B.0.1mol·L-1的NaOH溶液与0.2mol·L-1的HA溶液等体积混合,所得溶液中c(HA)=0.05mol•L-1,c(NaA)=0.05mol•L-1,由于混合后溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),说明NaA水解程度大于HA的电离程度,则有:
c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),故B错误;
C.酸和碱都可以抑制水的电离,能水解的盐则可以促进水的电离,所以25℃时,0.1mol·L-1Na2CO3溶液中水电离出来的c(OH-)大于0.1mol·L-1NaOH溶液中水电离出来的c(OH-),所以C选项是正确的;
D.c(Ag+)=
=
mol/L=6.0×10-10mol/L,所以D选项是正确的。
故选B。
6.SO2通过下列工艺流程可制化工业原料H2SO4和清洁能源H2。
下列说法中错误的是
A.电解槽中不能用铁电极代替石墨作为阳极
B.原电池中负极的电极反应为:
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
C.该工艺流程用总反应的化学方程式表示为:
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
D.该生产工艺的优点Br2被循环利用,原电池产生的电能可充分利用,还能获得清洁能源
【答案】C
【解析】
【分析】
依据原电池负极发生氧化反应,正极发生还原反应;电解池阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应分析电极反应及总反应。
【详解】A、若用铁电极代替,则铁失电子被氧化,溶液中的溴离子不能被氧化为溴,溴不能被循环利用,不能持续吸收二氧化硫,故不能用铁做阳极,A正确;
B、原电池中负极发生氧化反应,元素化合价升高,由流程图可知,二氧化硫被氧化为硫酸,故负极的电极反应为:
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+,故B正确;
C、由题给信息可知,总反应为二氧化硫和水反应生成硫酸和氢气:
SO2+2H2O=H2+H2SO4,故C错误;
D、由流程图可知,溴可以循环使用,且无污染性的物质生成,故D正确。
故选C。
7.X、Y、Z、W、M均为短周期主族元素,原子序数依次增大,X质子总数与电子层数相同,Y元素的一种同位素可用于考古时测定一些文物的年代,Z的气态氢化物可以与Cl2反应产生白烟,用来检验氯气管道是否泄漏。
Y、Z、W位于同一周期,且最外层电子数之和为15,M的质子数是X、Y、Z、W四种元素质子数之和的1/2,下列说法正确的是
A.简单离子半径M>W>Z>X
B.M2W2与足量的CO2完全反应,转移2mol电子时增重28g
C.X、Z两种元素只能组成化学式为ZX3的化合物
D.由X、Y、Z、W四种元素形成的化合物既有共价化合物也有离子化合物
【答案】D
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W、M均为短周期主族元素,原子序数依次增大,X质子总数与电子层数相同,则X为H元素;Y元素的一种同位素可用于考古时测定一些文物的年代,Y为C;Z的气态氢化物可以与Cl2反应产生白烟,用来检验氯气管道是否泄漏,Z为N元素;Y、Z、W位于同一周期,且最外层电子数之和为15,W的最外层电子数为15-4-5=6,则W为O元素;M的质子数是X、Y、Z、W四种质子数之和的
,M的质子数为(1+6+7+8)×
=11,则M为Na,以此来解答。
【详解】由上述分析可以知道,X为H,Y为C,Z为N,W为O,M为Na,
A.电子层越多,离子半径越大;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,则简单离子半径Z>W>M>X,故A错误;
B.由反应式2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2可知,转移2mol电子时增重56g,故B错误;
C.H、N两种元素组成的有NH3和N2H4等不止一种的化合物,故C错误;
D.若由X、Y、Z、W四种元素组成的化合物为硝酸铵,则其既有离子键、又有共价键;若组成的化合物为硝酸,则其只含共价键,故D正确。
所以D选项是正确的。
8.二氯亚砜(SOCl2)是一种无色易挥发液体,剧烈水解生成两种气体,常用作脱水剂,其熔点-105℃,沸点79℃,140℃以上时易分解。
(1)用硫黄(S)、液氯和三氧化硫为原料,在一定条件合成二氯亚砜,原子利用率达100%,则三者的物质的量比为______________________。
(2)甲同学设计如图装置用ZnCl2·xH2O晶体制取无水ZnCl2,回收剩余的SOCl2(夹持及加热装置略)
①SOCl2在该实验中的作用_________________________________;加热条件下,A装置中总的化学方程式为_________________________________。
②实验结束后,为检测ZnCl2·xH2O晶体是否完全脱水,甲同学设计实验方案如下,正确的实验顺序为___________(填序号)
a.干燥b.洗涤;c加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,充分反应;
d称取蒸干后的固体m克溶于水;e.过滤;f称得固体为n克
若m/n=___________(保留小数点后两位),即可证明晶体已完全脱水。
(3)乙同学认为SOCl2还可用作由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3的脱水剂,但丙同学认为该实验可能发生副反应使最后的产品不纯。
①可能发生的副反应的离子方程式_________________________________。
②丙同学设计了如下实验方案判断副反应的可能性:
i.取少量FeCl3·6H2O于试管中,加入足量SOCl2振荡使两种物质充分反应:
ii.往上述试管中加水溶解,取溶解后的溶液少许于两支试管,进行实验验证,完成表格内容。
供选试剂:
AgNO3溶液、稀盐酸、稀HNO3、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、溴水)
方案
操作
现象
结论
方案一
往一支试管中滴加___________
若无明显现象
则发生了上述副反应
方案二
往另一支试管中滴加___________
___________
则没有发生上述副反应
【答案】
(1).2:
3:
1
(2).SOCl2作脱水剂,与水反应生成HCl可以抑制氯化锌的水解(3).SOCl2+ZnCl2
xH2O
ZnCl2+SO2↑+2HCl↑+(x-1)H2O↑(4).dcebaf(5).0.47(6).SOCl2+2Fe3++3H2O=SO42-+6H++2Fe2++2Cl-(7).KSCN溶液(8).K3[Fe(CN)6]溶液(9).若无蓝色沉淀出现
【解析】
【分析】
(1)用硫黄(用S表示)、液氯和三氧化硫为原料在一定条件合成氯化亚砜,原子利用率达100%,则反应的方程式为2S+3Cl2+SO3=3SOCl2,根据方程式可以知道三者的物质的量比;
(2)①由二氯亚砜(SOCl2)是一种无色易挥发液体,剧烈水解生成两种气体,常用作脱水剂;加热条件下,A装置中总的化学方程式为SOCl2+ZnCl2
xH2O
ZnCl2+SO2↑+2HCl↑+(x-1)H2O↑。
②根据氯离子守恒判断ZnCl2·xH2O晶体是否完全脱水(ZnCl2~2AgCl);
(3)①FeCl3具有强氧化性,会和SOCl2发生氧化还原反应;
②若发生氧化还原反应,则Fe3+会被还原为Fe2+,而SOCl2水解得到SO2会被氧化为H2SO4,可以检验硫酸根、亚铁离子或铁离子判断;
【详解】
(1)用硫黄(用S表示)、液氯和三氧化硫为原料在一定条件合成氯化亚砜,原子利用率达100%,则反应的方程式为2S+3Cl2+SO3=3SOCl2,所以三者的物质的量比为2:
3:
1,
因此,本题正确答案是:
2:
3:
1;
(2)①因为二氯亚砜(SOCl2)是一种无色易挥发液体,剧烈水解生成HCl可以抑制氯化锌的水解;加热条件下,A装置中总的化学方程式为SOCl2+ZnCl2
xH2O
ZnCl2+SO2↑+2HCl↑+(x-1)H2O↑。
因此,本题正确答案是:
SOCl2作脱水剂,与水反应生成HCl可以抑制氯化锌的水解;SOCl2+ZnCl2
xH2O
ZnCl2+SO2↑+2HCl↑+(x-1)H2O↑;
②实验结束后为检测ZnCl2·xH2O晶体是否完全脱水的操作方法是:
d称取蒸干后的固体m克溶于水;c加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液,充分反应;e.过滤;b.洗涤;a.干燥;f称得固体为n克,所以正确的实验顺序为dcebaf;
ZnCl2•xH2O完全脱水得到ZnCl2,则mg为ZnCl2的质量,溶于水后加入足量稀硝酸和硝酸银溶液,过滤,洗涤,干燥,称得固体为ng为AgCl的质量,由氯离子守恒:
×2=
,整理可得
=0.47,
因此,本题正确答案是:
dcebaf;0.47;
(3)①FeCl3具有强氧化性,会和SOCl2发生氧化还原反应,可能发生的副反应的离子方程式为SOCl2+2Fe3++3H2O=SO42-+6H++2Fe2++2Cl-;
②若发生氧化还原反应,则Fe3+会被还原为Fe2+,而SOCl2水解得到SO2会被氧化为H2SO4,实验证明脱水时发生了氧化还原反应方案为:
方案一:
往试管中加水溶解,滴加KSCN溶液,若没有明显现象,则证明Fe3+已完全被还原,脱水过程发生了氧化还原反应;
方案二:
往试管中加水溶解,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若无蓝色沉淀生成,则证明没有Fe2+生成,脱水过程没有发生氧化还原反应,
因此,本题正确答案是:
KSCN溶液;K3[Fe(CN)6]溶液;若无蓝色沉淀出现。
【点睛】本题考查物质制备实验、实验方案设计、对原理与操作的分析与评价、化学计算等,关键是对实验原理的理解,根据SOCl2是一种无色易挥发液体,剧烈水解生成两种气体,常用作脱水剂。
9.氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:
①“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为MnCO3+2NH4Cl
MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O
②菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
③相关金属离子[c(Mn+)=0.1mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Al3+
Fe3+
Fe2+
Ca2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀的pH
3.8
1.5
6.3
10.6
8.8
9.6
沉淀完全的pH
5.2
2.8
8.3
12.6
10.8
11.6
④常温下,CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10-10、7.42×10-11。
回答下列问题:
(1)分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是:
___________。
(2)浸出液“净化除杂”过程如下:
①加入MnO2。
用离子方程式表示MnO2的作用___________;
②调节溶液的pH,除去Fe3+、Al3+。
溶液恰当的pH范围为___________;
③加入NH4F将Ca2+、Mg2+除去,两种沉淀共存时溶液中c(Ca2+)=1×10-5mol·L-1,则c(Mg2+)=___________。
