考點5.碳元素形成的其他單質 近年來科學家們發(fā)現(xiàn).除金剛石.石墨外.還有一些由碳元素形成的單質.如C60.納米碳管等.一個C60分子是由60個碳原子構成的形似足球狀的大分子.共有32個面的近似足球的結構中共有60個頂點.各有一碳原子.目前.人們對C60分子及納米碳管的結構和反應的認識正在不斷深入.它們在材料科學.超導體等方面的應用正在深入地研究. 第15講 二氧化碳的性質.用途及制法 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

某興趣小組在復習鐵的冶煉時,在參考資料上發(fā)現(xiàn)以下一段文字:已知在不同的溫度下,CO與鐵的氧化物反應能生成另一種鐵的氧化物(或鐵單質)和CO2.他們不禁產(chǎn)生了疑問:課本上冊124頁的實驗中,CO與Fe2O3反應生成的黑色物質真的是Fe粉嗎?于是他們進行了以下探究.
[查閱資料]
資料一:Fe粉和Fe3O4粉末能被磁鐵吸引而FeO(黑色)不能;
資料二:Fe3O4中鐵元素有+2、+3兩種化合價,其化學式可用FeO?Fe2O3 的形式表示;
[提出猜想]黑色物質可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一種或幾種.
[進行實驗]興趣小組收集了CO與Fe2O3反應生成的黑色物質進行了下列實驗:
實驗方案 實驗現(xiàn)象
取少量黑色物質用磁鐵吸引 黑色物質全部被磁鐵吸引
取少量黑色物質加入30%熱的鹽酸中 無氣泡、溶液顏色變成黃綠色
取少量黑色物質加入硫酸銅溶液中 無任何現(xiàn)象
[實驗結論]
(1)甲實驗現(xiàn)象說明黑色物質中沒有
FeO
FeO
,乙、丙實驗現(xiàn)象說明黑色物質中沒有
Fe
Fe

(2)生成的黑色物質應為Fe3O4;
(3)寫出黑色粉末和熱的鹽酸反應的化學方程式
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

[拓展探究]同學們對Fe3O4產(chǎn)生了興趣,從參考資料中找到了氧化沉淀法生產(chǎn)復印用高檔Fe3O4粉的工藝流程簡圖.
[生產(chǎn)流程]

[查閱資料]
資料一:硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度如表所示:
溫度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
資料二:Fe(OH)2受氧氣氧化反應原理為:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
資料三:獲得Fe3O4的反應原理為:Fe(OH)2+2Fe(OH)3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
[問題討論]
(1)溶解時,用50℃至80℃的熱水目的是
在50℃~80℃時,硫酸亞鐵的溶解度較大,有利于溶解的更多,提高產(chǎn)率
在50℃~80℃時,硫酸亞鐵的溶解度較大,有利于溶解的更多,提高產(chǎn)率

(2)寫出加入適量NaOH溶液時發(fā)生反應的化學方程式
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4

(3)上述過程中,要控制“通一定量空氣”的目的是
控制Fe(OH)2轉化為Fe(OH)3的量
控制Fe(OH)2轉化為Fe(OH)3的量

(4)要使四氧化三鐵的產(chǎn)率最高,則上述流程中產(chǎn)生的Fe(OH)2和Fe(OH)3的最佳質量比為
90:214
90:214

(5)副產(chǎn)品P是硫酸鈉,由溶液N獲得該副產(chǎn)品的操作順序是b→
c
c
a
a
→d.
a.過濾   b.加熱濃縮     c.冷卻結晶    d.晶體加熱至完全失去結晶水
[組成確定]為確定用以上方法制得的四氧化三鐵中可能含有的雜質,同學們又進行了下列實驗探究.
[查閱資料]
資料一:難溶性堿受熱時能分解產(chǎn)生金屬氧化物和水(反應中各種元素的化合價不變);
資料二:Fe2O3和CO反應是隨溫度升高而逐步進行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;
[提出猜想]Fe3O4中可能含有的雜質是Fe2O3和FeO中的一種或兩種.
[實驗設計]同學們稱取了23.28g該Fe3O4樣品進行了下列實驗:

