结构性问题.docx
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结构性问题.docx
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结构性问题
結構性問題
1a)參照以下各種技術:
電解、過濾、蒸餾、分餾、紙色層分析法、昇華、結晶、用分液漏斗分離
就下列每項,從上述的技術中選擇一種或多於一種,以獲取劃有底線的物質。
i)從液態空氣中獲取氮ii)從氯化銀和硝酸銀溶液的混合物中獲取氯化銀iii)從紅色顏料和藍色顏料的混合物中獲取紅色顏料iv)從海水中獲取純水v)從碘和氧化鈣的混合物中獲取碘vi)從硫酸銅(II)溶液中獲取銅vii)從硫酸銅(II)溶液中獲取大顆的硫酸銅(II)晶體viii)從石蠟油和水的混合物中獲取石蠟油ix)從沙和鹽溶液的混合物中獲取沙、鹽和水x)從銅粉末和硫酸銅(II)溶液的混合物中獲取水b)某液體樣本可能是純水。
i)建議一種化學方法來證明該樣本含有水。
ii)建議一種測試方法來證明該樣本是純水。
(16分)
答案:
1a)i)分餾
(1)ii)過濾
(1)iii)紙色層分析法
(1)iv)蒸餾
(1)v)昇華
(1)vi)電解
(1)vii)結晶和過濾(1,1)viii)用分液漏斗分離
(1)ix)過濾和蒸餾(1,1)x)蒸餾
(1)b)i)用乾燥的氯化鈷(II)試紙測試樣本,
(1)水能令試紙由藍色變成粉紅色。
(1)或 用無水硫酸銅(II)測試樣本,水能令它由白色變成藍色。
ii)測定樣本的沸點。
(1)如果是純水,樣本會在100℃沸騰。
(1)
2a)要鑑定某牌子的墨水所含的顏料,首先把數滴墨水滴在濾紙的中心,然後讓它乾透。
再慢慢地把水加在該墨水點處。
過了一段時間後,濾紙上出現五個色環,如下圖所
示。
i)寫出把上述墨水所含的顏料分離的技術的名稱。
ii)為甚麼加在濾紙中心的墨水點應盡量細小?
iii)建議如何把水加在濾紙的中心。
iv)以上哪種顏料最溶於水?
試簡略解釋。
v)以下的實驗裝置亦可用來分離墨水中的顏料。
(1)繪出一幅附有標示的圖,展示當溶劑差不多到達濾紙的頂部時預期的實驗
結果。
(2)如果紅色顏料含有兩種成分,應如何改良這種技術,把這兩種成分分離出
來?
vi)舉出使用以上技術來鑑定墨水所含的顏料的一項優點。
b)用以下的裝置可測定一種在65℃至75℃之間熔化的固體樣本的熔點。
i)在上述實驗中,為甚麼不應把水強熱?
ii)如果要測定一種在120℃至130℃之間熔化的固體樣本的熔點,指出及解釋一
項以上裝置須要作出的修改。
c)描述及解釋如何從氯化鈉和硫酸鈣的固體混合物中獲取氯化鈉晶體和硫酸鈣。
(17分)
答案:
2a)i)紙色層分析法
(1)ii)為防止墨水只向某一邊擴散。
否則,不能把墨水所含的顏料完全分離。
(1)iii)使用滴管/橡皮頭移液管
(1)iv)黃色顏料
(1)顏料愈溶於水,它離開濾紙中心的距離便愈遠。
(1)v)
(1)
(2)
(2)使用另一種溶劑代替水。
(1)vi)即使顏料的含量很少,這種技術也可以測定出來。
(1)b)i)如果把水強熱,溫度會急速上升。
(1)溫度計的讀數未能追上溫度變化,因此結果會不準確。
(1)ii)用油浴代替水浴。
(1)因為水在100℃會沸騰。
(1)c)把水加入混合物中,
(1)氯化鈉會溶於水中,硫酸鈣則不會溶解。
(1)用過濾法把硫酸鈣從混合物中分離出來。
(1)把濾液(氯化鈉溶液)加熱直至獲得濃度高的溶液。
讓濾液在室溫下冷卻,便可獲
取氯化鈉的晶體。
(1)
3a)下圖是一張含有藍色、紅色、綠色三種顏料和四種溶液(A、B、C和D)的色層譜。
i)以上哪個溶液
(1)只含有藍色和紅色顏料?
