铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)黄铁矿(主要成分为FeS2)是生产硫酸的冶炼钢铁的重要原料。高温下可发生反应:其中一个反应为:3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,该过程若有1.5mol FeS2参加反应,则反应过程中转移_____ mol电子;
(2)氯化铝溶液显酸性,原因是_________________________(用离子方程式稀释);
(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素(CO(NH2)2;它易被氧化),原理如下图所示。
①电源的负极为_________(填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为_________、_________。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将_________;若阴极共收集到气体6.72L(标准状况),则除去的尿素为________ g(忽略气体的溶解)。
(4)为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究利用CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ•moL-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ•moL-1
H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ•moL-1
写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式:_________。
经测定某溶液中只含Na+、CH3COO—、H+、OH—四种离子,已知该溶液中含有一种或两种溶质。查资料表明等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠等体积混合后溶液呈酸性,试完成下列各题。
(1)试推测能组成这种溶液的可能的溶质或组合是 ;(用化学式表示)
(2)有关这种溶液,下列说法不正确的是( )
A.若溶液中离子间满足c(CH3COO—)>c(Na+)>c(H+)>c(OH—),则溶液中溶质一定为CH3COOH和CH3COONa
B.若溶液中离子间满足c(Na+)>c(CH3COO—)>c(OH—)>c(H+),则溶液中溶质一定只有CH3COONa
C.若溶液中c(Na+)= c(CH3COO—),则该溶液一定呈中性
D.若溶液中c(CH3COOH)>c(Na+),则溶液一定呈酸性
(3)若溶液是由体积相等的醋酸溶液和氢氧化钠溶液混合而成,而且恰好呈中性,则混合前
c(CH3COOH) c(NaOH)(填“大于”、“小于”或“等于”),混合前两溶液中分别的
c(H+) c(OH—)(同上);
(4)若溶液为等体积、等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠溶液混合而成,则混合后溶液中的离子浓度关系正确的是 。
A.c(CH3COO—) + c(OH—) = c(Na+)+ c(H+)
B.c(CH3COO—)+ 2c(OH—)= c(CH3COOH)+2 c(H+)
C.c(Na+)>c(CH3COO—)>c(H+)>c(OH—)
D.2c(Na+)= c(CH3COOH)+ c(CH3COO—)
常温下,如果取0.1mol/L HA溶液与0.1mol/L NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:
(1)混合溶液中由水电离出的c(H+)_______0.1mol/L NaOH溶液中由水电离出的c(H+) (填“>”、“<”或“=”)
(2)已知NH4A溶液为中性,又知HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断:NH4HCO3溶液的pH_______7(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)将同温度下等浓度的四种盐溶液:
A.NH4HCO3 B.NH4A C.(NH4)2SO4 D.NH4Cl
按pH由大到小的顺序排列是:__________________________(填序号)
(4) 求出混合液中下列算式的精确计算结果(填具体数字):
c(Na+)-c(A-)=_________mol/L,c(OH−)-c(HA)=_________mol/L
(10分)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用
(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g)△H>0 (I)
反应(I)的平衡常数表达式K= 。若K=1,向某恒容密闭容器中加入1mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为 。
(2)如图所示,反应(I)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体,则温度T1 T2(填“>”“<”或“=”)。上述反应体系中循环使用的物质是 。
(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢铁中的硫转化为H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为 ,滴定反应的离子方程式为 。
(4)25℃时,H2SO3HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数
