题目内容
(20分) Ⅰ.(1)一定条件下Fe(OH)3与KClO在KOH溶液中反应可制得K2FeO4,该反应的化学方程式为 ;
生成0.1molK2FeO4转移的电子的物质的量 mol。
(2)高铁电池是一种新型二次电池,电解液为碱溶液,其反应式为:
3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放电时电池的负极反应式为 。充电时电解液的pH (填“增大”“不变”或“减小”)。
Ⅱ.NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品中;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中c(NH) (填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1NH4HSO4中c(NH)。
(2)如图1是0.1 mol·L-1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是 (填写字母);
②20℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)= mol·L-1。
(3)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示。试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是 ;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。
(4)已知Al(OH)3为难溶物(常温下,Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33)。当溶液pH=5时,某溶液中的
Al3+ (填“能”或“不能”)完全沉淀(溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,沉淀完全)。
生成0.1molK2FeO4转移的电子的物质的量 mol。
(2)高铁电池是一种新型二次电池,电解液为碱溶液,其反应式为:
3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放电时电池的负极反应式为 。充电时电解液的pH (填“增大”“不变”或“减小”)。
Ⅱ.NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品中;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中c(NH) (填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1NH4HSO4中c(NH)。
(2)如图1是0.1 mol·L-1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是 (填写字母);
②20℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)= mol·L-1。
(3)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示。试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是 ;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。
(4)已知Al(OH)3为难溶物(常温下,Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33)。当溶液pH=5时,某溶液中的
Al3+ (填“能”或“不能”)完全沉淀(溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,沉淀完全)。
(20分)
Ⅰ、(1)2Fe(OH)3 + 3KClO + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KCl + 5H2O (2分) 0.3 (2分)
(2)Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 (2分) 减小(2分)
Ⅱ、(1) 小于 (2分) (2)①A (2分) ②10-3-10-11 (2分)
(3)a (2分) c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+) (2分)
(4)能 (2分)
Ⅰ、(1)2Fe(OH)3 + 3KClO + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KCl + 5H2O (2分) 0.3 (2分)
(2)Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 (2分) 减小(2分)
Ⅱ、(1) 小于 (2分) (2)①A (2分) ②10-3-10-11 (2分)
(3)a (2分) c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+) (2分)
(4)能 (2分)
试题分析:Ⅰ、(1)KClO在KOH存在条件下,把Fe(OH)3氧化为K2FeO4,同时生成KCl、H2O,根据化合价升降法配平可得化学方程式:2Fe(OH)3 + 3KClO + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KCl + 5H2O;根据Fe元素化合价变化可得:K2FeO4 ~ 3e?,所以生成0.1molK2FeO4转移的电子的物质的量为0.3mol。
(2)放电时电池的负极发生氧化反应,元素化合价升高,根据总方程式可得放电时电池的负极反应式为:Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2,根据化学方程式,充电时消耗KOH,所以充电时电解液的pH减小。
Ⅱ、(1) NH4HSO4为强酸的酸式盐,电离出的H+抑制NH4+的水解,所以相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中c(NH)小于 0.1 mol·L-1NH4HSO4中c(NH)。
(2)①NH4Al(SO4)2中NH4+和Al3+水解使溶液显酸性,温度升高,水解程度增大,pH减小,故符合0随温度变化的曲线为A。
②根据示意图可知:20℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2pH为3,则c(H+)=10-3mol?L?1,c(OH?)= 10-11mol?L?1,根据电荷守恒可得:c(H+)+c(NH4+)+3c(Al3+)=c(OH?)+2c(SO42?),所以2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=c(H+)—c(OH?)= 10-3-10-11
(3)a点显酸性,NH4+、Al3+水解,促进了H2O的电离,b点为中性,没有其它离子干扰,c、d显碱性,NaOH过量,抑制了H2O的电离,所以水的电离程度最大的是a;b点为中性,c(H+)=c(OH?),根据电荷守恒,c(Na+)+c(NH4+)=2c(SO42?),溶液显中性,NaOH应稍过量,抵消NH4+水解产生的H+,所以离子浓度由大到小顺序为:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
(4)溶液的pH=5,则c(OH?)=10-9mol?L?1,带入c(Al3+)?c3(OH?)= 2.0×10-33,解得c(Al3+)= 2.0×10-6mol?L?1,所以Al3+完全沉淀。sp的应用。
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