$	$N {O_{2}}^{﹣}$	$C l^{﹣}$
c/ $（ m o l • L^{﹣ 1} ）$	$8.35 \times 10^{﹣ 4}$	$6.87 \times 10^{﹣ 6}$	$1.5 \times 10^{﹣ 4}$	$1.2 \times 10^{﹣ 5}$	$3.4 \times 10^{﹣ 3}$

①写出 $N a C l O_{2}$ 溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式________．增加压强，NO的转化率________（填"提高"、"不变"或"降低"）．

②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐________（填"增大"、"不变"或"减小"）．

③由实验结果可知，脱硫反应速率________脱硝反应速率（填"大于"或"小于"）原因是除了 $S O_{2}$ 和NO在烟气中初始浓度不同，还可能是________．

（3）在不同温度下， $N a C l O_{2}$ 溶液脱硫、脱硝的反应中 $S O_{2}$ 和NO的平衡分压 $p_{0}$ 如图所示．

①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______（填"增大"、"不变"或"减小"）．

②反应 $C l O_{2}^{﹣} + 2 S {O_{3}}^{2} ﹣ ═ 2 S {O_{4}}^{2 ﹣} + C l^{﹣}$ 的平衡常数K表达式为________．

（4）如果采用 $N a C l O$ 、 $C a （ C l O_{2})$ 替代 $N a C l O_{2}$ ，也能得到较好的烟气脱硫效果．

①从化学平衡原理分析， $C a （ C l O ）_{2}$ 相比 $N a C l O$ 具有的优点是________．

②已知下列反应：

$S O_{2} （ g ） + 2 O H^{﹣} （ a q ） ═ S {O_{3}}^{2 ﹣} （ a q ） + H_{2} O （ 1 ） △ H_{1}$

$C l O^{﹣} （ a q ） + S O_{3}^{2 ﹣} （ a q ） ═ S O_{4}^{2 ﹣} （ a q ） + C l^{﹣} （ a q ） △ H_{2}$

$C a S O_{4} （ s ） ═ C a^{2 +} （ a q ） + S O_{4}^{2 ﹣} （ a q ） △ H_{3}$

则反应 $S O_{2} （ g ） + C a^{2 +} （ a q ） + C l O^{﹣} （ a q ） + 2 O H^{﹣} （ a q ） ═ C a S O_{4} （ s ） + H_{2} O （ l ） + C l^{﹣}$ （aq）的△H=________．