Kh= mol/L。若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中c(H2SO3)/(HSO3-)将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(7分)(1)常温下,已知0.1 mol·L—1一元酸HA溶液中c(OH-)/c(H+)=1×10—8,则溶液的pH=_____________。
①pH=3的HA与pH=l1的NaOH溶液等体积混合;反应的离子方程式为______________;混合溶液中,各离子的物质的量浓度大小关系是____________;
②0.2 mol·L—1HA溶液与0.1 mol·L—1NaOH溶液等体积混合后所得溶液中(溶液体积变化忽略不计):c(H+)+ c(HA)— c(OH-)=" ____________" mol·L—1。
(2)t℃时,有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性,则该温度下水的离子积常数Kw=___________。
①该温度下(t℃),将100mL0.1 mol·L—1的稀H2SO4与100mL0.4 mol·L—1的NaOH溶液混合后(溶液体积变化忽略不计),溶液的pH=___________;
②该温度下(t℃),1体积的稀硫酸和10体积的NaOH溶液混合后溶液呈中性,则稀硫酸的pH(pHa)与NaOH溶液的pH(pHb)的关系是_______________。
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液变蓝
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
(8分)物质在水溶液中可能存在电离平衡、盐的水解平衡或沉淀溶解平衡,它们都可看作化学平衡的一种。请根据所学化学知识回答下列问题:
(1)A为0.1 mol·L-1的(NH4)2SO4溶液,在该溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______。
(2)B为0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液,NaHCO3在该溶液中存在的平衡有(用离子方程式表示)______________。
(3)D为含有足量AgCl固体的饱和溶液,AgCl在溶液中存在如下平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) 在25℃时,AgCl的Ksp=1.8×10-10。现将足量AgCl分别放入下列液体中:①100 mL蒸馏水 ②100 mL 0.3 mol·L-1AgNO3溶液 ③100 mL 0.1 mol·L-1MgCl2溶液充分搅拌后冷却到相同温度,Ag+浓度由大到小的顺序为__________________(填序号),此时溶液②中Cl-物质的量浓度为__________________。
以下是25 ℃时几种难溶电解质的溶解度:
难溶电解质 |
Mg(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
溶解度/g |
9×10-4 |
1.7×10-6 |
1.5×10-4 |
3.0×10-9 |
在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂反应,过滤结晶即可;
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶即可。
请回答下列问题:
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe2+、Fe3+都被转化为 (填名称)而除去。
(2)①中加入的试剂应选择 为宜。
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的化学方程式为 。
(4)下列关于方案③相关的叙述中不正确的是 (填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染
B.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
C.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3+能大量存在
(8分)已知溶液中只存在OH-、H+、Na+、CH3COO-四种离子,试回答下列问题:
(1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是_______,溶液中c(H+)_____c(OH-)(填“>”、“=”或“<”)。
(2)若溶液中c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),则该溶液中的溶质为_____________,若溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),则该溶液中溶质为_________________。
(3)若该溶液是由体积相等的NaOH溶液和醋酸溶液混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(NaOH) __________c(CH3COOH),混合前碱中c(OH-)和酸中c(H+)的关系c(OH-)__________c(H+)(填“>”,“=”或“<”)。
(1)25℃时,浓度为0.1 mol·L-1的6种溶液:
①HCl, ②CH3OOH, ③Ba(OH)2,④Na 2CO3,⑤KCl,⑥NH4Cl溶液
pH由小到大的顺序为_________________ _(填写编号)。
(2)25℃时,醋酸的电离常数Ka=1.7×10-5mol/L,则该温度下CH3COONa的水解平衡常数
Kh= mol ·L-1(保留到小数点后一位)。
