题目内容
【题目】I.现有一瓶无色澄清溶液，可能由Na+、K+、NH4+、Fe2+、SO42-、I-、CO32-、Cl-、SO32-、MnO4-中的几种组成，请根据以下实验步骤及现象回答下列问题：
步骤一：取适量待测液，加入NaOH溶液并加热，得到溶液A，并产生刺激性气味的气体；
步骤二：向溶液A中加入足量稀盐酸和BaCl2溶液，得到溶液B、白色沉淀及有刺激性气味的气体；
步骤三：向溶液B中通入适量Cl2，得到黄褐色溶液C。
(1)下列有关该溶液说法正确的是________________(填字母)。
A 一定存在SO42-、I-、NH4+、SO32- B 一定不存在Fe2+、CO32-、MnO4-
C 可能存在CO32-、Cl-、Na+、K+、 D 可用AgNO3溶液确认原溶液中是否存在Cl-
(2)步骤三得到黄褐色溶液的离子方程式是____________________。
(3)若向原溶液中先加入足量的盐酸，再加入足量的______________(填化学式)并加热，也能得出步骤一、步骤二相同的结论。
(4)对于溶液中还可能存在的阳离子，确认其存在的实验方法是__________________。
II.用一定质量的铜片和25.0 mL 18.0 mol·L－1的浓硫酸在加热条件充分反应，最终铜片与硫酸均有剩余。假定反应前后溶液的体积不变，设剩余硫酸的浓度为d mol·L－1，现向反应后溶液中缓慢加入硝酸钾固体，充分搅拌直到剩余铜片恰好完全反应，反应消耗硝酸钾____________mol(用含d的代数式表示)。
【答案】AC Cl2+2I-=I2+2Cl- Ba(OH)2 通过焰色反应，若呈现黄色，则含有Na+；透过蓝色钴玻璃片观察焰色反应，若呈现紫色则含有K+ d/80或0.0125d 、1.25×10-2d
【解析】
因为溶液是“无色”的，所以溶液
中没有Fe2+、MnO4-；加入NaOH溶液并加热，产生的刺激性气味的气体应是NH3，说明原溶液中有NH4+；加入足量的稀盐酸，首先将过量的NaOH中和掉，白色沉淀B为不溶于酸的BaSO4沉淀，说明原溶液中含有SO42-；产生刺激性气味的气体应是SO2，说明原溶液中含有SO32-；向溶液B中通入Cl2，得到的黄褐色溶液C中应含有I2，说明原溶液中含有I-。综合上述推断，该瓶无色澄清溶液中，一定含有NH4+、SO42-、SO32-、I-，一定没有Fe2+、MnO4-，可能含有Na+、K+、CO32-。
I．（1）A项正确，根据上述分析，所给四种离子一定存在；B项错误，因所加稀盐酸足量，所以无法证明CO32-是否存在；C项正确，所给四种离子无法判断是否存在；D项错误，因溶液中有I-、SO32-、SO42-(甚至可能含有的CO32-)均能与Ag+反应生成白色沉淀，所以单用AgNO3溶液，无法检测出溶液中是否有Cl-，至少要再加入过量的稀硝酸；
（2）步骤三中发生了氯气与I-的反应：Cl2+2I-=2Cl-+I2；
（3）步聚一和步骤二检验出了NH4+和SO42-、SO32-，没有检测出CO32-；如先加入足量的盐酸，可以通过产生刺激性气味的气体，确认SO32-的存在，并除去了SO32-和可能有的CO32-；要检测NH4+，肯定需要OH-，要检测SO42-，则需要Ba2+，所以选择再加入的足量的试剂为Ba(OH)2溶液；
（4）中学中检测Na+和K+的存在，通常是通过焰色反应。如果焰色反应呈黄色，说明溶液中有Na+，如果透过蓝色钴玻璃观察到浅紫色，说明溶液中有K+。
II．剩余硫酸溶液中硫酸的物质的量为0.025d mol，其H+的物质的量为0.05mol。加入KNO3，剩余的铜片恰好完全反应（此时溶液中的硫酸也恰好完全反应，题目中最好能够说明，不然无法计算）。此时相当于溶液中有了硝酸，此时铜片继续溶解，发生反应：
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
8 2
0.05d n(NO3-)
，解得n(NO3-)=
mol，所以KNO3的物质的量为mol。
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【题目】减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。合理应用和处理碳、氮及其化合物，在生产生活中有重要意义。
(1)对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。在催化剂存在下用H2还原CO2 是解决溫室效应的重要手段之一,相关反应如下:
已知H2 和CH4的燃烧热分别为285.5kJ/mol 和890.0kJ/mol。
H2O(1) =H2O(g) △H= +44 kJ/mol
试写出H2 还原CO2 生成CH4和H2O(g)的热化学方程式_____________。
(2)CO2在Cu-ZnO催化下,可同时发生如下的反应I、II，其可作为解决温室效应及能源短缺的重要手段。
I.CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) △H1=-57.8 kJ/mol
II.CO2(g) +H2(g)CO(g) + H2O(g) △H2 = +41.2 kJ/mol
①某温度时，若反应I的速度v1大于反应II的速度以v2,则下列反应过程的能量变化正确的是_______(填选项)。
②对于气体参加的反应,，表示平衡常数Kp时,用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)。
已知:气体各组分的分压p(B)，等于总压乘以其体积分数。
在Cu-ZnO存在的条件下，保持温度T时，在容积不变的密闭容器中,充入一定量的CO2 及H2，起始及达平衡时，容器内各气体物质的量如下表:
CO2 | H2 | CH3OH | CO | H2O(g) | 总压/kPa | |
起始/mol | 5.0 | 7.0 | 0 | 0 | 0 | p0 |
平衡/mol | n1 | n2 | p |
若反应I、II均达平衡时,P0=1.2p，则表中n1=____；若此时
(3)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝:
4NO(g) +4NH3(g) +O2(g) 
4N2(g) +6H2O(g) △H <0
根据下图判断提高脱硝效率的最佳条件是________;氨氮比一定时,在400℃时,脱硝效率最大,其可能的原因是______________。
(4)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s) +2NO(g)N2(g) +CO2(g) △H>0
在T℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是_______。
A.通入一定量的CO2 B.加入合适的催化剂 C.适当缩小容器的体积
D.通入一定量的NO E.加入一定量的活性炭 F.适当升高温度
