题目内容
(6分)1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g·mL-1、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol·L-1NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀。
(1)该合金中铜与镁的物质的量之比是 。
(2)NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是 。
(3)得到2.54 g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是 mL。
2:1;80%;640
【解析】
试题分析:(1)金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁,故沉淀中氢氧根的质量为2.54g-1.52g=1.02g,氢氧根的物质的量为1.02g÷17g/mol=0.06mol,根据电荷守恒可知,金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量,令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol,则:2x+2y=0.06、64x+24y=1.52,解得x=0.02,y=0.01,故合金中铜与镁的物质的量之比是0.02mol:0.01mol=2:1;
(2)NO2和N2O4混合气体的物质的量为1.12L÷22.4L/mol=0.05mol,令二氧化氮的物质的量为amol,则四氧化二氮的物质的量为(0.05-a)mol,根据电子转移守恒可知,a×1+(0.05-a)×2×1=0.06,解得a=0.04,所以NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是
×100%=80%;
(3)反应后溶质为硝酸钠,根据氮元素守恒可知,硝酸钠的物质的量为0.05L×14mol/L-0.04mol-(0.05-0.04)×2=0.64mol,根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO3)=0.64mol,故需要氢氧化钠溶液的体积为0.64mol÷1mol/L=0.64L=640mL。
考点:考查镁铜合金与硝酸反应的有关计算
(14分)制烧碱所用盐水需两次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、SO42 -等离子,过程如下:
Ⅰ. 向粗盐水中加入过量BaCl2溶液,过滤;
Ⅱ. 向所得滤液中加入过量Na2CO3溶液,过滤;
Ⅲ. 滤液用盐酸调节pH,获得第一次精制盐水。
(1)过程Ⅰ除去的离子是______。
(2)过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度(20 ℃/g)如下表,请依据表中数据解释下列问题:
CaSO4 | Mg2(OH)2CO3 | CaCO3 | BaSO4 | BaCO3 |
2.6×10-2 | 2.5×10-4 | 7.8×10-4 | 2.4×10-4 | 1.7×10-3 |
①过程Ⅰ选用BaCl2而不选用CaCl2的原因为___________________________________。
②过程II之后检测Ca2+、Mg2+及过量Ba2+是否除尽时,只需检测Ba2+即可,原因是____________。
(3)第二次精制要除去微量的I-、IO3- 、NH4+ 、Ca2+、Mg2+,流程示意如下:
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① 过程Ⅳ除去的离子有______、_______。
② 盐水b中含有SO42 -。Na2S2O3将IO3- 还原为I2的离子方程式是___________________________。
③ 过程VI中,产品NaOH在电解槽的__________区生成(填“阳极”或“阴极”),该电解槽为______离子交换膜电解槽(填“阳”或“阴”)。