铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按如图步骤进行提纯:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH,见下表:
|
Fe3+ |
Fe2+ |
Cu2+ |
氢氧化物开始沉淀时的pH |
1.9 |
7.0 |
4.7 |
氢氧化物完全沉淀时的pH |
3.2 |
9.0 |
6.7 |
请回答下列问题:
(1)加入氧化剂的目的是 。
(2)最适合作氧化剂X的是 。
A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4
(3)加入的物质Y是 。
(4)若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的? (填“能”或“不能”)。若不能,试解释原因 。
(5)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体? (填“能”或“不能”)。若能,不用回答;若不能,回答该如何操作? 。
(6)若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙,产生的现象是 。
碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]可用作净水剂、媒染剂、颜料和药物。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等),生产碱式硫酸铁的部分工艺如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
(1)反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式是__________。
(2)反应II中加入NaHCO3调节体系的pH在____范围内。
(3)反应III中生成的气体遇空气变红棕色,则III中发生反应的离子方程式是_________ 。
(4)反应III中通入氧气可减少NaNO2的用量,若消耗1mol氧气可节约n(NaNO2)=____mol。
(5)用硫酸可知体系的pH。若硫酸加入量过小,溶液生成沉淀;若硫酸加入量过大,不利于产品形成,用化学平衡移动原理分析其原因是_________。
(6)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可发生水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,该水解反应的离子方程式是____________。
浅绿色的硫酸亚铁铵晶体【又名莫尔盐(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O】比绿矾(FeSO4•7H2O )更稳定,常用于定量分析。莫尔盐的一种实验室制法如下:
(1)向废铁屑中加入稀硫酸后,并不等铁屑完全溶解而是剩余少量时就进行过滤,其目的是_________________;证明溶液A不含Fe3+离子的最佳试剂是_______________(填序号字母)。
a.酚酞溶液 b.KSCN溶液 c.烧碱溶液 d.KMnO4溶液
操作I的步骤是:加热蒸发、___________、过滤。
(2)浓度均为0.1mol·L-1莫尔盐溶液和(NH4)2SO4溶液,c(NH4+)前者大于后者,原因是______。
(3)用托盘天平称量(NH4)2SO4晶体,晶体要放在天平_______(填“左”“右”)盘。
(4)从下列装置中选取必要的装置制取(NH4)2SO4溶液,连接的顺序(用接口序号字母表示)是:a接__________;__________接__________。
将装置C中两种液体分离开的操作名称是_________。装置D的作用是_______________。
某实验小组同学依据资料深入探究Fe3+在水溶液中的行为。
资料:
i.Fe3+在水溶液中以水合铁离子的形式存在,如[Fe(H2O)6]3+;
[Fe(H2O)6]3+发生如下水解反应:
[Fe(H2O)6]3+(几乎无色) + nH2O [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黄色) + nH3O+(n = 0~6) ;
ii.[FeCl4(H2O)2]-为黄色。
进行实验:
【实验I】
【实验II】
分别用试管①、③中的试剂作为待测液,用色度计测定其透光率。透光率越小,溶液颜色越深;透光率越大,溶液颜色越浅。
图1 图2
Fe(NO3)3溶液透光率随温度变化曲线 FeCl3溶液透光率随温度变化曲线
(1)实验I中,试管②溶液变为无色的原因是 。
(2)实验I中,试管③溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]-有关,支持此结论的实验现象是 。
(3)由实验II图1、2可知:加热时,溶液颜色 (填“变浅”、“变深”或“不变”)。
(4)由实验II,可以得出如下结论:
[结论一] FeCl3溶液中存在可逆反应:[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl-,得出此结论的理由是 。
[结论二] 结论一中反应的ΔH (填“>0”或“<0”)。
(5)实验小组同学重新设计了一个实验证明(4)中结论一。实验方案:取试管①中溶液, (请描述必要的实验操作和现象)。