(2)含有藍、綠和紅色以外的顏料?
ii)在進行紙色層分析時,應遵照以下的指引:
(1)不應用原子筆繪畫起點線。
(2)溶劑前沿應盡量接近濾紙的頂部。
就以上每項指引,提出一個原因。
iii)繪畫出一幅附有標示的圖,展示用來進行上述紙色層分析的實驗裝置。
b)把過量的銅加進濃硫酸,可獲取硫酸銅(II)溶液。
i)寫出涉及反應的化學方程式,並指出可觀察到的變化。
ii)提出一個方法,把過量的銅從硫酸銅(II)溶液中分離出來。
iii)繪出一幅附有標示的圖,展示在(ii)提及的方法所用的實驗裝置。
iv)用結晶法可從硫酸銅(II)溶液中獲取硫酸銅(II)晶體。
(1)簡述如何利用結晶法從硫酸銅(II)溶液中獲取硫酸銅(II)晶體。
(2)在結晶後,一般認為剩下的溶液仍然含有硫酸銅(II)。
提出化學方法來證明
溶液中含有硫酸銅(II),並寫出預期的觀察結果。
(20分)
答案:
3a)i)
(1)D
(1)
(2)B
(1)ii)
(1)原子筆的墨水含有顏料,
(1)這會使結果不準確。
(1)
(2)為確保顏料完全分離,以得出一個明顯的結果。
(1)iii)
(2)b)i)Cu(s)+2H2SO4(l)→CuSO4(aq)+SO2(g)+2H2O(l)
(1)銅會溶解,並生成藍色溶液。
(1)釋出刺鼻的氣體。
(1)ii)過濾
(1)iii)
(裝置正確1分;標示正確1分)
(2)iv)
(1)把硫酸銅(II)溶液加熱,直至溶液飽和。
(1)讓飽和溶液慢慢地冷卻,直至取得大顆的晶體。
(1)用過濾法把晶體分離出來。
用小量冷水清洗晶體,然後用濾紙把晶體弄乾。
(1)
(2)銅(II)離子的測試:
加入稀氫氧化鈉溶液/氨水。
(1)生成藍色沉澱物,該沉澱物不溶於過量的稀氫氧化鈉溶液中。
/生成藍色
沉澱物,該沉澱物可溶於過量的氨水中,生成深藍色的溶液。
(1)硫酸根離子的測試:
加入酸化氯化鋇溶液,
(1)會生成白色沉澱物。
(1)4一位學生將某糖果所含的橙色色素提取,並進行研究,所涉及的步驟如下:
步驟1︰準備糖果、一塊錶面玻璃、一個燒杯、安全眼鏡和100cm3的乙醇。
步驟2︰把糖果研成粉末。
步驟3︰把糖果粉末倒入一個盛有100cm3乙醇的燒杯中。
步驟4︰用錶面玻璃蓋著燒杯,並將混合物煮沸。
步驟5︰傾出液體,並把它蒸發,直至它變成深橙色。
步驟6︰進行實驗,研究橙色溶液中所含的着色劑。
a)為何要把糖果研成粉末?
b)為甚麼這項實驗應在空氣流通的實驗室內進行?
c)除了實驗室內必須空氣流通及學生應配戴安全眼鏡外,舉出另一項進行上述實驗時
應遵守的安全措施。
d)指出在步驟4用錶面玻璃蓋着燒杯的原因。
e)描述該名學生應怎樣進行步驟6。
(10分)
答案:
4a)增加糖果的表面面積,
(1)令提取色素的速率加快。
/可提取更多色素。
(1)b)乙醇是易燃的。
(1)c)在步驟4中,用水浴/用電把混合物加熱。
(1)d)防止溶劑/揮發性的着色劑逸走。
(1)e)用毛細管把橙色溶液點在色層分析紙的其中一端上,讓溶液風乾,再以同一溶液
點在同一點上,並重複數次。
(1)把色層分析紙捲起,再用訂書機把紙的兩側釘在一起。
(1)把1%氯化鈉溶液倒入一個燒杯內,高度至1cm。
把色層分析紙圈垂直放在燒杯中,
切記橙色點的位置要高於燒杯內溶液的高度。
(1)靜置色層分析紙,直至色素中的着色劑被離析。
(1)色層譜上出現的顏色點就是組成糖果的顏色的着色劑。
(1)5a)一位學生使用以下裝置從鹽溶液獲取水。
指出及解釋以上裝置的四項錯處。
b)參照以下的化學反應和資料,寫出提及的化合物(W、X、Y和Z)的名稱。
i)W的溶液與氨水反應,會生成白色沉澱物,該沉澱物能溶於過量的氨水中。
把
氯水加入W的溶液中,溶液會變成橙色。
ii)X的溶液與酸化硝酸銀溶液反應,會生成黃色沉澱物。
把它與氫氧化鈉溶液一
起加熱,會生成一種鹼性的氣體。
iii)固體Y在焰色試驗中令火焰呈金黃色。
把氯化鋇溶液加入Y的溶液中,會生成
白色沉澱物。
Y可把酸化高錳酸鉀溶液脫色。
iv)固體Z不溶於水。
它在焰色試驗中令火焰呈磚紅色。
它受熱時會釋出氣體,該
氣體能把石灰水變成乳白色。
c)水合硫酸鐵(II)晶體(FeSO47H2O)是綠色的。
把晶體加熱,它會變白並釋出煙霧。
i)釋出的煙霧是甚麼?
