题目内容
【题目】常温下,将20.0 g质量分数为14.0%的KNO3溶液与30.0 g质量分数为24.0%的KNO3溶液混合,得到的密度为1.15 g/cm3的混合溶液。计算(写出计算步骤):
(1)混合后溶液的质量分数。
(2)混合后溶液的物质的量浓度(计算结果保留两位小数,下同)。
(3)在1 000 g水中需溶解多少摩尔KNO3才能使其浓度恰好与上述混合后溶液的浓度相等?
【答案】(1)混合后溶液中KNO3的总质量为:20.0 g×14.0%+30.0 g×24.0%=10.0 g,溶液总质量为:20.0 g+30.0 g=50.0 g,混合溶液中KNO3的质量分数为:w(KNO3)=×100%=20%。(3分)
(2)混合后溶液中的KNO3的物质的量为:n(KNO3)=10.0 g/101g·mol1=0.099 mol,混合后溶液的总体积为:V(KNO3)==43.5 cm3=0.0435 L,则混合后溶液的物质的量浓度c(KNO3)= 0.099 mol/ 0.0435 L =2.28 mol/L。(3分)
(3)因为混合后溶液中KNO3质量为10.0 g,故其中的溶剂水的质量为50.010.0=40.0 g,根据=得m=250 g,可知1 000 g水需要溶解KNO3物质的量为=2.48 mol。(或使用其他方法计算也可)(4分)
【解析】(1)要计算溶液的质量分数,就要计算出溶质的质量和溶液的质量。(2)要计算溶液的物质的量浓度,就要计算出溶质的物质的量和溶液的体积,这里一定要注意两种一定体积的溶液混合后,所得溶液的体积不等于初始两溶液的体积之和,因此在计算混合后溶液的体积时,需要根据混合后溶液的质量和溶液的密度进行计算。(3)该小题有多种计算方法,可选取相对简单的方法快速获取正确答案。
【题目】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料,工业上以软锰矿、菱锰矿为原料来制备。某软锰矿主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物,其处理流程图如下:
(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为_________________________。
(2)“氨水、搅拌”,其中“搅拌”不仅能加快反应速率,还能__________________;滤渣A的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3,加入氨水需调节pH至少达到____________,恰好能使Fe3+、Al3+沉淀完全。
化合物 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-34 | 10-16 | 10-38 |
(3)滤渣B的成分是_____________________.
(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为____________________.
(5)MnO2也可在MnSO4-H2SO4-H2O为体系的电解液中电解获得,其阳极电极反应式为________________________________________________.
(6)工业上采用间接氧化还原滴定法测定MnO2纯度,其操作过程如下:准确称量0.9200g该样品,与足量酸性KI溶液充分反应后,配制成100mL溶液。取其中20.00mL,恰好与25.00mL 0.0800mol·L-1 Na2S2O3溶液反应(I2+2S2O32-====2I—+S4O62—)。计算可得该样品纯度为_____________.
【题目】利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。
其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
(l)实验室用18.4mol/L的浓硫酸配制225mL4.8mol/L的H2SO4溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外,还需要__________________。
(2)酸浸时,为了提高浸取率除了增大酸的浓度外还可采取的措施有______(答出一点即可)。
(3)H2O2的作用是将滤液I中的Cr3+转化为Cr2O72-,写出此反应的离子方程式______。
(4)常温下,部分阳离子以氮氧化物形式沉淀时,溶液的pH如下:
阳离子 | Fe3+ | Mg2+ | Al3+ |
开始沉淀时的pH | 2.7 | — | — |
沉淀完全时的pH | 3.7 | 11.1 | 8 |
加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O72-转化为CrO42-溶液的pH不能超过8,其理由_______。
(5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是____________。
(6)写出上述流程中用Na2SO3进行还原时发生反应的化学方程式_______,在实验室进行过滤操作时,为了加快过滤速率,可以采取的措施为_________(写一种方法即可).