题目内容

19．高中化学教材介绍了钠、镁、铝、铁、氯、硫、氮、硅等元素及其化合物的知识，是其它化学知识的载体．
从以上元素中选择，在自然界中有游离态存在的有N、S、Fe元素（填元素符号）．
（2）离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料．一容器被离子交换膜分成左右两部分，如图所示．
若该交换膜为阳离子交换膜（只允许阳离子自由通过），左边充满盐酸酸化的H2O2溶液，右边充满滴有KSCN溶液的FeCl2溶液（足量），一段时间后可观察到的现象：右边B（从下列选项中选择）
A．无明显现象  B．溶液由浅绿色变红色  C．溶液由无色变黄色 D．溶液由浅绿色变无色左边发生反应的离子方程式：2H++2Fe2++H2O2=2H2O+2Fe3+；
若该交换膜为阴离子交换膜（只允许阴离子自由通过），左边充满含2mol  NH4Al（SO4）2的溶液，右边充满含3mol Ba（OH）2的溶液，当有2mol SO42-通过交换膜时（若反应迅速完全），则左右两室沉淀的物质的量之比为2：3．
（3）某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，利用相关工艺可进行提纯与综合利用．通入一定量的N2后，在1500℃下与Cl2充分反应得到纯化石墨与气体混合物，然后降温至80℃，分别得到不同状态的两类物质a和b．（注：石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃．）
①若a与过量的NaOH溶液反应，可得两种盐，其中一种盐的水溶液具有粘合性，化学反应方程式为SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O．
②若b与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤，所得滤液中阴离子有Cl-、OH-、AlO2-；
然后向滤液中继续加适量乙酸乙酯并加热可得沉淀，写出生成沉淀的离子方程式CH3COOCH2CH3+AlO2-+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al（OH）3↓+CH3COO-+CH3CH2OH．

分析 （1）N、S、Fe在自然界中有游离态存在，Na、Mg、Al、Cl、Si在自然界中全部以化合态存在；
（2）亚铁离子通过阳离子交换膜进入左边被盐酸酸化的H2O2氧化，铁离子通过阳离子交换膜进入右边与KSCN溶液接触，溶液变成血红色，离子方程式为：2H++2Fe2++H2O2=2H2O+2Fe3+；当有2mol SO42-通过交换膜时，根据电荷守恒则有4molOH-进入左室，左室生成氢氧化铝$\frac{4}{3}$mol，右室生成2mol硫酸钡，则左右两室沉淀的物质的量之比为2：3；
（3）根据题意，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃；
①a应该是SiCl4，结合a与过量的NaOH溶液反应，可得两种盐，其中一种盐的水溶液具有粘合性（Na2SiO3）；
②b是AlCl3、FeCl3、MgCl2的混合物，与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤，所得滤液中阴离子有Cl-、OH-、AlO2-；向滤液中继续加适量乙酸乙酯并加热可得沉淀氢氧化铝．

解答 解：（1）Na、Mg、Al、Cl、Si在自然界中全部以化合态存在，N、S、Fe在自然界中有游离态存在，
故答案为：N、S、Fe；
（2）离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料．一容器被离子交换膜分成左右两部分，如图所示．若该交换膜为阳离子交换膜（只允许阳离子自由通过），左边充满盐酸酸化的H2O2溶液，右边充满滴有KSCN溶液的FeCl2溶液（足量），亚铁离子通过阳离子交换膜进入左边被盐酸酸化的H2O2氧化，铁离子通过阳离子交换膜进入右边与KSCN溶液接触，溶液变成血红色，离子方程式为：2H++2Fe2++H2O2=2H2O+2Fe3+；若该交换膜为阴离子交换膜（只允许阴离子自由通过），左边充满含2mol NH4Al（SO4）2的溶液，右边充满含3mol Ba（OH）2的溶液，当有2mol SO42-通过交换膜时（若反应迅速完全），当有2mol SO42-通过交换膜时，根据电荷守恒则有4molOH-进入左室，左室生成氢氧化铝$\frac{4}{3}$mol，右室生成2mol硫酸钡，则左右两室沉淀的物质的量之比为2：3；
故答案为：B；2H++2Fe2++H2O2=2H2O+2Fe3+；2：3；
（3）根据题意，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃；
①a应该是SiCl4，结合a与过量的NaOH溶液反应，可得两种盐，其中一种盐的水溶液具有粘合性（Na2SiO3）得：SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O；
故答案为：SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O；
②b是AlCl3、FeCl3、MgCl2的混合物，与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤，所得滤液中阴离子有Cl-、OH-、AlO2-；向滤液中继续加适量乙酸乙酯并加热可得沉淀氢氧化铝，生成沉淀的离子方程式为：CH3COOCH2CH3+AlO2-+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al（OH）3↓+CH3COO-+CH3CH2OH；
故答案为：Cl-、OH-、AlO2-，CH3COOCH2CH3+AlO2-+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al（OH）3↓+CH3COO-+CH3CH2OH．

点评 本题考查了铝、铁、镁及化合物的性质，理解离子交换膜的作用是关键，掌握题干信息和物质性质是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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9．如图是实验室用稀硫酸和亚硫酸钠制SO2并验证SO2某些性质的装置图，试回答：

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10．下列热化学方程式或叙述正确的是（　　）
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7．（1）常说的三大合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶．
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（3）新制氯水在阳光照射下产生的无色气体是O2（或氧气）．
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8．下列离子方程式正确的是（　　）
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9．下列电子式书写不正确的是（　　）
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