(3)25℃时,pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后,溶液呈 (填“酸性”,“中性”或“碱性”),请写出离子浓度大小关系式: 。
(4)25℃时,将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后,溶液的pH=7,则溶液中c(CH3COO-)+ c(CH3COOH)= ,m与n的大小关系是m n(填“>”“=”或“<”)。
在室温下,下列五种溶液:
①0.1mol/L NH4Cl
②0.1mol/L CH3COONH4
③0.1mol/L NH4HSO4
④0.1mol/L NH3·H2O和0.1mol/L NH4Cl的混合液
请根据要求填写下列空白:
(1)溶液①呈酸性,其原因是_______________________________(用离子方程式表示)
(2)比较溶液②、③中c(NH4+)的大小关系是② ③(填“>”“=”或“<”)。
(3)在溶液④中, 离子的浓度为0.1mol/L;NH3·H2O和 离子的浓度之和为0.2 mol/L。
(4)室温下,测得溶液②的pH=7, CH3COO-与NH4+浓度的大小关系是:
c(CH3COO-) c(NH4+)(填“>”“=”或“<”)。
已知下表为25℃时某些弱酸的电离平衡常数;下图表示常温时,稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化。
(1)图像中,曲线Ⅰ表示的酸是____(填化学式);
(2)a、b、c三点中,水的电离程度由大到小的顺序是___________(用编号表示)。
(3)25℃时,NaClO溶液的水解平衡常数Kh=_______________。
(4)25℃时,NaHCO3溶液存在水解平衡,写出其水解的离子方程式
(5)0.1mol/L Na2CO3溶液中c(OH-)—c(H+)=_________(用含c(HCO3-)、c(H2CO3)的关系式表示)。
(14分)W、X、Y、Z是元素周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增加。请结合下表中的信息,回答下列问题
W |
基态原子核外有三个能级,p能级电子处在半充满状态 |
X |
是所有元素中电负性最大的元素 |
Y |
气态氢化物及其最高价氧化物对应的水化物均为强酸 |
Z |
原子序数为22,被称为“未来金属” |
(1)Z位于元素周期表第_______族;该元素的基态原子价电子排布式为_____________。
(2)W与其同周期相邻的元素的第一电离能由大到小的顺序为________(填元素符号);X、Y两种元素与氢元素形成的共价键键能较大的是___________(请用元素符号表示)。
(3)X的气态氢化物的沸点在同族元素形成的气态氢化物中最_______(填“高”或“低”);已知WX3是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,沸点:129℃,其固态时的晶体类型为________,WX3在潮湿的空气中能与水蒸气发生氧化还原反应,反应生成的无色气体遇到空气变为红棕色,写出该反应的化学方程________。
(4)工业上制取Z的方法是:
第一步,在高温时,将金红石(ZO2)、炭粉混合并通人Y2制得ZY4和一种可燃性气体,已知(下列除Z、Y外其他都为实际元素符号)
①ZO2(s)+2Y(g)=ZY4(1)+O2(g) △H=-410.0kJ·mol-1
②CO(g)=C(s)+1/2O2(g) △H="+110.5" kJ·mol-1
则书写上述反应的热化学方程式是_________________________________________。
第二步,在氩气做保护气的环境中,用过量的金属镁在加热条件下与ZY4反应制得金属Z。
由短周期元素组成的A、B两种盐可发生下列变化,且B的焰色反应呈黄色(图中其它生成物未列出)
(1)A和B的混合物溶于水发生反应的离子方程式_______________________.
(2)B、E两溶液混合反应时,可观察到的现象是________________________,写出其反应的离子方程式________________.
(3)室温下,向0.01mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.01mol·L-1 NaOH溶液至中性,得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为_______ 。
(4)25℃,将a mol·L-1的氨水与0.0lmol·L-l的盐酸等体积混合,反应达平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)。则溶液显____ 性(填“酸’’、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O在25℃时的电离平衡常数Kb= 。
(18分)Ⅰ.(8分)次磷酸(H3PO2)是一种一元中强酸,具有较强的还原性。试回答下列问题:
(1)P的原子结构示意图为 ;
(2)NaH2PO2为 (填“正盐”或“酸式盐”),溶液中有关离子浓度从大到小的顺序为 。
(3)H3PO2可将溶液中的银离子还原为银单质,若该反应的氧化产物的化学式为H3PO4 , 则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
Ⅱ.无机化合物A主要用于有机合成和药物制造,是具有良好前景的储氢材料。A中含有金属Li元素,遇水强烈水解,对化合物A加强热则其会发生分解反应(非氧化还原反应),生成化合物E和气体C。在一定条件下,2.30g固体A与5.35gNH4Cl固体恰好完全反应,生成固体B和4.48L气体C (标准状况)。已知气体C极易溶于水得到碱性溶液, 电解无水B可生成金属单质D和氯气。请回答下列问题:
(1)A的化学式是 ,C的电子式是 。
(2)写出化合物A与足量盐酸反应的化学方程式: 。
(3)物质A在加强热分解的化学方程式为: 。