运用化学反应原理研究氢、氧、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义
(1)已知:25℃时KSP(AgCl)=1.6×l0-10 KSP(AgI)=1.5×l0-16
海水中含有大量的元素,常量元素如氯,微量元素如碘,其在海水中均以化合态存在。在25℃下,向0.1L0.002mol·L-l的NaCl溶液中加入0.1L0.002mol·L-l硝酸银溶液,有白色沉淀生成,产生沉淀的原因是(通过计算回答) ,向反应后的浑浊液中继续加入0.1L0.002mol·L-1的NaI溶液,看到的现象是 ,产生该现象的原因是(用离子方程式表示) 。
(2)过氧化氢的制备方法很多,下列方法中原子利用率最高的是 (填序号)。
A.BaO2 + H2SO4= BaSO4 ↓ + H2O2
B.2NH4HSO4(NH4)2S2O8 + H2↑
(NH4)2S2O8 + 2H2O = 2NH4HSO4 + H2O2
C.CH3CHOHCH3 + O2→ CH3COCH3 + H2O2
D.乙基蒽醌法见下图
(3)某文献报导了不同金属离子及其浓度对双氧水氧化降解海藻酸钠溶液反应速率的影响,实验结果如图1、图2所示。
注:以上实验均在温度为20℃、w(H2O2)=0.25%、pH=7.12、海藻酸钠溶液浓度为8mg·L―1的条件下进行。图1中曲线a:H2O2;b:H2O2+Cu2+;c:H2O2+Fe2+;d:H2O2+Zn2+;e:H2O2+Mn2+;图2中曲线f:反应时间为1h;g:反应时间为2h;两图中的纵坐标代表海藻酸钠溶液的粘度(海藻酸钠浓度与溶液粘度正相关)。
由上述信息可知,下列叙述错误的是 (填序号)。
A.锰离子能使该降解反应速率减缓
B.亚铁离子对该降解反应的催化效率比铜离子低
C.海藻酸钠溶液粘度的变化快慢可反映出其降解反应速率的快慢
D.一定条件下,铜离子浓度一定时,反应时间越长,海藻酸钠溶液浓度越小
(本题16分)硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾(CuSO4•5H2O)和副产物石膏(CaSO4•2H2O)的生产流程示意图:
胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(g/100g水)见下表:
温度(℃) |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
石膏 |
0.32 |
0.26 |
0.15 |
0.11 |
0.07 |
胆矾 |
32 |
44.6 |
61.8 |
83.8 |
114 |
请回答下列问题:
(1)红棕色滤渣的主要成分是____________。
(2)写出浸出过程中生成硫酸铜的离子方程式 _______________________________。
(3)操作I包括加热升温、控制温度在_______℃、蒸发结晶、__________等操作。
(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为_________、过滤、洗涤、干燥;
(5)用无水乙醇洗涤晶体而不用蒸馏水的原因是________________________________;
(6)取样检验是为了确认Fe3+是否除净。有同学设计了以下两种方案,在实验室分别对所取样品进行以下操作:
方案一:取样于试管→滴加KSCN溶液;方案二:纸上层析后→喷KSCN溶液;
①你认为上述两种方案设计更合理的是_____________;
②指出你认为不合理的方案存在的问题_____________________________________。
(本题共16分)下表为元素周期表的一部分,请用化学用语回答下列问题:
族 周期 |
IA |
0 |
||||||
1 |
① |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
|
2 |
② |
③ |
④ |
|||||
3 |
⑤ |
⑥ |
⑦ |
⑧ |
⑨ |
(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为____________________(用元素符号表示)。
(2)请用化学方程式表示非金属性:④>③_________________。
(3)表中①、③、④三种元素组成的常见化合物中能促进水的电离的是__________(用化学式回答,下同),能抑制水的电离的是___________。
(4)由表中元素①③④⑥⑨形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为_________________________。
(5)由④、⑤、⑧三中元素形成的两种盐溶液中,加入盐酸发生氧化还原反应的离子方程式是。
(本题共16分)某无色稀溶液X中,可能含有下表所列离子中的某几种。
阳离子 |
Al3+、Cu2+、Mg2+、NH4+、Na+ |
阴离子 |
CO32-、SiO32-、AlO2-、Cl-、SO42- |
现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂Y体积(V)的关系如图所示。
(1)若Y是盐酸,则原溶液中一定含有的离子是,一定不含有的离子是________________
(2)oa段发生反应的总离子方程式为、__________________
(3)若Y是NaOH溶液,则bc段反应的离子方程式为。
若不考虑离子的水解因素,忽略H+和OH—的影响,则原溶液中一定存在的离子的物质的量由多到少的顺序为 ______。
(4)若Y是NaOH溶液,要确定原溶液中所含的阴离子的种类,则必须要用到的试剂是__________。
(本题共16分) 某一反应体系中共有Pb3O4、NO、MnO2、Cr2O3、Cr(MnO4)2和Pb(N3)2(名称叠氮化铅,其中Pb为+2价)六种物质,已知Pb(N3)2是反应物之一,Cr2O3是产物之一。请回答下列问题:
(1)已知Cr的常见化合价为+2、+3、+6,Mn的常见化合价为+2、+4、+6、+7,则Cr(MnO4)2中Cr的化合价为 。
(2)1mol Pb(N3)2在反应中 (填“得到”或“失去”)mol
(3)NaNO2是一种食品添加剂,它能致癌。Cr(MnO4)2酸性溶液与NaNO2溶液能发生反应:
MnO4-+NO2-+ ═Mn2+ +NO3-+
请配平上述离子方程式,并标出电子转移的方向和数目。
(4)现欲配制100 mL 0.5mol/L的KMnO4溶液。回答下列问题:
①通过计算,应称取KMnO4固体的质量为g。
②配制时,溶液转移步骤中玻璃捧的正确使用方法是________________________.
(5)某同学用上述配好的KMnO4溶液滴定未知浓度的NaNO2溶液:取20.00mL未知浓度的NaNO2溶液置于锥形瓶中,取上述配好的KMnO4溶液装入酸式滴定管中,滴定完成后消耗KMnO4溶液10.00mL,则NaNO2溶液的物质的量浓度为 __________________。
工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下:
已知: Cu2O + 2H+=" Cu" + Cu2+ + H2O
沉淀物 |
Cu(OH)2 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
开始沉淀pH |
5.4 |
4.0 |
1.1 |
5.8 |
沉淀完全pH |
6.7 |
5.2 |
3.2 |
8.8 |
(1)反应I中如果Cu2O与 Fe2O3之间恰好完全反应,则发生反应的化学方程式为:__________________
(2)用NaClO调pH=x是此工艺流程中的最佳选择。
①选择NaClO的理由是:____________________________________________________
②生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的物质,写出该反应的离子方程式为: ____________________
(3)测定pH=y的仪器是___________________
(4)如果某次测定pH=y的操作失误,将适量NaOH溶液滴加到0.02mol·L-1CuSO4溶液中,致使溶液中Cu2+浓度降至原来的百分之一,则溶液的pH为____。(已知常温下,Cu(OH)2的溶度积常数Ksp=2×10-20)
(5)电解初期阳极的电极反应式为________________________________