已知在同温时氨水的电离平衡常数与醋酸的电离平衡常数相等,溶有一定量的氯化铵溶液呈酸性。现向少量的Mg(OH)2悬浊液中加入适量的饱和氯化铵溶液,固体完全溶解,对此:
甲同学的解释是:Mg(OH)2(s)Mg2++2OH- ①
NH4++H2ONH3·H2O+H+ ②
H++OH-=H2O ③
由于NH4+水解显酸性,H+与OH-反应生成水,导致反应①平衡右移,沉淀溶解。
乙同学的解释是: Mg(OH)2(s)Mg2++2OH- ①
NH4++OH-NH3·H2O ②
由于NH4Cl电离出的NH4+与Mg(OH)2电离出的OH-结合,生成了弱电解质NH3·H2O,导致反应①平衡右移,沉淀溶解。
(1)丙同学不能肯定那位同学的解释合理,于是,选用下列的一种试剂证明甲、乙两位同学的解释只有一种正确,他选用的试剂是 (填写编号)
A.NH4NO3 | B.CH3COONH4 | C.Na2CO3 | D.NH3·H2O |
(2)丙同学将所选试剂滴入Mg(OH)2的悬浊液中,Mg(OH)2溶解,由此推知: (填“甲”和“乙”)同学的解释更合理,理由是 ;
(3)写出NH4Cl饱和溶液使Mg(OH)2悬浊液溶解的离子方程式 。
工业废渣、废水回收利用是重要研究课题。下面流程是生产食用香料正丁酸乙酯的工厂废水(含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量无机悬浮物)联合利用电子工业废料(含SiO2和Cu2(OH)2CO3)回收铜的工艺设计。
回答下列问题:
(1)初沉加入的试剂是明矾,写出参与净水的离子的水解方程式: 。
(2)固体X的成分是 ,反应I的化学反应方程式 。
(3)试剂Y为 ;加快反应II速率的措施有(任写一条) 。
(4)反应Ⅲ的离子方程式为: 。
(5)硅胶在生活与生产中用途广泛,写出其中一种用途 。
铵盐在工农业生产中有着重要的用途,请根据要求完成下列各题。
Ⅰ.某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH4)2SO4溶液。
(1)仪器连接的顺序(用接口序号字母表示)是:a
(2)试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因:
。
(3)将装置C中两种液体分离开的操作名称是 。
(4)(NH4)2SO4“低毒,有刺激性,有吸湿性、吸湿后固结成块”。储存应注意 。
Ⅱ.为提高氯化铵的经济价值,我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图:
请回答下列问题:
(1)装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为 。
(2)反应过程中持续通入N2的作用有两点:一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收,
二是 。
(3)由MgCl2溶液蒸发得到MgCl2·6H2O晶体,蒸发的目的是_________。
a.得到热饱和溶液 b.析出晶体
(4)镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作方法是:
。
②由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2的操作在 氛围中进行,若在空气中加热,则会生成Mg(OH)Cl。
(1)常温下将0.2mol/L HCl溶液与0.2mol/L MOH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=6,混合溶液中由水电离出的c(H+)_______0.2mol/LHCl溶液中由水电离出的c(H+)(填“>”、“<”、或“=”) 。
(2)常温下若将0.2mol/L MOH溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,测得混合溶液的pH<7,则说明在相同条件下MOH的电离程度__________MCl的水解程度。(填“>”、“<”、或“=”)
(3)常温下若将0.1mol/L的HR溶液与0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液的pH≠7,则混合溶液的pH_____________。(填“>7”、“<7”、或“无法确定”)
(4)用0.1000mol/L HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,重复三次的实验数据如下所示
实验序号 |
0.1032mol/L HCl溶液体积/mL |
待测NaOH溶液体积/mL |
1 |
27.83 |
25.00 |
2 |
26.53 |
25.00 |
3 |
27.85 |
25.00 |
①待测NaOH溶液的物质的量浓度为________________mol/L。(保留四位有效数字)
②下列情况可能引起测定结果偏高的是____________。
A.酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗 B.滴定前滴定管尖嘴中有一气泡,滴定后气泡消失了
C.锥形瓶未用待测液润洗 D.酸式滴定管滴定前平视读数,滴定后俯视读数
(5)滴定的方法有酸碱中和滴定、沉淀滴定、络合滴定等.沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂.已知一些银盐的颜色和Ksp(20℃)如下,测定水体中氯化物的含量,常用标准硝酸银溶液进行滴定.