[實驗分析]因探究思路不同,興趣小組分成甲、乙兩小組.
甲組:
(1)該組同學欲通過B裝置反應前后的質量變化來計算確認該Fe3O4樣品中的雜質.
B中的最佳試劑是
(填序號)
①澄清石灰水     ②氫氧化鈉濃溶液    ③稀鹽酸         ④水
(2)上述實驗過程中,CO氣體除作為反應物外,能起到的作用是:
①實驗開始時,排盡裝置中的空氣,防止
防止爆炸
防止爆炸
;
②停止加熱后,繼續(xù)通CO氣體,防止
防止生成物被氧化
防止生成物被氧化
,以及B中的溶液倒吸入A中;
在本實驗中,CO氣體還能起到的作用是③
讓二氧化碳全部進入B瓶中
讓二氧化碳全部進入B瓶中

(3)尾氣如何處理?
點燃
點燃

乙組:
利用儀器測定并繪制成反應過程中A裝置中玻璃管內的固體質量隨溫度的變化曲線(如圖)

(1)寫出BC段發(fā)生反應的化學方程式:
Fe3O4+CO
 高溫 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高溫 
.
 
3FeO+CO2

(2)通過分析計算確定:該Fe3O4樣品中含有的雜質是
Fe2O3
Fe2O3
.(不需要寫過程)

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人類社會的發(fā)展離不開能源。當今社會,人類利用的能源主要來自化石燃料。(1)用來驅動汽車、飛機和輪船的燃料主要是從石油中根據(jù)不同沸點范圍分餾出來的汽油、航空煤油、柴油等,石油分餾的過程屬__________變化;剂现兄饕刑、氫元素,完全燃燒的產(chǎn)物是_____________,還含有硫、氮等元素,燃燒時會轉化為_________________。

(2)西氣東輸,將改變我市居民的氣體燃料結構。下表是幾種氣體燃料的價格和熱值:

燃燒物

煤氣

液化石油氣

天然氣

價格

1.4元/千克

6.0元/千克

1.8元/千克

熱值

1.56×104kJ/kg

4.5×104kJ/kg

3.9×104kJ/kg

 

 

 

 

綜合考慮,你將選用哪種燃料              理由是________________             。   

(3)化石燃料不僅是優(yōu)質的能量資源,還是寶貴的化工資源。聚乙烯是一種最常用的塑料,它是以石油裂解氣體乙烯(CH2=CH2)為原料,經(jīng)許多乙烯分子打開雙鍵(-CH2-CH2-)連在一起,聚合成大分子而形成的。下圖是聚乙烯分子形成過程的示意圖,卡通畫中單個小人代表一個乙烯分子。聚乙烯其中的部分結構可表示為:…                       …。

(4)開發(fā)和利用清潔高效而又用之不竭的新能源,是21世紀人類面臨的重要課題。①2006年1月起,我省蘇北四市推廣使用乙醇汽油。乙醇可利用農(nóng)作物發(fā)酵制得,農(nóng)作物在催化劑作用下轉化為葡萄糖(C6H12O6),然后葡萄糖在酒化酶的作用下轉化為乙醇和二氧化碳,寫出葡萄糖轉化為乙醇的化學方程式                     _________ 。

②氫氣是一種未來理想的能源,F(xiàn)通過生物法制得的氫氣中混有CO2、O2和水蒸氣等(氫氣的體積分數(shù)通常為60℅~90℅),為了得到純凈的氫氣,將混合氣體依次通過NaOH溶液、灼熱的Cu絲和干燥裝置。該除雜方案是否正確?          ,理由是                     

                                                                 

【解析】(1)沒有新物質生成的變化屬于物理變化,含有碳、氫元素的物質完全燃燒能生成水和二氧化碳,含有的硫、氮等元素,燃燒時會轉化為二氧化硫和氮的氧化物;

(2)可以通過計算單位價格購買的熱量來選擇燃料.

(3)本題是一信息給予題,通過題中信息進行分析解答.

(4)①書寫化學方程式時首先要正確寫出反應物和生成物的化學式,然后配平,再注明反應條件.

②除去一種氣體中的其他雜質時,要選擇適當?shù)奈镔|并注意除雜的順序,還有除雜過程中可能發(fā)生的反應等.當氫氣和氧氣混合遇到高溫或明火時有可能發(fā)生爆炸.

 

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同步練習冊答案