题目内容
【题目】2013年中国水周的主题是:“节约保护水资源,大力建设生态文明”.
(1)ClO2和Cl2(还原产物都为Cl﹣)是生活中常用的净水消毒剂.当消耗等物质的量的两种物质时,ClO2的消毒效率是Cl2的_________倍.
(2)某无色废水中可能含有Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、NO3-、CO32-、SO42-中的几种,为分析其成分,分别取废水样品100mL,进行了三组实验,其操作流程和有关现象如图所示:操作③的相关图象如图
请根据上图回答下列问题:
①实验中需配制1.0molL﹣1的NaOH溶液100mL,所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管,还缺少的仪器为_______________.
②实验③中沉淀量由A→B过程中所发生反应的离子方程式为___________.
③试确定NO3-是否存在?________(填“存在”“不存在”或“不确定”),若存在,试计算c(NO3-)=_____(若不存在,此问不必作答).
【答案】2.5 100mL容量瓶 Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O 存在 0.15mol/L
【解析】
(1)ClO2和Cl2的还原产物都为Cl﹣,则反应中Cl元素化合价分别由+4价、0价降低到﹣1价,化合价分别变化5、1,则ClO2的消毒效率是Cl2的=2.5倍,故答案为:2.5;
(2)①配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL,根据实验步骤所需仪器有:玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管、100mL容量瓶,故答案为:100mL容量瓶;
②实验③中A→B过程是Al(OH)3与OH﹣发生反应,其方程式为Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O,故答案为:Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O;
③无色废水确定无Fe3+,根据实验①确定无Na+,根据实验②确定有SO42﹣,根据实验③确定有Al3+和Mg2+,因为CO32﹣与Al3+不能共存,所以无CO32﹣;故溶液中存在的离子为:Al3+、Mg2+、SO42﹣,已知硫酸钡沉淀为2.33g,则n(SO42﹣)=2.33g÷233g/mol=0.01mol,根据图象可知与Al(OH)3反应的OH﹣为:n(OH﹣)=0.005mol,由Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O、 Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓可知,n(Al3+)=0.005mol, n(Mg2+) 0.035﹣3n(Al3+)=0.01mol,溶液中Mg2+和Al3+所带正电荷总量与SO42﹣所带负电荷总量不相等,因此存在NO3﹣,设NO3﹣物质的量为n mol,根据电荷守恒得:3n(Al3+)+2n(Mg2+)=2n(SO42﹣)+n(NO3﹣),所以n(NO3﹣)=0.015mol, c(NO3﹣)=0.015mol÷0.1L=0.15mol/L,故答案为:存在;0.15mol/L。

【题目】某学习小组研究溶液中Fe2+的稳定性,进行如下实验,观察,记录结果。
实验Ⅰ
物质 | 0 min | 1min | 1h | 5h |
FeSO4 | 淡黄色 | 桔红色 | 红色 | 深红色 |
(NH4)2Fe(SO4)2 | 几乎无色 | 淡黄色 | 黄色 | 桔红色 |
(1)上述(NH4)2Fe(SO4)2溶液pH小于FeSO4的原因是_______(用化学用语表示)。溶液的稳定性:FeSO4_______(NH4)2Fe(SO4)2(填“>”或“<”) 。
(2)甲同学提出实验Ⅰ中两溶液的稳定性差异可能是(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的NH4+保护了Fe2+,因为NH4+具有还原性。进行实验Ⅱ,否定了该观点,补全该实验。
操作 | 现象 |
取_______,加_______,观察。 | 与实验Ⅰ中(NH4)2Fe(SO4)2溶液现象相同。 |
(3)乙同学提出实验Ⅰ中两溶液的稳定性差异是溶液酸性不同导致,进行实验Ⅲ:分别配制0.80 mol·L-1 pH为1、2、3、4的FeSO4溶液,观察,发现pH=1的FeSO4溶液长时间无明显变化,pH越大,FeSO4溶液变黄的时间越短。
资料显示:亚铁盐溶液中存在反应 4Fe2++O2+10H2O 4Fe(OH)3+8H+
由实验III,乙同学可得出的结论是_______,原因是_______。
(4)进一步研究在水溶液中Fe2+的氧化机理。测定同浓度FeSO4溶液在不同pH条件下,Fe2+的氧化速率与时间的关系如图(实验过程中溶液温度几乎无变化)。反应初期,氧化速率都逐渐增大的原因可能是_____。
(5)综合以上实验,增强Fe2+稳定性的措施有_______。
【题目】能源与材料、信息被称为现代社会发展的三大支柱,化学与能源有着密切联系。
(1)下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量(即键能,单位为kJmol-1)
化学键 | H-H | Cl-Cl | H-Cl |
键能/(kJmol-1) | 436 | 243 | 431 |
根据以上信息可知,1molH2在足量的氯气中燃烧生成氯化氢气体放出的热量是_______
(2)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇,可以将CO2变废为宝。在体积为1L的密闭容器中充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:
①从反应开始到平衡,CH3OH的平均反应速率υ(CH3OH)=_______________。
②若反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在四种不同情况下的反应速率分别为:
A.υ(CO2)=0.15molL-1min-1 B.υ(H2)=0.01molL-1s-1
C.υ(CH3OH)=0.2molL-1min-1 D.υ(H2O)=0.45molL-1min-1
该反应进行由快到慢的顺序为___________(填字母)
(3)海水化学资源的利用具有非常广阔的前景,从海水中提取溴的工业流程如图所示:
①以上五个过程中涉及氧化还原反应的有_____________个。
②步骤③中已获得游离态的溴,步骤④又随之转变成化合态的溴,其目的是__________。