(3)碳化结晶过程中发生反应的离子方程式为______________________。
(4)将制得的高纯度碳酸锰溶于过量稀硫酸后用惰性电极电解,可以得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为______________________。
(5)25℃时,向0.1mol/LNH3·H2O溶液中通入HC1气体,溶液中
与pOH(仿pH定义)的关系如图所示。
下列有关叙述正确的是___________。
A.C点的溶液中:
c(NH3·H2O)>c(NH4+)
B.NH3·H2O的Kb=1.0×10-4.7
C.pOH=3的溶液中:
c(NH4+)+c(H+)+c(NH3·H2O)=0.1mol/L+c(OH-)
D.pOH=7的溶液中的溶质是NH4Cl
【答案】
(1).500℃、1.10、60min
(2).MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O(3).5.2
pH<8.8(4).5×10-6mol/L(5).Mn2++2HCO3-
MnCO3+CO2↑+H2O(6).Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+(7).B
【解析】
【分析】
(1)按图1、图2、图3的锰浸出率选择最佳条件:
焙烧温度、投料比和焙烧时间;
(2)MnO2在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,欲使Fe3+、Al3+变为沉淀而除去,溶液的pH
5.2,不使Mn2+沉淀,pH<8.8,从而确定pH范围;根据CaF2的溶度积常数计算出溶液中c(F-),再用MgF2的溶度积常数计算出溶液中的c(Mg2+);
(3)碳化结晶时,可看成Mn(HCO3)2受热分解,类比写出离子方程式;
(4)阳极得到重要的无机功能材料MnO2,失电子发生氧化反应;
(5)A.C点
=0,故溶液中:
c(NH3·H2O)=c(NH4+);
B.C点
=0,故溶液中:
c(NH3·H2O)=c(NH4+),NH3·H2O的Kb=
=c(OH-)=1.0×10-4.7;
C.pOH=3的溶液中:
c(H+)-c(OH-)=10-11-10-3<0,物料守恒有c(NH4+)+c(NH3·H2O)=0.1mol/L,故c(NH4+)+c(NH3·H2O)+c(H+)-c(OH-)<0.1mol/L;
D.若溶液中的溶质是NH4Cl,为强酸弱碱盐,水解显酸性,pOH>7。
【详解】
(1)由图1可知焙烧温度选择500℃;由图2可知氯化铵和锰矿粉投料比选择1.10;由图3可知焙烧时间选择60min,
因此,本题正确答案为:
500℃、1.10、60min;
(2)①MnO2在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
②欲使Fe3+、Al3+变为沉淀而除去,溶液的pH
5.2,不使Mn2+沉淀,pH<8.8,从而确定pH范围为5.2
pH<8.8;
③根据CaF2的溶度积常数计算出溶液中c(F-),再用MgF2的溶度积常数计算出溶液中的c(Mg2+),c(Mg2+)=
×c(Ca2+)=
×1×10-5mol/L=5×10-6mol/L;
因此,本题正确答案为:
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;5.2
pH<8.8;5×10-6mol/L;
(3)碳化结晶时,可看成Mn(HCO3)2受热分解,离子方程式为Mn2++2HCO3-
MnCO3+CO2↑+H2O;
因此,本题正确答案为:
Mn2++2HCO3-
MnCO3+CO2↑+H2O;
(4)阳极得到重要的无机功能材料MnO2,阳极发生氧化反应,故电极反应式为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;
因此,本题正确答案为:
Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;
(5)A.C点
=0,故溶液中:
c(NH3·H2O)=c(NH4+),故A错误;
B.C点
=0,故溶液中:
c(NH3·H2O)=c(NH4+),NH3·H2O的Kb=
=c(OH-)=1.0×10-4.7,故B正确;
C.pOH=3的溶液中:
c(H+)-c(OH-)=10-11-10-3<0,根据物料守恒有c(NH4+)+c(NH3·H2O)=0.1mol/L,故c(NH4+)+c(NH3·H2O)+c(H+)-c(OH-)<0.1mol/L,故C错误;
D.若溶液中的溶质是NH4Cl,为强酸弱碱盐,水解显酸性,pOH>7,故D错误。
因此,本题正确答案为:
B。
10.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。
回答下列问题:
Ⅰ.CO可用于高炉炼铁,已知
Fe3O4(s)+4CO(g)====3Fe(s)+4CO2△H1=akJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g)△H2=bkJ/mol
则反应Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g)的△H3=___________kJ/mol(用含a、b的代数式表示)
Ⅱ.光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途。
工业上常利用废气CO2通过反应:
C(s)+CO2(g)
2CO(g)△H>0,制取合成光气的原料气CO。
在体积可变的恒压(pa)密闭容器中充入1molCO2与足量的碳发生上述反应,在平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
(1)①T℃时,在容器中若充入稀有气体,平衡_____