题目内容

【题目】某研究小组为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下实验:

Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果:___________________与盐酸反应最剧烈。

(2)Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强,反应的离子方程式为__________________________________________

(3)资料显示:钠、镁、铝都可以用于制备储氢的金属氢化物。

NaH是离子化合物,能与水反应生成H2;NaAlH4是一种良好的储氢材料,与水反应也能产生氢气,其化学反应方程式为____________________________

Ⅱ.为验证氯、溴、碘三种元素的非金属性强弱,用下图所示装置进行试验(夹持仪器已略去,气密性已检验)

实验过程:

①打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。

②当BC中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。

③当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。

④……

(4)A中发生反应生成氯气,请写出该反应的离子方程式:________________________

(5)B、C管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是__________________________________________

(6)为验证溴的氧化性强于碘,过程④的操作和现象是___________________________

(7)过程③实验的目的是_________________________________________________

(8)请运用原子结构理论解释氯、溴、碘非金属性逐渐减弱的原因:_________________

【答案】 钾(K) S2+Cl2 = S↓+2Cl NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2 2MnO4+16H++10Cl = 2Mn2++5Cl2↑+8H2O 吸收氯气防止污染 环境 打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡。静止后CCl4层溶液变为紫红色 确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰 同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱

【解析】Ⅰ.(1)金属活泼性顺序为:钾>钠>镁>铝,所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钾,反应速率最慢的是铝;(2)氯气氧化性强于硫单质,所以氯气能够与硫离子反应生成硫,反应的离子方程式为:S2-+Cl2S↓+2Cl-;(3)① NaH和水反应的方程式为:NaH+H2ONaOH+H2↑,其中水是氧化剂,NaH是还原剂;由上述反应不难发现NaAlH4中的H呈-1价,同样可以被水氧化为氢气,同时生成NaAlO2,即:NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑;

Ⅱ.(4A中高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气、氯化钾、氯化锰和水的离子方程式为:2MnO4+16H++10Cl=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;(5BC管口“浸有NaOH溶液的棉花”的作用是:吸收氯气,防止污染空气;(6)为验证溴的氧化性强于碘,过程④的操作和现象是打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡。静止后CCl4层溶液变为紫红色,其中紫红色为I2溶解在CCl4呈现的颜色;(7)由于氯气能干扰溴与碘化钾的反应,因此过程③实验的目的是确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰;(8)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱。

练习册系列答案
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【题目】工、农业废水以及生活污水中浓度较高的会造成氮污染。工业上处理水体中的一种方法是零价铁化学还原法。某化学小组用废铁屑和硝酸盐溶液模拟此过程,实验如下。

1先用稀硫酸洗去废铁屑表面的铁锈,然后用蒸馏水将铁屑洗净。

①除锈反应的离子反程式是__________

②判断铁屑洗净的方法是__________

2KNO3溶液的pH调至2.5。从氧化还原的角度分析调低溶液pH的原因是__________

3将上述处理过的足量铁屑投入(2)的溶液中。如图表示该反应过程中,体系内相关离子浓度、pH随时间变化的关系。请根据图中信息回答:

①t1时刻前该反应的离子方程式是__________

t2时刻后,该反应仍在进行,溶液中的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,可能的原因是__________

4铁屑与KNO3溶液反应过程中向溶液中加入炭粉,可以增大该反应的速率,提高的去除效果,其原因是__________

【答案】 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 测最后一次洗涤液的pH,若为7,则说明铁屑已洗净(或取少量最后一次洗涤液加入BaCl2溶液,若无明显现象,则说明铁屑已洗净) 在酸性条件下的氧化性强,易被铁屑还原 4Fe++10H+=4Fe2+++3H2O 生成的Fe2+水解 炭粉和铁构成了无数微小的原电池加快反应速率

【解析】(1). ①. 铁锈的主要成分是Fe2O3,与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,反应的离子方程式为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O故答案为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

②. 判断铁屑是否洗净的方法是测最后一次洗涤液的pH,若为7,则说明铁屑已洗净故答案为:测最后一次洗涤液的pH,若为7,则说明铁屑已洗净;

(2). pH调至2.5,是因为NO3在酸性条件下的氧化性强,易被铁屑还原,故答案为:NO3在酸性条件下的氧化性强,易被铁屑还原;

(3). ①. 根据图示可知,在t1时刻前,硝酸根离子、氢离子浓度逐渐减小亚铁离子浓度增大则在t1时刻前是金属铁和硝酸之间的反应4Fe+NO3+10H+=4Fe2++NH4+3H2O,故答案为:4Fe+NO3+10H+=4Fe2++NH4+3H2O

. 根据反应4Fe+NO3+10H+=4Fe2++NH4+3H2O可知,溶液中NH4的浓度在增大Fe2+的浓度却没有增大所以原因是生成的Fe2+水解所致,故答案为:生成的Fe2+水解;

(4). 构成原电池可以加快化学反应速率,炭粉和铁屑构成了无数微小的原电池加快反应速率,故答案为:炭粉和铁构成了无数微小的原电池加快反应速率。

点睛:本题主要考查硝酸、铁及其化合物的化学性质试题难度中等熟练掌握硝酸的化学性质和铁及其化合物的性质是解答本题的关键,本题的难点是第3解答本问时,需先仔细审图,根据图示得出t1时刻前,硝酸根离子、氢离子浓度是逐渐减小的,亚铁离子浓度是逐渐增大的,所以t1时刻前是金属铁和硝酸之间的反应,随着反应的进行,溶液中铵根离子浓度在增大,亚铁离子的浓度却没有增大,说明是生成的亚铁离子发生了水解反应据此解答本题即可。

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束】
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【题目】含有K2Cr2O7的废水具有较强的毒性,工业上常用钡盐沉淀法处理含有K2Cr2O7的废水并回收重铬酸,具体的流程如下:

已知:CaCr2O7BaCr2O7易溶于水,其它几种盐在常温下的溶度积常数如下表所示。

物质

CaSO4

CaCrO4

BaCrO4

BaSO4

溶度积

9.1×10-6

2.30×10-2

1.17×10-10

1.08×10-10

1用离子方程式表示K2Cr2O7溶液中同时存在K2CrO4的原因(将离子方程式补充完整):

+__________=+______________________

2向滤液1中加入BaCl2·2H2O的目的,是使从溶液中沉淀出来。

①结合上述流程说明熟石灰的作用:__________

②结合表中数据,说明选用Ba2+而不选用Ca2+处理废水的理由:__________

③研究温度对沉淀效率的影响。实验结果如下:在相同的时间间隔内,不同温度下的沉淀率,如下图所示。

已知BaCrO4(s) Ba2+(aq)+ ΔH>0

的沉淀效率随温度变化的原因是__________

3向固体2中加入硫酸,回收重铬酸。

①硫酸浓度对重铬酸的回收率如下图所示。结合化学平衡移动原理,解释使用0.450mol/L的硫酸时,重铬酸的回收率明显高于使用0.225mol/L的硫酸的原因:__________

②回收重铬酸的原理如图所示。当硫酸浓度高于0.450mol/L时,重铬酸的回收率没有明显变化,其原因是__________

4综上所述,沉淀BaCrO4并进一步回收重铬酸的效果与__________有关。

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