题目内容
【题目】根据所学知识回答下列问题:
(1)A与NaOH溶液反应,有如下转化关系(若产物中有水生成则省略,未表示出来)。
①若A为常见金属单质,C为气体,写出向B溶液中通入过量CO2反应的离子方程式:_______________;
②若A为空气的成分之一,能造成温室效应,当向100mL1mol/LNaOH溶液中通入1.344L气体(标准状况下)充分反应后,生成B和C的物质的量之比为______(B的摩尔质量大于C);
③若A为AlCl3,写出A与NaOH按物质的量之比3:10混合时发生反应的离子方程式:______________。
(2)氯化铁溶液可用于腐蚀印刷铜电路板,请写出相关的离子方程式: ______________,如何检验溶液中的铁离子已经完全反应: ______________。
(3)现有AlCl3和FeCl3混合溶液,其中A13+和Fe3+的物质的量之和为0.1mol,向此溶液中加入80mL浓度为4mol/L的NaOH溶液,使其充分反应,设原混合溶液中A13+的物质的量与A13+和Fe3+的总物质的量的比值为x。当最终生成的沉淀中只有Fe(OH)3时,x的取值范围是______,请在图中画出沉淀总量(mol)随x(0→1.0)变化的曲线:______________
【答案】 AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓ 2:1 3A13++10OH-=2Al(OH)3↓+AlO2-+2H2O Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+ 取样,滴加1~2滴硫氰化钾溶液,溶液不变红,则铁离子已经完全反应 0<x≤0.2
【解析】(1)①若A为常见金属单质,则A为铝,C为气体,C为氢气,B为偏铝酸钠,向偏铝酸钠溶液中通入过量CO2反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓,故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓;
②若A为空气的成分之一,能造成温室效应,则A为二氧化碳,100mL1mol/LNaOH溶液中含有氢氧化钠0.1mol,标准状况下1.344L二氧化碳的物质的量为=0.06mol,假设生成的碳酸钠为xmol,碳酸氢钠为ymol,根据碳原子守恒和钠原子守恒有x+y=0.06mol,2x+y=0.1mol,解得x=0.04,y=0.02,B的摩尔质量大于C,则B为碳酸钠,C为碳酸氢钠,B和C的物质的量之比=0.04mol:0.02mol=2:1,故答案为:2:1;
③若A为AlCl3,氯化铝与与NaOH按物质的量之比3:10混合时生成氢氧化铝沉淀和偏铝酸钠,反应的离子方程式为3A13++10OH-=2Al(OH)3↓+AlO2-+2H2O,故答案为:3A13++10OH-=2Al(OH)3↓+AlO2-+2H2O;
(2)氯化铁与铜发生氧化还原反应,生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+;要证明溶液中的铁离子已经完全反应,只需要证明溶液中没有铁离子即可,方法是取样,滴加1~2滴硫氰化钾溶液,溶液不变红,则铁离子已经完全反应,故答案为:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+;取样,滴加1~2滴硫氰化钾溶液,溶液不变红,则铁离子已经完全反应;
(3)80mL 4mol/L的NaOH溶液中含有氢氧化钠0.32mol,Fe3+的物质的量为0.1mol×(1-x),消耗的OH-物质的量为0.1mol×(1-x)×3,Fe3+反应后剩余的OH-物质的量为0.32mol-0.1mol×(1-x)×3,沉淀中无Al(OH)3,则0.32mol-0.1mol×(1-x)×3≥0.1mol×x×4,解得x≤0.2,故0≤x≤0.2;在0≤x≤0.2时,沉淀只有Fe(OH)3,Fe(OH)3沉淀量为0.1mol×(1-x)=0.1mol-0.1xmol,0.2≤x≤1时,沉淀总量为:0.1mol×(1-x)+0.1mol×x-(0.32mol-0.1mol×3)=0.08mol,
故沉淀总量(mol)随x(0→1.0)变化的曲线为;故答案为:0≤x≤0.2;
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