Ⅰ.铜铁及其化合物在日常生活中应用广泛,某研究性学习小组用粗铜(含杂质Fe)与过量氯气反应得固体A,用稀盐酸溶解A,然后加试剂调节溶液的pH后得溶液B,溶液B经系列操作可得氯化铜晶体,请回答:
(1)固体A用稀盐酸溶解的原因是 __。
(2)检验溶液B中是否存在Fe3+的方法是 __。
(3)已知元素在高价态时常表现氧化性,若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀,则生成CuCl的离子方程式是 。
Ⅱ.常温下,某同学将稀盐酸和氨水等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号 |
氨水物质的量浓度/(mol·L-1) |
盐酸物质的量浓度/(mol·L-1) |
混合溶液pH |
① |
0.1 |
0.1 |
pH=5 |
② |
c |
0.2 |
pH=7 |
③ |
0.2 |
0.1 |
pH>7 |
请回答:
(4)从第①组情况分析,该组所得混合溶液中由水电离出的c(H+)= __mol·L-1;从第②组情况表明,c __(填“>”“<”或“=”)0.2 mol·L-1;从第③组情况分析可知,混合溶液中c(NH4+) __(填“>”“<”或“=”)c(NH3·H2O)。
(5)写出以下四组溶液NH4+浓度由大到小的顺序 __> __> __> __(填选项编号)。
A.0.1 mol·L-1 NH4Cl
B.0.1 mol·L-1 NH4Cl和0.1 mol·L-1 NH3·H2O
C.0.1 mol·L-1 NH3·H2O
D.0.1 mol·L-1 NH4Cl和0.1 mol·L-1 HCl
发生在天津港“8•12”特大火灾爆炸事故,再一次引发了人们对环境问题的关注.
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料.
已知:H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H1=﹣241.8kJ•mol﹣1
C(s)+O2(g)═CO(g)△H2=﹣110.5kJ•mol﹣1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为: .
(2)由于CaC2、金属钠、金属钾等物质能够跟水反应给灾后救援工作带来了很多困难.如果在实验室,你处理金属钠着火的方法是 .
(3)事故发生后,爆炸中心区、爆炸区居民楼周边以及海河等处都受到了严重的氰化物污染.处理NaCN的方法是:用NaClO在碱性条件下跟NaCN反应生成无毒害的物质,试写出该反应的离子反应方程式 .
(4)电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染.电化学降解NO3-的原理如图所示,电源正极为 (填“a”或“b”);若总反应为4NO3﹣+4H+═5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为 .
(5)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72﹣转化为Cr(OH)3沉淀除去,
已知在常温下:Ksp[Fe(OH)2]=1×10﹣15、Ksp[Fe(OH)3]=1×10﹣38、Ksp[Cr(OH)3]=1×10﹣23,当离子浓度在1×10﹣5mol/L以下时认为该离子已经完全沉淀,请回答:
①相同温度下Fe(OH)3的溶解度 Cr(OH)3的溶解度(填“>”、“<”或“=”)
②浓度为0.1mol/L的Fe2+与10.0mol/L Cr3+同时生成沉淀的pH范围是 .
氮元素能形成多种多样的化合物.请回答:
(1)298K时,在2L固定体积的密闭容器中,发生可逆反应:2NO2(g)N2O4(g)△H=﹣a kJ/mol (a>0).N2O4的物质的量浓度随时间变化如图1.达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题:
①298k时,该反应的平衡常数为 L•mol﹣1(精确到0.01);
②下列情况不能用来判断该反应是否处于平衡状态的是 ;
A.混合气体的密度保持不变; B.混合气体的颜色不再变化;C.混合气体的气体压强保持不变
③若反应在398K进行,某时刻测得n(NO2)=0.6mol、n(N2O4)=1.2mol,则此时v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”).
(2)常温条件下,向100mL 0.1mol•L﹣1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol•L﹣1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示.试分析图中a、b、c、d、e五个点(该条件下硫酸第二步电离是完全的).
