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1、专题2实验流程及综合推断训练1实验流程1.自然界水体中的碳元素主要以碳酸盐、碳酸氢盐和有机物形式存在。水体中有机物含量是水质的重要指标，常用总有机碳衡量(总有机碳)。某学习兴趣小组用如下实验方法测定采集水样的总有机碳。步骤1：量取50 mL水样，加入足量硫酸，加热，通N2，并维持一段时间(装置见下图，夹持类仪器省略)。步骤2：再向水样中加入过量的K2Cr2O7溶液(可将有机物中的碳元素氧化成CO2)，加热，充分反应，生成的CO2完全被100 mL 0.205 molL1的Ba(OH)2溶液吸收。步骤3：将吸收CO2后的浊液过滤并洗涤沉淀，再将洗涤得到的滤液与原滤液合并，加水配制成500 mL溶
2、液。量取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入指示剂，并滴加0.050 00 molL1的H2C2O4溶液，发生反应：Ba(OH)2H2C2O4=BaC2O42H2O恰好完全反应时，共消耗H2C2O4溶液20.00 mL。(1)步骤1的目的是_。(2)计算水样的总有机碳(以mgL1表示)，并写出计算过程。(3)用上述实验方法测定的水样总有机碳一般低于实际值，其原因可能是_。(4)高温燃烧可将水样中的碳酸盐、碳酸氢盐和有机物所含碳元素转化为CO2，结合高温燃烧的方法，改进上述实验。请补充完整改进后的实验方案：取V L的水样，分为两等份；将其中一份水样高温燃烧，测定生成CO2的物质的量为n1 mol
3、；_，测定生成CO2的物质的量为n2 mol。利用实验数据计算，所取水样的总有机碳为_ mgL1(用含字母的代数式表示)。2.(2019金陵中学学测模拟)镁、铝及其化合物有重要的用途。(1)硝酸铝Al(NO3)3是一种常用媒染剂。工业上用铝灰(主要含Al、Al2O3、Fe2O3)制取硝酸铝晶体Al(NO3)39H2O的流程如下：写出反应的离子方程式：_、_。若在实验室中完成反应，为避免铝的损失，需要解决的问题是_，可采取的措施为_。若用下图所示实验装置制取Al(NO3)3，通入水蒸气的作用是_。(2)铝碳酸镁AlaMgb(CO3)c(OH)deH2O用于治疗慢性胃炎。称取3.01 g铝碳酸镁样
4、品溶于50 mL 2 molL1的盐酸(过量)，收集到气体112 mL(标准状况)；往所得溶液中加入40 mL 3 molL1的NaOH溶液，过滤，将所得沉淀洗涤、干燥、称量得固体1.74 g；再将滤液稀释到100 mL，测得溶液中OH的浓度为0.1 molL1。通过计算确定铝碳酸镁的化学式(写出计算过程)。3.(2019淮安市学测模拟)某兴趣小组对一份质量为100 g的某种铝土矿(主要成分为Al2O3和SiO2，另有一些不参与反应的杂质)样品进行性质研究，具体如下：(1)在进行反应1时出现了如下图所示的曲线，反应的过程中缓慢滴加NaOH溶液到a点即止。请问到a点时溶液中的溶质有_。(2)若反
5、应2还生成一种还原性气体，请写出反应2的化学反应方程式：_。(3)铝硅比的大小对氧化铝生产制备方法的选择提供依据(铝硅比(A/S)Al2O3的质量分数/SiO2的质量分数)，氧化铝的制备方法大致有：拜耳法(A/S810)、联合法(A/S57)、烧结法(A/S3.55)。为了研究以此类铝土矿生产氧化铝所适合的方法，该兴趣小组进行了如下的实验：向AlN中加入NaOH溶液(AlNNaOHH2O=NaAlO2NH3)，当反应完全时共收集到1.76 mol的NH3。将残渣经过洗涤、干燥处理后，与过量的碳在隔绝空气、高温条件下发生反应(SiO23C=SiC2CO)，当反应完全时共收集到CO气体5.6 L(
