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)。
(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)
解析试题分析: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。
考点:本题考查氧化还原反应、电化学原理、盐类的水解、离子浓度比较、Ksp的应用。
有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离可产生表中离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。
阳离子 | Na+、Ba2+、NH4+ | 阴离子 | CO32-、Cl-、OH-、SO42- |
②C溶液和D溶液相遇时只观察到有白色沉淀产生,B溶液和C溶液相遇时只观察到有刺激性气味的气体产生,A溶液和D溶液混合时无明显现象。请填写下列空白:
(1)A是___________,B是___________,C是____________,D是___________。
(2)常温,将1 ml pH =12的C溶液加水稀释至100ml,所得溶液中= ;
(3)常温下,0.15 mol·L-1的C溶液与0.20 mol·L-1盐酸混合,所得混合液的pH=13,则C溶液与盐酸的体积比= _______________。
(4)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是 。
工业上以软锰矿为原料,利用烧结烟气中的SO2制备MnSO4·H2O的流程如下:
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。酸浸过程发生反应:MemOn+H+→Me(2n/m)++H2O,Me表示Fe、 Al、 Zn、 Cu等。25℃时部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 | CuS | ZnS | MnS | FeS |
pH | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 10.4 | 6.7 | 8.0 | ≥-0.42 | ≥2.5 | ≥7 | ≥7 |
回答下列问题:
(1)酸浸时SO2将MnO2还原为MnSO4,其离子方程式为 。
酸浸时SO2的吸收率与pH和温度的关系如下图,为提高SO2的吸收率,酸浸适宜的条件是 。
图1: SO2的吸收率与 pH值的关系 图2: SO2的吸收率与温度的关系
(2)滤渣B的主要成分是 。
(3)加入MnS的目的是 。
(4)操作IV的步骤为 、 、过滤、洗涤、干燥。
(5)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,在不断搅拌情况下,电解酸化的MnSO4溶液,阳极的电极反应式为: 。
(6)已知金属离子浓度小于1.0×10-5mol/L时认为已经完全沉淀,根据表格数据,计算25℃时Zn(OH)2溶度积Ksp为 (不需计算过程,计算结果保留两位有效数字)。
(14分) CuCl是有机合成的重要催化剂,并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质),生产CuCl的工艺流程如下:
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Cu(OH)2 | 5.6 | 6.7 |
Al(OH)3 | 3.8 | 4.7 |
已知:CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl2-,CuCl2-的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。
(1)煅烧的主要目的是: 。
(2)操作Ⅰ为调节溶液的PH值,范围为 ,加入的物质X可以是( )
A、CuO B、Cu(OH)2 C、NaOH 溶液 D、CaCO3
(3)滤渣Ⅱ的主要成分是 。
(4)往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2可生成CuCl2-,请写出反应的离子方程式: 。
(5)在反应Ⅰ中,温度控制在70~80℃并使用浓NaCl溶液,主要目的是: 。
(6)常温下,已知CuOH的KSP为1.0×10-14,则Cu++H2O CuOH + H+的平衡常数为: 。
在自来水消毒和工业上砂糖、油脂的漂白与杀菌过程中,亚氯酸钠(NaClO2)发挥着重要的作用。下图是生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出
NaClO2·3H2O;
②常温下,Ksp(FeS)=6.3×10-18;Ksp(CuS)=6.3×10-28;Ksp(PbS)=2.4 ×10-28
(1)反应I中发生反应的离子方程式为 。
(2)从滤液中得到NaClO2·3H2O晶体的所需操作依次是 (填写序号)。
a.蒸馏 b.蒸发浓缩 c.过滤 d.冷却结晶 e.灼烧
(3)印染工业常用亚氯酸钠(NaClO2)漂白织物,漂白织物时真正起作用的是HClO2。下表是25℃时HClO2及几种常见弱酸的电离平衡常数:
弱酸 | HClO2 | HF | H2CO3 | H2S |
Ka/mol·L-1 | 1×10-2 | 6.3×10-4 | K1=4.30×10-7 K2=5.60×10-11 | K1=9.1×10-8 K2=l.1×10-12 |
②Na2S是常用的沉淀剂。某工业污水中含有等浓度的Cu2+、Fe2+、Pb2+离子,滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是 ;常温下,当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10-5mol·L-1)此时体系中的S2-的浓度为 。
(4)Ⅲ装置中生成气体a的电极反应式 ,若生成气体a的体积为1.12L(标准状况),则转移电子的物质的量为 。
滴定实验是化学学科中重要的定量实验。
请回答下列问题:
(1)酸碱中和滴定——用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液。
①下列操作造成测定结果偏高的是 (填选项字母)
A.滴定终点读数时,俯视滴定管刻度,其他操作正确。
B.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗
C.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗
D.滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
②该学生的实验操作如下:
A、用碱式滴定管取稀NaOH 25.00mL,注入锥形瓶中,加入甲基橙做指示剂。
B、用待测定的溶液润洗碱式滴定管。
C、用蒸馏水洗干净滴定管。
D、取下酸式滴定管用标准的HCl溶液润洗后,将标准液注入滴定管刻度“0”以上2~3cm处,再把滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下。
E、检查滴定管是否漏水。
F、另取锥形瓶,再重复操作一次。
G、把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度。
a. 滴定操作的正确顺序是(用序号填写)___________________________ 。
b. 在G操作中如何确定终点? __________________________ ____ 。
c. 若换酚酞做指示剂,如何确定终点? _________________________ ____ 。
(2)氧化还原滴定—取草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1mol·L-1的高锰酸钾溶液滴定,发生的反应为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O。表格中记录了实验数据:
滴定次数 | 待测液体积 (mL)[来 | 标准KMnO4溶液体积(mL) | |
滴定前读数 | 滴定后读数 | ||
第一次 | 25.00 | 0.50 | 20.40 |
第二次 | 25.00 | 3.00 | 23.00 |
第三次 | 25.00 | 4.00 | 24.10 |
①滴定时,KMnO4溶液应装在 (“酸”或“碱”)式滴定管中,滴定终点时滴定现象是 。
②该草酸溶液的物质的量浓度为_____________。
(3)沉淀滴定――滴定剂和被滴定物的生成物比滴定剂与指示剂的生成物更难溶。
参考下表中的数据,若用AgNO3滴定NaSCN溶液,可选用的指示剂是 (填选项字母)。
难溶物 | AgCl | AgBr | AgCN | Ag2CrO4 | AgSCN |
颜色 | 白 | 浅黄 | 白 | 砖红 | 白 |
Ksp | 1.77×10-10 | 5.35×10-13 | 1.21×10-16 | 1.12×10-12 | 1.0×10-12 |
A.NaCl B.NaBr C.NaCN D.Na2CrO4