题目内容
【题目】(1)写出NaHSO4在水中的电离方程式________。
(2)粗盐中含可溶性CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐,要除去这些杂质,可选用以下试剂:①Na2CO3、②NaOH、③BaCl2、④HCl ,则试剂加入的先后顺序是__________(填序号)。
(3)2KMnO4+16HCl(浓) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,用双线桥法标出该反应电子转移的方向和数目_______;若有0.1mol电子转移时生成Cl2的体积为__________(标准状况),被氧化的HCl的物质的量为______________。
(4)某无色透明溶液可能含有K+、Cu2+、Ca2+、SO42-、CO32-、Cl﹣中的几种,现进行如下实验:
①滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,将沉淀滤出。
②向上述沉淀中加入足量的稀硝酸,有部分沉淀溶解。
③向滤液加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,该沉淀不溶于稀HNO3。
试判断:该溶液中肯定有__________,肯定没有_________,可能有_________(填离子符号)。
【答案】NaHSO4=Na++H++SO42- ②③①④或③②①④或③①②④ 1.12L 0.1mol K+、SO42-、CO32- Cu2+、Ca2+ Cl-
【解析】
(1)根据盐NaHSO4在水中的电离产生的离子书写离子方程式;
(2)粗盐中含可溶性CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐,碳酸钠除去钙离子、氯化钡除去SO42-,NaOH除去镁离子,最后加盐酸除去碳酸钠,注意碳酸钠一定在氯化钡之后;
(3)2KMnO4+16HCl(浓) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中,Mn元素的化合价由+7价降低为+2价,Cl元素的化合价由-1价升高为0,结合化合价变化及反应计算;
(4)无色溶液中不会存在有色的Cu2+;生成的沉淀加入稀硝酸后部分溶解,则沉淀为BaSO4和BaCO3的混合物,原溶液中含有SO42-、CO32-,根据离子共存可知溶液中不会存在Ca2+;向滤液加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,该沉淀为AgCl,由于①中加入BaCl2溶液后引进了Cl-,则无法判断原溶液中是否含有氯离子;最后根据溶液为电中性可知一定含有K+,据此进行解答。
(1)NaHSO4在水中完全电离产生Na+、H+、SO42-,所以NaHSO4在水中的电离方程式为:NaHSO4=Na++H++SO42-;
(2)粗盐中含可溶性CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐,Na2CO3除去Ca2+、BaCl2除去SO42-,NaOH除去Mg2+,最后加盐酸除去加入的过量的NaOH和Na2CO3,为减少实验操作步骤,Na2CO3一定在BaCl2溶液之后加入,因此试剂的加入顺序可以为②③①④或③②①④或③①②④;
(3)在反应2KMnO4+16HCl(浓) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中,锰元素化合价从反应前KMnO4中+7价降低到反应后MnCl2中的+2价,获得电子5e-;Cl元素的化合价由反应前HCl中是-1价升高为反应后Cl2的0价,失去电子2×e-,化合价升降的最小公倍数是10e-,用双线桥法表示为:。根据方程式可知:每有10mol电子转移,有10molHCl被氧化,反应产生5molCl2,则有0.10mol电子发生转移时,被氧化的HCl有0.1mol;生成氯气的物质的量是0.05mol,其在标准状况下的体积为V=0.05mol×22.4L/mol=1.12L;
(4)无色透明的溶液中不可能存在蓝色的Cu2+,滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,生成的沉淀可能为BaSO4或BaCO3,其中BaCO3可溶于稀硝酸,将沉淀滤出,产生的沉淀可部分溶于稀硝酸,说明含有SO42-、CO32-离子。由于SO42-、CO32-会与Ca2+反应产生CaSO4、CaCO3沉淀而不能大量共存,则一定不含Ca2+离子,根据溶液电中性原则,可知该溶液中一定含有阳离子K+离子;向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,可能为Ag2SO4、Ag2CO3或AgCl沉淀,由于加入BaCl2溶液引入了Cl-,所以不能确定是否含有Cl-离子。所以根据上述分析可知,溶液中一定含有的离子为:K+、SO42-、CO32-;一定不含的离子为:Cu2+、Ca2+;可能含有的离子为Cl-。
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【题目】雾霾天气严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。请回答下列问题:
(1)将一定量的某PM2.5样品用蒸馏水溶解制成待测试样(忽略OH-)。常温下测得该试样的组成及其浓度如下表:根据表中数据判断该试样的pH=___________。
离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
浓度(mol·L-1) | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
(2)汽车尾气中NOx和CO的生成:
已知汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH>0。恒温,恒容密闭容器中,下列说法中,能说明该反应达到化学平衡状态的是____。
A.混合气体的密度不再变化 B.混合气体的压强不再变化
C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2 D.氧气的转化率不再变化
(3)为减少SO2的排放,可洗涤含SO2的烟气。下列可作为洗涤含SO2烟气的洗涤剂是 ___________。
A.NaHCO3饱和溶液 B.FeCl2饱和溶液 C.酸性CaCl2饱和溶液
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为___________________________________,在n(NO)/n(CO)=1的条件下,为更好的除去NOx物质,应控制的最佳温度在_____K左右。
(5)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃ 和T2℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:
物质 温度℃ | 活性炭 | NO | E | F |
初始 | 3.000 | 0.100 | 0 | 0 |
T1 | 2.960 | 0.020 | 0.040 | 0.040 |
T2 | 2.975 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
①写出NO与活性炭反应的化学方程式____________________ (E,F均用化学式表示)。
②若T1<T2,则该反应的ΔH___________0。(填“>”“<”或“=”)
③计算上述反应T1℃时的平衡常数K=__________________。