题目内容
【题目】海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
模拟海水中的离 子浓度(mol/L) | Na+ | Mg2+ | Ca2+ | Cl | HCO3- |
0.439 | 0.050 | 0.011 | 0.560 | 0.001 |
注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol/L,可认为该离子不存在;
实验过程中,假设溶液体积不变。
已知:Ksp(CaCO3)=4.96×10-9;Ksp(MgCO3)=6.82×10-6;
Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12。
下列说法正确的是
A. 步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
B. 滤液M中存在Mg2+,不存在Ca2+
C. 滤液N中存在Mg2+、Ca2+
D. 沉淀物X为CaCO3
【答案】D
【解析】
A.步骤②中若改为加入4.2gNaOH固体,则n(NaOH)=0.105mol,与0.05molMg2+反应:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,生成0.05 molMg(OH)2,剩余0.005 molOH-,由于Q[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(OH-)2=0.010×(0.005)2=2.5×10-7<Ksp[Ca(OH)2],所以无Ca(OH)2沉淀析出,沉淀物Y为Mg(OH)2沉淀,故A错误;
B.步骤①中,由于CO32-只有0.001mol,反应生成CaCO3所消耗的Ca2+也只有0.001mol,滤液中还剩余c(Ca2+)=0.010mol·L-1,所以滤液M中同时存在着Ca2+和Mg2+,故B错误;
C.步骤②,当滤液M中加入NaOH固体,调至pH=11时,此时滤液中c(OH-)=1×10-3mol·L-1。则Q[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(10-3)2=0.010×(10-3)2=10-8<Ksp[Ca(OH)2],无Ca(OH)2生成,Q[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10-3)2=0.050×(10-3)2=5×10-8>Ksp[Mg(OH)2],有Mg(OH)2沉淀生成,又由于Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10-3)2=5.6×10-12,c(Mg2+)=5.6×10-6<10-5,无剩余,滤液N中不存在Mg2+,故C错误;
D.步骤①,从题给的条件,可知n(NaOH)=0.001mol,[即n(OH-)=0.001mol].依据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律,当1L模拟海水中,加入0.001mol NaOH时,OH-恰好与HCO3-完全反应:OH-+HCO3-CO32-+H2O,生成0.001molCO32-。由于Ksp(CaCO3)<<Ksp(MgCO3),生成的CO32-与水中的Ca2+反应生成CaCO3沉淀:Ca2++CO32-=CaCO3↓,所以沉淀物X为CaCO3,故D正确。
故选D。
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【题目】氮的化合物在工业中应用十分广泛。
(1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其热反应方程式CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(g)+H2O(g); H=____________.
化学键 | 键能(KJ·mol-1) |
C=O | 728 |
C—N | 305 |
N—H | 389 |
O—H | 464 |
(2)工业上经常使用NaClO和NH3制取联氨,联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。写出联氨的电子式_________________。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为__________________________________。联氨也经常作为燃料电池的环保原料使用,写出联氨在碱性电解质溶液中,负极的电极方程式_______________________________。
(3)已知合成氨反应的方程式为 N2+3H2 2NH3,其平衡常数 K 的数值和温度的关系如下:
温度℃ | 200 | 300 | 400 |
平衡常数K | 1 | 0.86 | 0.5 |
①由上表数据可知该反应H____0 (填“>”或“<”)。
②400 ℃时,测得某时刻 c(N2)= 5 mol·L-1、c(H2)= 3 mol·L-1、c(NH3)= 2 mol·L-1,此时刻该反应的 v 正____v 逆(填“>”“=”或“<”)。该反应达到平衡时,平衡混和气中N2的体积分数为____________
A.50% B.60% C.70% D.无法计算
(4)写出下列含氮化合物在特定条件下的水解反应,电负性Cl<N,尿素中的C显+4价,
①NCl3___________________________________________________________________________________________________________
②NF3____________________________________________________________________________________________________________