化学式 |
AgCl |
AgBr |
AgI |
Ag2S |
Ag2CrO4 |
颜色 |
白色 |
浅黄色 |
黄色 |
黑色 |
红色 |
Ksp |
1.8×10﹣10 |
5.0×10﹣13 |
8.3×10﹣17 |
2.0×10﹣48 |
1.8×10﹣10 |
滴定时,你认为该滴定适宜选用的指示剂是下列中的_________________。
A.KBr B.KI C.K2S D.K2CrO4
(15分)酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式。
I、SnSO4是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业,其制备路线如下:
回答下列问题:
(1)SnCl2用盐酸而不用水直接溶解的原因是 ,
(2)加入Sn粉的作用是 。
(3)反应A生成的沉淀为SnO,写出该反应的化学方程式: 。
(4)反应B硫酸的作用之一是控制溶液的pH,若溶液中c(Sn2+)=1.0mol·L-1,则应控制溶液pH 。已知:Ksp[Sn(OH)2]=1.0×10—26。
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,试写出发生反应的离子方程式: 。
II、金属Sn的制备——以锡石SnO2为原料,用足量的焦炭作还原剂,在高温下可制得粗锡
(6)该反应的化学方程式为________________________________________。
(7)已知锡与碳同族,粗锡经电解精炼可得纯锡,精炼时的阴极反应式为___________________。
亚硝酸钠(NaNO2)是重要的防腐剂。某化学兴趣小组尝试制备亚硝酸钠,查阅资料:①HNO2为弱酸,在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成。
②NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸
探究一 亚硝酸钠固体的制备
以碳和浓硝酸为起始原料,设计如下装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠。(反应方程式为2NO+Na2O2=2NaNO2,部分夹持装置和A中加热装置已略)
(1)写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式 。
(2)有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠,为排除干扰应在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应是 (填字母)。
A.浓H2SO4 B.碱石灰 C.无水CaCl2
探究二 亚硝酸钠固体含量的测定及性质验证
称取装置C中反应后的固体4.000g溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000
mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示:
滴定次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
KMnO4溶液体积/mL |
20.60 |
20.02 |
20.00 |
19.98 |
(3)第一组实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是 (填字母)。
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
B.锥形瓶洗净后未干燥
C.滴定终了仰视读数
(4)根据表中数据,计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数 。
(5)亚硝酸钠易溶于水,将0.2mol·L-1的亚硝酸钠溶液和0.1mol·L-1的盐酸等体积混合,混合后溶液呈酸性,则混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
探究三 反应废液的处理
反应后烧瓶A中仍然存在一定量的硝酸,不能直接排放,用NaOH溶液调成中性,再用电化学降解法进行处理。25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。电化学降解NO3-的原理如右图所示。
(6)电源正极为 (填A或B),阴极反应式为 。