6、标准状况下)。已知：AlCl33NaAlO26H2O=4Al(OH)33NaCl请问若以本份铝土矿样品为依据进行氧化铝的工业化生产，你认为何种方法比较适合？(直接写出结果没有解题过程的不给分)4.(2019泰州中学学测模拟)碳、硫的含量影响钢铁性能。某兴趣小组用如下流程对钢样进行探究。(1)钢样中硫元素以FeS形式存在，FeS在足量氧气中灼烧，生成的固体产物中Fe、O两种元素的质量比为218，则该固体产物的化学式为_。(2)检验钢样灼烧生成气体中的CO2，需要的试剂是_(填字母)。a.酸性KMnO4溶液 b.澄清石灰水c.饱和小苏打溶液 d.浓H2SO4(3)取10.00 g钢样在足量氧气中充
7、分灼烧，将生成的气体用足量1%的H2O2溶液充分吸收，再用0.100 0 molL1NaOH溶液滴定吸收液至终点，消耗NaOH溶液20.00 mL；另取10.00 g钢样在大量氧气中充分灼烧，将生成的气体通过通有足量碱石灰的U形管(如图)，碱石灰增重0.614 g。用1%H2O2溶液吸收SO2，发生反应的离子方程式为_。分别计算该钢样中硫、碳元素的质量分数。(写出计算过程)实验测得的碳元素质量分数比真实值偏高，其可能的原因是_(填字母)。a.U形管中生成的亚硫酸盐吸收了O2b.碱石灰吸收了空气中的CO2c.气体通过碱石灰的流速过快，未被充分吸收答案精析1.(1)将水样中的CO和HCO转化为CO
8、2，并将CO2完全赶出(2)n(H2C2O4)1.000103 mol，与H2C2O4反应的Ba(OH)2的物质的量n1Ba(OH)2n(H2C2O4)1.000103 mol，与CO2反应的Ba(OH)2的物质的量n2Ba(OH)21.000103 mol5.000104 mol，由水样中有机物转化而成CO2的物质的量n(CO2)n2Ba(OH)25.000104 mol，水样中有机物所含碳元素的物质的量n(C)n(CO2)5.000104 mol水样的总有机碳120 mgL1。(3)加热过程中，损失了部分易挥发有机物(4)向另一份水样中加入足量硫酸，加热，通N2，维持一段时间2.(1)2A
9、l2OH2H2O=2AlO3H2Al2O32OH=2AlOH2O如何控制反应终点(或硝酸的用量)将加入稀硝酸改为通入过量CO2升高温度、搅拌，加快反应速率(2)n(CO)0.005 mol、n(Mg2)0.03 moln(Al3)0.01 moln(OH)0.08 moln(H2O)0.02 mol，进而得出化学式为Al2Mg6(CO3)(OH)164H2O。3.(1)NaAlO2、NaCl(2)Al2O3N23C2AlN3CO(3)由题可知：n(NH3)1.76 molV(CO)5.6 L那么n(CO) mol0.25 molSiO23C=SiC2CO0.125 mol 0.25 mol则铝
10、土矿中m(SiO2)0.12560 g7.5 g由AlNNaOHH2O=NaAlO2NH3AlCl33NaAlO26H2O=4Al(OH)33NaCl可知存在以下比例关系：3NaAlO24Al(OH)34AlN4NH31.32 mol 1.76 molAl2O32NaAlO20.66 mol 1.32 mol则铝土矿中m(Al2O3)1020.66 g67.32 gw(Al2O3)67.32/100100%67.32%w(SiO2)7.5/100100%7.5%那么A/S67.32%7.5%8.97688.97610，所以应该选用拜耳法。4.(1)Fe3O4(2)ab(3)H2O2SO2=2HSOn(S)n(SO2)n(NaOH)1/20.020 00 L0.100 0 molL11.000103 molw(S)100%0.32%m(CO2)0.614 gm(SO2)0.550 gn(C)n(CO2)0.012 5 molw(C)100%1.5%。ab第 页
