(共14分)(1)美国麻省理工学院(MIT)近年来设计出镁锑液态金属电池,其工作原理如图所示,负极金属失去电子,并通过外电路做功,而负极金属离子化后通过熔盐迁移到正极并与正极金属合金化;充电则执行相反的过程。
写出电池放电时的正极反应式为 。
(2)我国锑的蕴藏量占世界第一位,辉锑矿(Sb2S3)是其主要矿物。某冶金课题组进行三氯化锑水溶液的电解研究,然后利用电解过程中阳极生成的五氯化锑作为浸出剂,对辉锑矿进行酸性浸出;从而实现浸出-电解的闭路循环,解决了传统炼锑过程中“工业三废”排放量大的问题。流程如图:
①写出锑元素在周期表中的位置 。
②“工业三废”指的是 。
③电解过程中阳极主要是Sb3+被氧化成Sb5+。请写出阴极的电极反应式 。
④根据流程图写出“浸出”步骤发生反应的化学方程式 。
⑤已知浸出液中除Sb3+外,还有Cu2+、Pb2+等重金属离子,其中c(Cu2+)=1.6×10-3mol·L-1,向浸出液中加入硫化钠至溶液中的Cu2+刚好完全沉淀,则c(S2-)= 。(已知Ksp(CuS)=8×10-45 Ksp(PbS)=3.4×10-28)
⑥还原除砷的原理是:在大于4mol·L-1的HCl溶液中,以次磷酸钠(Na3PO2)做还原剂,保持微沸温度,使AsCl3被还原为棕色单质砷沉淀,请配平该反应的化学方程式:
AsCl3 + Na3PO2 + HCl + H2O = As ↓+ H3PO3 + NaCl
铁是一种过渡元素,金属铁是最常用的金属。请回答下列各题:
(1)生铁中含有一种铁碳化合物(Fe3C),在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体和能使澄清石灰水变浑浊的气体,该反应的化学方程式为。上述反应生成的磁性固体能溶于过量盐酸,该反应的离子方程式为。
(2)在Fe2+、Fe3+的催化作用下,可实现2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的转化。已知,含SO2的废气通入Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为。
(3)硫酸厂用煅烧黄铁矿(FeS2)来制取硫酸,实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2)制绿矾。利用烧渣制绿矾的过程如下:
①烧渣溶于稀H2SO4过程中,有单质硫生成,写出该反应的离子方程式(只写生成S的反应式,其他反应无需写出)。
②向溶液X中加入足量铁屑的目的是。
③可用硫酸酸化的 KMnO4溶液通过滴定法测定绿矾产品中FeSO4含量,滴定时发生反应的离子方程式为。
(4)已知Fe(OH)3的溶度积常数Ksp=1.1×10-36。室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH=3时,通过计算说明Fe3+是否沉淀完全。
(提示:当某离子浓度小于1.0×10-5 mol•L-1时可以认为该离子沉淀完全了)
(12分) 25℃时,A酸溶液的pH=a,B碱溶液的pH=b。
(1)若A为强酸,B为强碱,且a+b=14,若两者等体积混合后,溶液的pH=________,
此时溶液中金属阳离子浓度大于酸根阴离子浓度,其原因可能是___________________。
(2)若A的化学式为HR,B的化学式为MOH,且a+b=14,两者等体积混合后溶液显
酸性,则混合溶液中必定有一种离子能发生水解,该离子为________(填离子符号);混合后的溶液中,下列微粒浓度大小关系一定正确的是________(填序号)。
①c(MOH)>c(M+)>c(R-)>c(H+)>c(OH-)
②c(HR)>c(M+)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
③c(R-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)
④c(M+)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
⑤c(M+)+c(H+)=c(R-)+c(OH-)
甲、乙、丙、丁四种短周期元素可以组成下列框图中除Br2和L以外的物质,其原子序数依次增大。甲和乙可形成常见液态化合物K,固体A中含有丙元素的正一价阳离子,其电子层结构与氖原子相同,丁元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。在一定条件下,下列各物质可发生如图所示的变化(反应中生成的水没有写出):
试回答:
(1)A的电子式为;乙元素的原子结构示意图为__________________。
⑵由速率理论预测工业上由F制取H的反应条件为__________________。
⑶溶液B的pH值小于7,其原因是__________________ 。
⑷反应(I)的化学方程式为 __________________ 。
⑸反应(II)的离子方程式为 __________________ 。
用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是:
甲:①称取一定量的HA配制0.1mol/L的溶液100mL;
②用pH试纸测出该溶液的pH值,即可证明HA是弱电解质。
乙:①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种酸溶液各100mL;
②分别取这两种溶液各10mL,加水稀释为100mL;
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。
(1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是__________。
(2)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH____(选填<、>、=)1。
乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是_________(多选扣分)。
a. 装盐酸溶液的试管放出H2的速率快。
b. 装HA溶液的试管放出H2的速率快。
c. 两个试管中产生H2的速率一样快。
(3)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述。
______________________________________________________________________。
(8分)现有m g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g·mol-1用NA表示阿伏加德罗常数,则:
(1)该气体的物质的量为mol。
(2)该气体所含原子总数为个。
(3)该气体在标准状况下的体积为L。
(4)该气体溶液于水后形成V L溶液,其溶液的物质的量浓度为mol·L-1。