①a点溶液的pH 1(填“>”“<”或“=”);
②b点溶液中发生水解反应的离子是 ;
③c点溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序为 ;
④d、e点对应溶液中,水电离程度大小关系是d e(填“>”、“<”或“=”).
研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s) + 3C(s)=2Fe(s) + 3CO(g)ΔH 1=+489.0 kJ·mol-1
C(s) + CO2(g)=2CO(g)ΔH 2 =+172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步:2CH3OH(g) HCOOCH3(g)+2H2(g) △H>0
第二步:HCOOCH3(g) CH3OH(g)+CO(g) △H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示:
图中中间产物X的结构简式为 。
②在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有 。(写两条措施)
(3)第21届联合国气候变化大会(COP21)于2015年11月30日至12月11日在巴黎召开。会议旨在讨论控制温室气体CO2的排放,减缓全球变暖,力争将全球气温上升控制在2度内。
①Li4SiO4可用于富集得到高浓度CO2。原理是:在500℃,低浓度CO2与Li4SiO4接触后生成两种锂盐;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出高浓度CO2,Li4SiO4再生。请写出700℃时反应的化学方程式为: 。
②利用太阳能和缺铁氧化物[如Fe0.9O]可将富集到的廉价CO2热解为碳和氧气,实现CO2再资源化,转化过程如下图所示,若用1mol缺铁氧化物[Fe0.9O]与足量CO2完全反应可生成 molC(碳)。
③固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2/H2O,既可高效制备合成气(CO+H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如下图。写出电极c上发生的电极反应式: , 。
(4)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见右图。
如何解释图中250-400℃时温度升高与乙酸的生成速率变化的关系?
氯酸钠(NaClO3)是无机盐工业的重要产品之一。
(1)工业上制取氯酸钠采用在热的石灰乳中通入氯气,然后结晶除去氯化钙后,再加入适量的 (填试剂化学式),过滤后即可得到。
(2)实验室制取氯酸钠可通过如下反应:3C12+6NaOH5NaC1+NaC1O3+3H2O,先往-5℃的NaOH溶液中通入适量C12,然后将溶液加热,溶液中主要阴离子浓度随温度的变化如右图所示,图中C表示的离子是 。
(3)某企业采用无隔膜电解饱和食盐水法生产氯酸钠。则反应化学方程式为: 。
(4)样品中C1O3-的含量可用滴定法进行测定,步骤如下:
步骤1:准确称取样品ag(约2.20g),经溶解、定容等步骤准确配制1000mL溶液。
步骤2:从上述容量瓶中取出10.00mL溶液于锥形瓶中,准确加入25mL 1.000mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量),再加入75mL硫酸和磷酸配成的混酸,静置10min。
步骤3:再在锥形瓶中加入100mL蒸馏水及某种指示剂,用0.0200mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗体积15.62mL。
步骤4: 。
步骤5:数据处理与计算。
①步骤2中反应的离子方程式为 ;静置10min的目的是 。
②步骤3中K2Cr2O7标准溶液应盛放在 (填仪器名称)中。
③为精确测定样品中C1O3-的质量分数,步骤4操作为 。
(5)在上述操作无误的情况下,所测定的结果偏高,其可能的原因的原因是
工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
已知:MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解。
回答下列问题:
(1)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01mol/L-1,滤液中残留的c(Ca2+)= 〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕
(2)沉锰工序中,298K、c(Mn2+)为1.05 mol/L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是 。
(3)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是:过滤、 。
(4)为测定某软锰矿中二氧化锰的质量分数,准确称量1.20g软锰矿样品,加入2.68g草酸钠固体,再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应),充分反应后冷却,将所得溶液转移到250mL容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度,从中取出25.0mL,用0.0200mol·L-1高锰酸钾溶液进行滴定,当滴入20.0mL溶液时恰好完全反应。
已知高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下均能将草酸钠(Na2C2O4)氧化:
2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ ="=" 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O
MnO2 + C2O42- + 4H+ ="=" Mn2+ + 2CO2↑+ 2H2O
求该软锰矿中二氧化锰的质量分数 (写出计算过程)。