题目内容

(一)(8分)在含有物质的量各为0.1 mol FeCl3、H2SO4、Cu(NO3)2的溶液500 mL中,逐渐加入铁粉,溶液中n(Fe2)与加入n(Fe)的关系如图A(请注意识图,该题图中每小正方格长度为0.05mol)。(提示:忽略离子水解产生的影响;如果有硝酸根被还原时,则生成一氧化氮气体)
(1)写出图中n(Fe)从0.125mol-0.225 mol段对应反应的离子方程式____。
(2)写出图中n(Fe)从0-0.05 mol段对应反应的离子方程式____。
(3)请在图B中画出溶液中n(Fe3)与加入n(Fe)的变化关系图
(4)当反应进行到最后,取该溶液2mL加入试管中,为了证明该溶液中有NO3存在,可以向试管中在滴加_______。

A.酸性KMnO4溶液B.含有盐酸的KSCN溶液C.碘水D.次氯酸钠溶液

(二)(5分)下图是电解槽的剖面图,箭头的方向指的是气体或溶液的流向,阳离子交换膜只允许阳离子通过。现要用此装置来通过电解分离Na2SO4和NaOH的混合溶液,则向装置中通入A1溶液和A2溶液(A1溶液是Na2SO4和NaOH的混合溶液,A2溶液是NaOH的稀溶液)。电解一段时间后,装置中流出:B2溶液(是NaOH的浓溶液)和B1溶液,C1气体和C2气体。

(1) C2气体是______(填化学式)。
(2)请写出阳极反应的电极方程式                                .
(3)请简述阴极室能流出NaOH的浓溶液的原因                         .

(一)(1)Cu2++Fe= Cu+Fe2+
(2) Fe+4H++NO-3=NO↑+2H2O+ Fe3+
(3)
(4)B
(二)(第一空1分,后两2空2分)
(1)H2
(2)4OH--4e-=O2↑+2H2O
(3)在电解的过程中,Na+被吸引移向阴极室,c(Na+)会增加;H+逐渐被消耗,又OH-受阳离子交换膜的阻碍不能移向阳极室,c(OH-)也增加,因此阴极室流出氢氧化钠的浓溶液。

解析试题分析:分析题意,根据氧化还原反应的先后规律,得出溶液中与铁反应的离子的先后顺序及物质的量分别是n(H+)=0.2mol,n(NO3-)=0.2mol,n(Fe3+)=0.1mol,n(Cu2+)=0.1mol,Fe与H+ NO3-反应的离子方程式为Fe+4 H++ NO3-= Fe3++NO↑+2H2O,计算可知NO3-过量,按H+计算,此时消耗Fe0.05mol,生成Fe3+0.05mol,溶液中共有n(Fe3+)=0.15mol,Fe3+消耗Fe0.075mol, Cu2+消耗Fe0.1mol。
(1) 图中n(Fe)从0.125mol-0.225 mol段为Cu2+与Fe的反应,离子方程式为Fe+ Cu2+ =Cu+Fe2+
(2)图中n(Fe)从0-0.05 mol段为Fe与H+ NO3-反应,离子方程式为Fe+4 H++ NO3-= Fe3++NO↑+2H2O
(3)溶液中n(Fe3)与加入n(Fe)的变化关系0~0.05mol时n(Fe3)由0.1mol增加到0.15mol,然后从0.05~0.125mol n(Fe3)减为0,如图

(4)反应进行到最后,溶液为硝酸亚铁的溶液,为证明该溶液中有NO3存在,可向其中加入酸使溶液中存在硝酸,硝酸将亚铁离子氧化后用KSCN溶液检验,若溶液变红,证明有NO3存在,所以答案选B。
(二)(1)C2极为电解槽阴极,阳离子放电,所以H+放电成为H2
(2)阳极是阴离子放电,根据溶液中的离子的放电顺序,所以是氢氧根离子放电,电极反应方程式为4OH--4e-=O2↑+2H2O
(3)在电解过程中,阳离子移向阴极,导致c(Na+)会增加;H+逐渐被消耗,又OH-受阳离子交换膜的阻碍不能移向阳极室,c(OH-)也增加,因此阴极室流出氢氧化钠的浓溶液。
考点:考查氧化还原反应的先后规律的应用,电解时离子的放电顺序

练习册系列答案
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硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)已知25℃时:SO2(g)+2CO(g)=2CO2(g)+1/xSx(s)  △H=akJ/mol
2COS(g)+SO2(g)=2CO2(g)+3/xSx(s)  △H=bkJ/mol。
则COS(g)生成CO(g)与Sx(s)反应的热化学方程式是                     
(2)雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料。已知As2S3和HNO3有如下反应:As2S3+10H++ 10NO3?=2H3AsO4+3S+10NO2↑+ 2H2O,当生成H3AsO4的物质的量为0.6 mol反应中转移电子的数目为       
(3)向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中H2S、HS?、S2?的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与滴加盐酸体积的关系如下图所示(忽略滴加过程H2S气体的逸出)。

①B表示               
②滴加过程中,溶液中微粒浓度大小关系正确的是      (填字母)。
a.c(Na+)= c(H2S)+c(HS?)+2c(S2?)
b.2c(Na+)=c(H2S)+c(HS?)+c(S2?)
c.c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS?)+c(S2?)]
③NaHS溶液呈碱性,当滴加盐酸至M点时,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为                                       
(4)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:

① 写出反应器中发生反应的化学方程式是                  
② 电渗析装置如图所示,写出阳极的电极反应式              。该装置中发生的总反应的化学方程式是                

为证明Fe3+具有较强的氧化性,甲同学做了如下实验:将Cu片放入0.5mol/L Fe(NO3)3溶液中,观察到Cu片逐渐溶解,溶液由黄色变为蓝绿色,由此甲同学得到Fe3+具有较强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法:“Fe(NO3)3溶液具有酸性,在此酸性条件下NO3-也能氧化Cu”,并设计实验进行探究。已知:

水解反应
平衡常数(K)
Fe3+ + 3H2O  Fe(OH)3 + 3H+
7.9 × 10-4
Fe2+ + 2H2O  Fe(OH)2 + 2H+
3.2 × 10-10
Cu2+ + 2H2O  Cu(OH)2 + 2H+
3.2 × 10-7
 
请回答:(1)稀硝酸和Cu反应的化学方程式为                                  
(2)请利用所提供的试剂,帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂:0.5mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu片、精密pH试纸(0.5~5.0)、硝酸钠溶液、稀盐酸。
方案:                                                  
(3)丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案,并在实验过程中用pH计监测溶液pH的变化,实验记录如下。
实验内容
实验现象
甲同学的实验方案
溶液逐渐变成蓝绿色, pH略有上升
乙同学的实验方案
无明显现象,pH没有明显变化。
 
①据实验现象写出发生反应的离子方程式:                                
②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是                          
③解释乙同学的实验现象                                  
(4)请你设计更简便可行的实验方案,帮助甲同学达到实验目的:                    

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