硫及其化合物有广泛的应用,对SO2性质的研究是高中化学教学的一项重要内容。
I.对比研究是一种重要的研究方法。若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3 组,则第2组中物质M的化学式是 。
第1组 |
第2组 |
第3组 |
S (单质) |
SO2、H2SO3、M、NaHSO3 |
SO3、H2SO4、Na2SO4、 NaHSO4 |
Ⅱ.某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO2气体还原Fe3+、Br2的反应。
(1)下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO2的是 。
A.Na2SO3溶液与HNO3 B.Na2SO3固体浓硫酸
C.固体硫在纯氧中燃烧 D.铜与热的浓硫酸
(2)装置C的作用是除去多余的SO2,防止污染空气。已知在用氢氧化钠溶液吸收SO2的 过程中,往往得到Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,常温下,溶液pH随n(SO32—):n(HSO3—)变化关系如下表
n(SO32—):n(HSO3—) |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
当吸收液中n(SO32—):n(HSO3—) =10:1时,溶液中离子浓度关系正确的是 。
A.c(Na+)+ c(H+)= 2c(SO32—)+ c(HSO3—)+ c(OH—)
B.c(Na+)>c(HSO3—)>c(SO32—)>c(OH—)>c(H+)
C.c(Na+)>c(SO32—)>c(HSO3—)>c(OH—)>c(H+)
(3)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,他们取A中反应后的溶液分成三份,并设计了如下探究实验,请你评价并参与他们的探究过程(限选试剂:KMnO4溶液、KSCN溶液、BaCl2溶液、稀硫酸、稀盐酸、稀硝 酸、Ba(NO3)2溶液、新制的氯水)
序号 |
实验方案 |
实验现象 |
结论 |
方案① |
往第一份试液中加入KMnO4溶液溶液 |
紫红色褪去 |
SO2与Fe3+反应生成了Fe2+ |
方案② |
往第二份试液中加入 |
|
SO2与Fe3+反应生成了Fe2+ |
方案③ |
往第二份试液中加入 |
|
SO2与Fe3+反应生成了SO42— |
上述方案①得出的结论是否合理 ,原因 。
如果他们设计的方案②与方案③均合理并且得到相应结论,请你将上面表格补充完整。
(4)装置B中能表明Br—的还原性弱于SO2的现象是 。
某学生在0.1mol/LNaHCO3溶液中滴加酚酞溶液1滴,整个溶液几乎没有什么变化,但溶液加热后,显明显淡红色,加热较长时间后冷却,红色不褪去。
该学生为了了解该过程的原因,进行了下列探究过程:
【实验探究】
实验1: 加热0.1mol/LNaHCO3溶液,测得溶液pH变化如下表
温度(℃) |
10 |
20 |
30 |
50 |
70 |
80 |
100 |
pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.9 |
9.4 |
9.6 |
10.1 |
实验2:10℃时,在烧杯中加入0.1mol/LNaHCO3溶液200mL,测得该溶液pH=8.3,加热到100℃,测得pH=10.2,恢复到10℃,pH=9.8。
实验3:加热0.1mol/LNaHCO3溶液,将产生的气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊。
实验4:
①配制0.1mol/LNaHCO3溶液和0.1mol/LNa2CO3溶液各200mL,10℃时,分别测得NaHCO3溶液pH=8.3,Na2CO3溶液pH=11.5。
②加热蒸发0.1mol/L NaHCO3溶液200mL,至溶液体积100mL,停止加热,加水至200mL,冷却至原温度,测得溶液pH=9.8。
③将0.1mol/L NaHCO3溶液200mL敞口放置三天,再加水至200mL,测得溶液pH=10.1。
请根据上述实验回答下列问题:
(1)用离子方程式表示0.1mol/LNaHCO3溶液中存在的平衡(除水电离平衡外)___________
________________、_______________________________。这两个平衡以_______________
为主,理由是_______________________________.