建議一個檢驗這種煙霧的化學方法。
ii)寫出涉及反應的化學方程式。
iii)讓水合硫酸鐵(II)晶體靜置於空氣中一段時間後,它會由綠色變成棕色。
簡略解
釋這個現象。
(16分)
答案:
5a)-蒸餾瓶內的液體太滿。
(1)加熱時,溶液可能會濺出。
(1)-應在蒸餾瓶內加入防漰沸小粒。
(1)如果沒有防漰沸小粒,鹽溶液沸騰時可能會劇烈波動。
(1)-冷凝器內的水流方向錯誤。
(1)冷水應從外管的下端進入而於上端離開,這樣可以得到較佳的冷卻效果。
(1)-溫度計的位置錯誤。
(1)要量度餾出的蒸氣的溫度,應把溫度計的球狀部分置於接駁著冷凝器的側管
管口附近。
(1)b)i)W︰溴化鋅
(1)ii)X︰碘化銨
(1)iii)Y︰亞硫酸鈉
(1)iv)Z︰碳酸鈣
(1)c)i)水蒸氣/水
(1)它會把乾燥的氯化鈷(II)試紙由藍色變成粉紅色。
/它會把無水硫酸銅(II)由
白色變成藍色。
(1)ii)FeSO47H2O(s)→FeSO4(s)+7H2O(g)
(1)iii)綠色的鐵(II)離子會被空氣中的氧氣氧化,生成棕色的鐵(III)離子。
(1)6完成下表。
物質
測試用的物品
可觀察到的變化
水
(a)
由白色變成藍色
氨氣
(b)
(c)
二氧化硫
(d)
(e)
(f)
(g)
發出爆鳴聲
氧氣
(h)
(i)
氯氣
濕潤的pH試紙
(j)
二氧化碳
(k)
(l)
乙烯
溶於1,1,1-三氯乙烷的溴
(m)
(n)
焰色試驗
紫色火焰
鐵(II)離子
(o)
(p)
鋅離子
氨水
(q)
硫酸根離子
酸化氯化鋇溶液
(r)
碘離子
(s)
黃色沉澱物
(19分)
答案:
6a)無水硫酸銅(II)
(1)b)濕潤的紅色石蕊試紙
(1)c)由紅色變成藍色
(1)d)酸化重鉻酸鉀溶液
(1)e)由橙色變成綠色
(1)f)氫氣
(1)g)燃燒中的木條
(1)h)帶有餘燼的木條
(1)i)令帶有餘燼的木條重燃
(1)j)變成紅色,繼而變白
(1)k)石灰水
(1)l)變成乳白色
(1)m)由橙色變成無色
(1)n)鉀離子
(1)o)稀氫氧化鈉溶液/氨水
(1)p)生成綠色沉澱物
(1)q)生成白色沉澱物,該沉澱物可溶於過量的氨水中
(1)r)生成白色沉澱物
(1)s)酸化硝酸銀溶液
(1)7就下列每對物質,舉出一個化學方法來鑑別它們。
指出在每個情況中的可觀察到的變化,
並寫出涉及反應的方程式(如有的話)。
a)稀氫氯酸和稀硫酸b)碳酸鉀溶液和碳酸氫鉀溶液c)硝酸鋅溶液和硝酸鋁溶液d)氯化銨和氯化鉀(不接受焰色試驗。
)e)亞硫酸鈉溶液和碳酸鈉溶液f)碳酸鎂和碳酸鈣(不接受焰色試驗。
)g)次氯酸鈉溶液和氯化鈉溶液h)食鹽和蔗糖
(34分)
答案:
7a)把氯化鈣溶液分別加入兩種酸中。
(1)氯化鈣溶液與稀氫氯酸沒有可觀察到的變化。
(1)氯化鈣溶液與稀硫酸反應,會生成白色沉澱物。
(1)Ca2+(aq)+SO42-(aq)→CaSO4(s)
(1)或 把硝酸銀溶液分別加入兩種酸中。
硝酸銀溶液會與稀氫氯酸反應,生成白色沉澱物。
Ag+(aq)+Cl-(aq)→AgCl(s)硝酸銀溶液與稀硫酸沒有可觀察到的變化。
b)把硝酸鈣溶液(或任何含有能與碳酸根離子生成沉澱物的金屬離子的溶液)分別加
入兩種溶液中。
