题目内容
A、B、C、D四种物质均为下列离子组成的可溶性化合物,组成这四种物质的离子(离子不能重复组合)有:
| 阳离子 | Na+、Al3+、Ba2+、NH4+ |
| 阴离子 | Cl-、OH-、CO32-、SO42- |
分别取四种物质进行实验,实验结果如下:
①A、D溶液呈碱性,B呈酸性,C呈中性
②A溶液与B溶液反应生成白色沉淀,再加过量A,沉淀量减少,但不会完全消失
③A溶液与D溶液混合并加热有气体生成,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
回答下列问题:
(1)A的化学式是_________,用电子式表示C的形成过程:________________ 。
(2)向A溶液中通入适量CO2,使生成的沉淀恰好溶解,所得溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序是:________________________ 。
(3)写出③的离子方程式_______________________________________________ 。
(4)简述D溶液呈碱性的理由___________________________________________ 。
【知识点】离子共存问题;盐类水解的应用 B4 H3 H6
【答案解析】(1) Ba(OH)2
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(2) c(HCO3﹣)>c(Ba2+)>c(OH﹣)>c(H+)>c(CO32﹣)
(3) Ba2++CO32﹣+2NH4++2OH﹣
2NH3↑+2H2O+BaCO3↓
(4) NH4+的水解程度小于CO32﹣的水解程度
解析:根据A溶液与D溶液混合并加热有气体生成,该气体能使湿润的红色石蕊试液变蓝,气体为氨气,再由A、D溶液呈碱性,B呈酸性,C呈中性,A溶液与B溶液反应生成白色沉淀,再加过量A,沉淀量减少,但不会完全消失,则A为Ba(OH)2,B为强酸弱碱盐,则B为Al2(SO4)2,C为强酸强碱盐,则C为NaCl,D为弱酸弱碱盐,则D为(NH4)2CO3。
(1)A为Ba(OH)2;C为NaCl,其形成过程为
;
(2)向A溶液中通入适量CO2,使生成的沉淀恰好溶解,溶液的溶质为Ba(HCO3)2,由化学式及电离可知c(HCO3-)>c(Ba2+),再由水解显碱性可知c(OH-)>c(H+),电离产生极少的CO32-,即离子物质的量浓度由大到小的顺序为c(HCO3-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-);
(3)③为Ba(OH)2与(NH4)2CO3的反应,其离子反应为Ba2++CO32-+2NH4++2OH-
2NH3↑+2H2O+BaCO3↓,
(4)(NH4)2CO3溶液显碱性,是因NH4+的水解程度小于CO32-的水解程度。
【思路点拨】本题考查了物质的推断、离子的共存、离子浓度大小的比较、水解、离子反应等知识,综合性较强,难度较大,需要学生在推断时综合考虑信息的利用,对学生能力要求较高。
工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如图所示:
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(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)
CO2+H2
T℃时,往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。该温度下此反应的平衡常数K=_____(填计算结果)。
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g);△H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1____573K(填“>”、“<”或“=”)。
| T/℃ | T1 | 300 | T2 |
| K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
(3)N2和H2以铁作催化剂从145℃就开始反应,不同温度下NH3的产率如图所示。温度高于900℃时,NH3产率下降的原因是
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(4)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气,目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:
CH4(g)+4NO2=(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g); △H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g); △H=-1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:
(5)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水。科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极碱性条件下发生反应的电极反应式为
。