题目内容
【题目】研究氮族元素有关物质的结构、性质和转化有重要意义。
⑴已知P4、P4O6的结构及所含化学键键能如下:
化学键 | P-P | P-O | O=O |
键能(kJ·mol-1) | a | b | c |
则P4燃烧的热化学反应方程式:P4(s)+3O2(g)=P4O6(s) ΔH=_______kJ·mol-1。
⑵亚磷酸(H3PO3) 是一种精细化工产品。已知25℃时,亚磷酸(H3PO3)的Ka1=5×10-2,Ka2=2.5×10-7。0.1 mol·L-1 NaH2PO3溶液中H3PO3、H2PO、HPO的浓度由大到小的顺序是_______。
⑶雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)早期都曾用作绘画颜料,又都因有抗病毒疗效而用来入药。一定条件下,雌黄和雄黄的转化关系如图1所示。
图1 图2
①反应Ⅰ的离子方程式为______。
②反应Ⅱ中,若1 mol As4S4参加反应,转移电子的物质的量为______。
⑷常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3溶液,含As微粒的物质的量分数随pH的变化如图2所示。
①将NaOH溶液滴加到滴有酚酞的H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为红色时主要反应的离子方程式为______。
②一定条件下H3AsO3可发生如下反应: H3AsO3+I2+H2OH3AsO4+2H++2I-利用该反应可设计如图所示的原电池。负极的电极反应式为_______。当反应达到平衡后,向甲中加
入NaOH,盐桥中阴离子_______(填“向甲池”、 “向乙池”或“不”)移动。
【答案】(6a+3c-12b) c(H2PO)>c(HPO)>c(H3PO3) 2As2S3+2Sn2++4H+=As4S4+2Sn4++2H2S↑ 28 mol H3AsO3+OH-=H2AsO+H2O H3AsO3-2e-+H2O=H3AsO4+2H+ 向甲池
【解析】
(1)由P4结构知反应断开6molP-P键,断开3molO=O,形成12molP-O,故ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和= (6a+3c-12b) kJ·mol-1。
(2)H2PO 水解常数Kh== =2×10—13,Ka2> Kh,则H2PO电离程度大于水解程度,则 c(HPO)>c(H3PO3),故三种粒子浓度由大到小的顺序为c(H2PO)>c(HPO)>c(H3PO3)。
(3)①由图判断反应Ⅰ中反应物为As2S3、Sn2+、H+,生成物为As4S4、Sn4+、H2S,反应中As的化合价由+3价降至+2价,Sn的化合价由+2价升至+4价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为 2As2S3+2Sn2++4H+=As4S4+2Sn4++2H2S↑。
②由图: 与O2反应生成和,1分子 As4S4共升高价态1×4+6×4=28,故1 mol As4S4参加反应,转移电子28mol。
(4)①酚酞溶液变色的pH范围为8.2~10,由无色变为浅红色,看图知H3AsO3+OH-=H2AsO+H2O。
②负极失去电子发生氧化反应,负极的电极反应式:H3AsO3-2e-+H2O=H3AsO4+2H+。向甲中加入NaOH,消耗了H+平衡正向移动,甲池仍作负极,故阴离子向负极甲池移动。
【题目】KMnO4在实验室、生活、科学研究、工业生产中有广泛的应用。已知一种制备KMnO4的实验流程、原理及相关数据如下:
原理:反应I:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
反应Ⅱ:3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
(墨绿色) (紫红色)
已知:25℃物质的溶解度g/100g水
K2CO3 | KHCO3 | KMnO4 |
111 | 33.7 | 6.34 |
(1)步骤②的副反应有少量单质气体生成,该反应的化学方程式为___________。
(2)步骤⑤中CO2______(填“能”或“不”能)过量,原因是_____________。
(3)流程中可循环利用的物质主要是_________(写化学式)。
(4)忽略本流程中含锰物质的循环利用,理论上0.3mol MnO2最多得到产品KMnO4的质量为________g。某同学在实验中得到干燥产品的质量多于理论值,排除称量因素,从步骤⑦分析,可能的原因是_______________。
(5)草酸钠滴定法分析高锰酸钾纯度步骤如下:
Ⅰ.称取1.5800g高锰酸钾产品,配成100mL溶液
Ⅱ.准确称取三份0.5360g已烘干的Na2C2O4,置于三个不同的洁净锥形瓶中,分别加入少量蒸馏水使其溶解,再加入少量硫酸酸化;
Ⅲ.锥形瓶中溶液加热到75~80℃,趁热用I中配制的高锰酸钾溶液滴定至终点。记录实验数据如表
实验次数 | V1(滴定前读数/mL) | V2(滴定后读数/mL) | (V2 -V1)/mL |
1 | 2.65 | 22.67 | 20.02 |
2 | 2.60 | 23.02 | 20.42 |
3 | 2.60 | 22.58 | 19.98 |
已知:2MnO4﹣+ 5C2O42﹣+16H+ =2Mn/span>2++ 10CO2↑+ 8H2O,则KMnO4的纯度为__________(保留四位有效数字);若滴定后俯视滴定管读数,所得KMnO4的纯度将___(填“偏高”或“偏低”或“无影响”)。