(1)硝酸鈣溶液會與碳酸鉀溶液反應,生成白色沉澱物。
(1)Ca2+(aq)+CO32-(aq)→CaCO3(s)
(1)硝酸鈣溶液與碳酸氫鉀溶液沒有可觀察到的變化。
(1)c)把氨水分別加入兩種溶液中,直至過量。
(1)氨水會與硝酸鋅溶液反應,生成白色沉澱物,該沉澱物可溶於過量的氨水中。
(1)氨水會與硝酸鋁溶液反應,生成白色沉澱物,該沉澱物不溶於過量的氨水中。
(1)
Zn2+(aq)+2OH-(aq)→Zn(OH)2(s)
生成可溶解的化合物
(1)
Al3+(aq)+3OH-(aq)→Al(OH)3(s)
沒有可觀察到的變化
d)把兩種化合物分別與氫氧化鈉溶液/其他鹼溶液一起加熱。
(1)把氫氧化鈉溶液與氯化銨一起加熱,會生成一種氣體(氨)。
該氣體可把濕潤的紅色
石蕊試紙變成藍色。
(1)NH4+(aq)+OH-(aq)→NH3(g)+H2O(l)
(1)把氫氧化鈉溶液與氯化鉀一起加熱,則沒有可觀察到的變化。
(1)e)把酸化重鉻酸鉀溶液分別加入兩種溶液中。
(1)亞硫酸鈉溶液會把酸化重鉻酸鉀溶液由橙色變成綠色。
(1)3SO32-(aq)+Cr2O72-(aq)+8H+(aq)→3SO42-(aq)+2Cr3+(aq)+4H2O(l)
(1)酸化重鉻酸鉀溶液與碳酸鈉溶液反應,會釋出氣體,但溶液的顏色則維持不變。
(1)CO32-(aq)+2H+(aq)→CO2(g)+H2O(l)
(1)f)把兩種固體分別加入稀硫酸中。
(1)碳酸鎂會在酸中溶解,並出現泡騰。
(1)MgCO3(s)+2H+(aq)→Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l)
(1)把碳酸鈣加入酸中,最初會釋出氣泡,但反應很快便停止。
(因為生成不可溶解的硫
酸鈣,它會阻止碳酸鈣進一步反應。
)
(1)g)把稀氫氯酸分別加入兩種溶液中。
(1)稀氫氯酸與次氯酸鈉溶液反應,會釋出氣體,該氣體能把濕潤的藍色石蕊試紙變成
紅色,繼而變白。
(1)OCl-(aq)+Cl-(aq)+2H+(aq)→Cl2(g)+H2O(l)
(1)把稀氫氯酸加入氯化鈉溶液中,並沒有可觀察到的變化。
(1)h)把濃硫酸分別加在兩種固體上。
(1)白色的蔗糖會先變成深棕色,繼而變成黑色。
(1)濃硫酸C12H22O11(s)12C(s)+11H2O(g)
(1)食鹽會釋出煙霧。
(1)NaCl(s)+H2SO4(l)→NaHSO4(aq)+HCl(g)
(1)8為了鑑定固體A、B和C所含的離子,進行了一些測試。
a)固體A含有鋁離子。
若把稀氫氧化鈉溶液加入A的溶液中,直至過量,預期會有甚麼可觀察到的變化?
寫出涉及的反應的離子方程式。
b)固體B含有溴離子。
i)簡述如何鑑定B的溶液含有溴離子,並寫出涉及的反應的離子方程式。
ii)海水含有多種溶解的離子。
解釋為何採用上述檢驗溴離子的方法來檢驗海水並
不可靠。
c)固體C是水合硫酸鐵(II)。
i)水合硫酸鐵(II)呈甚麼顏色?
ii)簡述如何鑑定C的溶液含有硫酸根離子,並寫出涉及的反應的離子方程式。
iii)硫酸鐵(II)溶液與某元素X反應時,鐵的氧化數會由+2減至0。
(1)建議X可能是甚麼。
(2)在反應中會觀察到甚麼?
