题目内容
【题目】综合题
Ⅰ.现有失去标签的CaCl2、AgNO3、HCl和Na2CO3四瓶溶液。为了确定这四瓶溶液成分,将四瓶溶液成分别编号为A、B、C、D后进行化学实验,实验记录如下:
实验顺序 | 实验内容 | 实验现象 |
① | A+B | 无现象 |
② | B+D | 有气体放出 |
③ | C+B | 有沉淀生成 |
④ | A+D | 有沉淀生成 |
请根据上述实验填空:
(1)A、C两瓶溶液分别是(用化学式表示)_____、______。
(2)A、D溶液混合恰好完全反应生成白色沉淀,过滤、洗涤,再向滤渣中加入足量盐酸溶液,写出向滤渣中加人盐酸的离子方程式: ______。
Ⅱ.某固体混合物中,可能含有下列离子中的几种:K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-,将该混合物溶于水后得到澄清溶液,现取三份各100mL该溶液分别进行如下实验(已知:NH4++OH-NH3↑+H2O)。
(1)在一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
(2)在另一份溶液中加入足量的NaOH 溶液并加热,收集到1.12L气体(标准状况下)。
(3)在第三份溶液中加入足量的BaCl2溶液后有沉淀生成,经称量其质量为6.27g,在该沉淀中加入足量的盐酸,沉淀部分溶解,剩余固体质量为2.33g。根据上述实验回答下列问题:
①溶液中一定不存在的离子是_______。
②溶液中一定存在的阴离子有______,其物质的量浓度分别为______ 。
③推断 K+是否存在并说理由:______。
【答案】CaCl2 AgNO3 CaCO3+2H+=Ca2++H2O+ CO2↑ Ba2+、Mg2+ CO32-、SO42- c(SO42-)=0.1mol/L、c(CO32-)=0.2mol/L 存在,经过计算可知,只有存在K+,溶液中的离子电荷才能守恒
【解析】
Ⅰ. HCl和Na2CO3反应生成气体,AgNO3分别与CaCl2、HCl和Na2CO3反应均生成沉淀,且CaCl2、AgNO3、HCl都能与Na2CO3反应,结合实验中B+D反应生成气体,A+D反应生成沉淀,A+B无现象,则B为HCl,D为Na2CO3,所以A为CaCl2,C为AgNO3,再结合物质的性质及发生的反应来解答;
Ⅱ. ①加入AgNO3溶液有沉淀产生,说明溶液中可能存在Cl-、CO32-、SO42-等离子,且至少一种;
②1.12L气体为氨气,溶液中一定含有NH4+,并且物质的量为0.05mol;
③2.33g沉淀为硫酸钡,6.27g沉淀为硫酸钡和碳酸钡的混合物;
再根据电荷守恒,得出是否存在钾离子,以此解答该题。
Ⅰ. HCl和Na2CO3反应生成气体,AgNO3分别与CaCl2、HCl和Na2CO3反应均生成沉淀,且CaCl2、AgNO3、HCl都能与Na2CO3反应,结合实验中B+D反应生成气体,A+D反应生成沉淀,A+B无现象,则B为HCl,D为Na2CO3,所以A为CaCl2,C为AgNO3;
(1)由上述分析可知,A为CaCl2,C为AgNO3;
(2)由分析知:A为CaCl2,D为Na2CO3,溶液混合恰好完全反应生成白色沉淀CaCO3,盐酸溶解碳酸钙生成CaCl2、CO2和水,发生反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+ CO2↑;
Ⅱ. ①碳酸银、硫酸银、氯化银都是白色沉淀,因此实验1得到沉淀无法确定是氯化银,故实验1对Cl-是否存在的判断是:不能确定;利用实验2可知含有铵离子,利用实验3可知沉淀一定是碳酸钡和硫酸钡,即溶液中一定含有CO32-、SO42-,碳酸钡、碳酸镁、硫酸钡等都是不溶于水的沉淀,故可判知溶液一定不存在的离子是:Ba2+、Mg2+;
②结合①中分析可知溶液中一定含有的阴离子为CO32-、SO42-,由碳酸钡可溶于盐酸,硫酸钡不溶于盐酸可推知加入盐酸后剩余2.33g固体为BaSO4,利用硫守恒可知溶液中n(SO42-)==0.01mol,c(SO42-)==0.1mol/L;6.27g固体中碳酸钡的质量为6.27g-2.33g=3.94g,利用碳守恒可知溶液中n(CO32-)==0.02mol,c(CO32-)==0.2mol/L;
③溶液中肯定存在的离子是NH4+、CO32-和SO42-,经计算,NH4+的物质的量为=0.05 mol,利用②中分析、计算可知CO32-、SO42-的物质的量分别为0.02 mol和0.01 mol,根据电荷守恒,阳离子所带正电荷总量为n(NH4+)=0.05mol,阴离子所带负电荷总量为2n(CO32-)+2n(SO42-)=0.06mol,则钾离子一定存在。
【题目】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+ CO2(g)2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | C—H | C=O | H—H | CO(CO) |
键能/kJ·mol1 | 413 | 745 | 436 | 1075 |
则该反应的ΔH=_________。分别在v L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______(填“A” 或“B ”)。
(2)CO2可以被NaOH溶液捕获。
①若所得溶液pH=13,CO2主要转化为_______(写离子符号);若所得溶液c(HCO3)∶c(CO32)=2∶1,溶液pH=___________。(室温下,H2CO3的K1=4×107;K2=5×1011)
②当2molCO2通入3molNaOH被吸收时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)________。
a.c(Na+)+c(H+)=c(CO32)+c(HCO3-)+c(OH-)
b.c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32)> c(OH-)>c(H+)
c.3c(Na+)=2[c(CO32)+c(HCO3-) +c(H2CO3)]
(3)CO2辅助的CO—O2燃料电池,工作原理如图所示,固体介质中CO32— 可定向移动。电池的负极反应式:________________________________电池工作时需向某电极通入CO2以触发反应,该电极为_____________(填“甲”或“乙”)