(1)实验3得到的结论是__________________________________________________。
(1)结合实验2、3分析,加热0.1mol/LNaHCO3溶液,pH增大的原因可能是_____________
__________、______________________、________________________________。
(1)实验4①得到的结论是_______________________________________________。
(1)实验4②“加水至200mL”的目的是____________________________________________。
实验4③可以得到的结论是_______________________________________。
(1)要确定NaHCO3溶液加热后pH增大的主要原因还需要解决的问题是________________。
某化学小组进行Na2SO3的性质实验探究。
(1)在白色点滴板的a、b、c三个凹槽中滴有Na2SO3溶液,再分别滴加下图所示的试剂:
实验现象如下表:
编号 |
实验现象 |
a |
溴水褪色 |
b |
产生淡黄色沉淀 |
c |
滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去 |
根据实验现象进行分析:
① a中实验现象证明Na2SO3具有 性。
② b中发生反应的离子方程式是 。
③ 应用化学平衡原理解释c中现象(用化学用语及简单文字表述) 。
(2)在用NaOH 溶液吸收SO2的过程中,往往得到Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,溶液pH 随n(SO32-):n(HSO3-) 变化关系如下表:
n(SO32—): n(HSO3—) |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
① 当吸收液中n(SO32-):n(HSO3-) ="10:1" 时,溶液中离子浓度关系正确的是 (填字母)。
A.c(Na+) +c(H+) = 2c(SO32-) +c(HSO3-) + c(OH-)
B.c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(OH-)>c(H+)
C.c(Na+) > c(SO32-) > c(HSO3-) > c(OH-)>c(H+)
②若n(SO32-):n(HSO3-) = 3:2,则0.8 mol NaOH溶液吸收了标准状况下的SO2 L。
(16分)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,部分性质如下:能溶于水,易溶于乙醇;大约在175℃升华(175℃以上分解生成H2O、CO2和CO);H2C2O4+Ca(OH)2=CaC2O4↓+2H2O。现用H2C2O4进行如下实验:
(一) 探究草酸的不稳定性
通过如图实验装置验证草酸受热分解产物中的CO2和CO,A、B、C中所加入的试剂分别是:
A、乙醇 B、 C、NaOH溶液。
(1)B中盛装的试剂 (填化学式)
(2)A中加入乙醇的目的是 。
(二) 探究草酸的酸性
将0.01mol草酸晶体(H2C2O4·2H2O)加入到100ml 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈碱性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(三) 用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应来探究影响化学反应速率的因素
I、实验前先用酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸
反应原理: MnO4- + H2C2O4+ = Mn2+ + CO2↑+ H2O
(1)配平上述离子方程式。
(2)滴定时KMnO4溶液应盛装于 (填 “酸式”或“碱式”)滴定管中。
Ⅱ、探究影响化学反应速率的因素
实验组别 |
c(H2C2O4) /(mol/L) |
V(H2C2O4) /ml |
c(KMnO4) /(mol/L) |
V(KMnO4) /ml |
c(H2SO4) /(mol/L) |
褪色所需时间 |
实验 目的 |
1 |
0.2 |
2 |
0.0025 |
4 |
0.12 |
6'55'' |
(a) |
0.2 |
2 |
0.005 |
4 |
0.12 |
5'17'' |
||
0.2 |
2 |
0.01 |
4 |
0.12 |
3'20'' |
||
0.2 |
2 |
0.02 |
4 |
0.12 |
9'05'' |
||
0.2 |
2 |
0.03 |
4 |
0.12 |
11'33'' |
||
0.2 |
2 |
0.04 |
4 |
0.12 |
14'20'' |
下表列出了在“探究影响化学反应速率的因素”实验中得出的部分实验数据:
请回答:
(1)实验目的(a)是 ;
(2)根据表中数据在坐标中画出反应褪色所需时间随KMnO4溶液浓度的变化关系图像;
(3)若要探究催化剂对该反应速率的影响应选择MnSO4而不选MnCl2作为催化剂,其原因是 。
纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·x H2O,经过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2。
用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
注:NH4Fe(SO4)2是一种复盐。请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为_________________________。
(2)检验TiO2·x H2O中Cl-是否被除净的方法是_________________________。
(3)配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4的原因是______________;使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外,还需要下图中的_______(填字母代号)。
(4)滴定终点的现象是__________________________________________。
(5)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g·mol-1)试样w g,消耗C mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数表达式为___________________。
(6)判断下列操作对TiO2质量分数测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①若在配制标准溶液过程中,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出,使测定结果__ __。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使测定结果_________。
试题篮
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