题目内容
【题目】(Ⅰ)沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。难溶物在水中溶解达到饱和时,即建立沉淀溶解平衡,平衡常数称为溶度积(Ksp)。已知25℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9。
(1)将浓度均为0.1mol/L的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,充分搅拌后过滤,滤液中c(Ba2+)=________mol/L。取100mL滤液与100mL2mol/LNa2SO4的溶液混合,混合液中c(Ba2+)= ______mol/L。
(2)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。
①CaSO4 转化为CaCO3的离子方程式为___________________
②请分析CaSO4 转化为CaCO3的原理____________________
(Ⅱ)联氨(又称联肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为_________________。
(2)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) △H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) △H3
④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mol
上述反应热效应之间的关系式为△H4=________________,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为________________________。
(Ⅲ)某烧碱溶液中含有少量杂质(不与盐酸反应),现用中和滴定测定其浓度。
(1)滴定
①用 _____式滴定管盛装0.1000 mol/L盐酸标准液,锥形瓶中装有25.00mL待测烧碱溶液。上图表示某次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。请将用去的标准盐酸的体积填入②表空格中。
②有关数据记录如下:
滴定序号 | 待测液体积(mL) | 所消耗盐酸标准液的体积(mL) | ||
滴定前 | 滴定后 | 消耗的体积 | ||
1 | 25.00 | 0.50 | 25.95 | 25.45 |
2 | 25.00 | _______ | _______ | ______ |
3 | 25.00 | 6.00 | 31.55 | 25.55 |
(2)根据所给数据,计算出烧碱样品的物质的量浓度。c = _________________。
(3)对下列几种假定情况进行讨论:(填“无影响”、“偏高”、“偏低”)
a.若滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶,则会使测定结果 ________ ;
b.读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使测定结果__________ ;
【答案】1×10-51×10-10CaSO4(s)+CO32- (aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq)CaSO4 存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,CO32- 与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O△H4=2△H3-2△H2-△H1反应放热量大、产生大量气体酸0.3024.9024.600.102mol/L无影响偏低
【解析】(Ⅰ) (1)将浓度均为0.1mol/L的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,充分搅拌后过滤,滤液中为饱和溶液,则存在c(Ba2+)×c(SO42-)=1×10-10,c(Ba2+)=1×10-5mol/L;取100mL滤液与100mL2mol/LNa2SO4的溶液混合,反应后c(SO42-)=1mol/L,则由c(Ba2+)×c(SO42-)=1×10-10,可知c(Ba2+)=1×10-10mol/L;
(2)①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq);
②由平衡CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)可知,加入Na2CO3溶液后,CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动,发生:CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq);
(Ⅱ)(1)氨气被次氯酸钠溶液氧化生成肼,次氯酸钠被还原生成氯化钠,结合原子守恒配平书写反应的化学方程式为:2NH3+NaClO═N2H4+NaCl+H2O;
(2)①2O2(g)+N2(g)═N2O4(l)△H1
②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H2
③O2(g)+2H2(g)═2H2O(g)△H3
依据热化学方程式和盖斯定律计算③×2-②×2-①得到④2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H4=2△H3-2△H2-△H1,根据反应④可知,联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体,因此可作为火箭推进剂;
(Ⅲ)(1)盐酸是酸性溶液,存放在酸式滴定管中;滴定前读数为:0.30mL,滴定后读数为24.90mL,消耗溶液的体积为24.60mL;
(2)舍去第2组数据,求出第1组、第3组消耗的盐酸标准液的体积为:=25.50mL;c(待测)=
=
=0.102mol/L;
(3)a.若滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶,待测液的物质的量不变,对V(标准)无影响,根据c(待测)=分析,可知c(标准)无影响;
b.读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=分析,可知c(标准)偏小;
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