(3)指出在反應中硫酸鐵(II)溶液是還原劑抑或是氧化劑,並加以解釋。
iv)建議一個方法來鑑別硫酸鐵(II)和硫酸鐵(III)兩種溶液。
(16分)
答案:
8a)生成白色沉澱物,
(1)該沉澱物可溶於過量的稀氫氧化鈉溶液中,生成無色的溶液。
(1)Al3+(aq)+3OH-(aq)→Al(OH)3(s)
(1)b)i)把稀硝酸加入B的溶液中,然後再加入硝酸銀溶液,
(1)會生成奶白色沉澱物。
(1)Ag+(aq)+Br-(aq)→AgBr(s)
(1)
ii)海水中的氯離子/其它鹵離子會與試劑反應,生成沉澱物。
(1)c)i)綠色
(1)ii)把稀氫氯酸加入C的溶液中,然後再加入氯化鋇溶液,
(1)會生成白色沉澱物。
(1)Ba2+(aq)+SO42-(aq)→BaSO4(s)
(1)iii)
(1)鋁/鎂/鋅
(1)
(2)下列任何一項︰
(1)鋁/鎂/鋅會溶解。
生成呈銀色的固體。
溶液的顏色會消褪。
(3)在反應中硫酸鐵(II)溶液是氧化劑,因為鐵的氧化數由+2減至0。
(1)iv)下列任何一項︰(12)-觀察它們的顏色。
硫酸鐵(II)溶液是淺綠色的,硫酸鐵(III)溶液則是黃色。
-把酸化高錳酸鉀溶液分別加入兩種溶液中。
硫酸鐵(II)溶液會由淺綠色變成黃色,硫酸鐵(III)溶液則沒有可觀察到的變
化。
-把稀氫氧化鈉溶液/氨水分別加入兩種溶液中。
硫酸鐵(II)溶液會生成綠色沉澱物,硫酸鐵(III)溶液則會生成紅棕色沉澱物。
-把二氧化硫氣體分別通入兩種溶液中。
硫酸鐵(III)溶液會由黃色變成淺綠色,硫酸鐵(II)溶液則沒有可觀察到的變
化。
9推斷在下列每個情況中所提及的物質是甚麼。
以適當的方程式輔助,簡略解釋你的答案。
a)它是一種酸性氣體,並能把石灰水變成乳白色,也可把酸化高錳酸鉀溶液脫色。
b)它的溶液與酸化硝酸銀溶液反應,會生成奶白色沉澱物。
把它與氫氧化鈉溶液一起
加熱,會生成一氣體,該氣體能把濕潤的pH試紙變成藍色。
c)它是金屬。
它不會與濃氫氯酸反應,但會與濃硝酸反應,並生成藍色溶液。
d)它在焰色試驗中令火焰呈金黃色。
把它加進稀氫氯酸中,會釋出一氣體。
該氣體能
把酸化重鉻酸鉀溶液由橙色變成綠色。
(18分)
答案:
9a)二氧化硫
(1)二氧化硫與石灰水反應,會生成不可溶解的亞硫酸鈣。
(1)Ca(OH)2(aq)+SO2(g)→CaSO3(s)+H2O(l)
(1)二氧化硫會把紫色的高錳酸根離子還原成無色的錳(II)離子。
(1)2MnO4-(aq)+5SO32-(aq)+6H+(aq)→2Mn2+(aq)+5SO42-(aq)+3H2O(l)
(1)b)溴化銨
(1)溴離子與銀離子反應,會生成奶白色的溴化銀。
(1)Ag+(aq)+Br-(aq)→AgBr(s)
(1)銨離子與氫氧離子反應,生成氨氣。
氨氣會把濕潤的pH試紙變成藍色。
(1)NH4+(aq)+OH-(aq)→NH3(g)+H2O(l)
(1)
c)銅
(1)銅不會與濃氫氯酸反應,但會與濃硝酸反應,生成藍色的硝酸銅(II)溶液。
(1)Cu(s)+2NO3-(aq)+4H+(aq)→Cu2+(aq)+2NO2(g)+2H2O(l)
(1)d)亞硫酸鈉
(1)鈉在焰色試驗中令火焰呈金黃色。
(1)亞硫酸根離子與稀氫氯酸反應,會生成二氧化硫。
二氧化硫可把橙色的重鉻酸根離
子還原為綠色的鉻(III)離子。
(1)Na2SO3(s)+2HCl(aq)→2NaCl(aq)+SO2(g)+H2O(l)
(1)3SO32-(aq)+Cr2O72-(aq)+8H+(aq)→3SO42-(aq)+2Cr3+(aq)+4H2O
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