(3)(CH3)3N为结构不对称的极性分子,分子中氮原子非金属性强,原子半径小,和水之间形成氢键,所以(CH3)3N在水中溶解性增强;化合物(CH3)3N与盐酸反应生成[(CH3)3 NH]+,该过程新生成的化学键为(CH3)3N中氮原子与氢离子形成配位键;
(4)S原子的最外层电子数为6,由图可知S原子形成2个共价键,则阴离子A中S原子含有2个成键电子对和2个孤电子对,即其价层电子对数为4,属于sp3杂化;阴离子A中含有4个Ge和10个S,其中4个S只形成一个共价键,则还要得到一个电子才能形成8电子稳定结构,则A离子带有4个负电荷,即离子的化学式为[Ge4S10]4-;
(5)晶胞中N原子位于顶点和面心上,则原子数目=8×
+6×
=4,B原子位于晶胞内,则原子数目为4,故氮化硼的化学式为BN;由晶胞结构可知,B原子位于4个N原子形成的四面体的中心位置,故B原子填充N原子的正四面体空隙;晶胞的质量=
,晶胞的体积为a3cm3,根据晶胞密度ρ=
。
2.已知硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]俗称莫尔盐,其摩尔质量为392g/mol,可溶于水,在100℃~110℃时分解。
为探究其化学组成,甲乙两同学设计了如下实验。
Ⅰ.探究莫尔盐晶体加热时的分解产物。
(1)甲同学设计如下图所示的装置进行实验,装置C中可观察到的现象是溶液变红,由此可知分解产物中有_____________。
(2)乙同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还含有SO3(g)、SO2(g)及N2(g)。
为验证产物的存在,用下列装置进行实验:
①乙组同学的实验中,装置依次连接的合理顺序为A→H→__________________________→G
②证明含有SO3的实验现象是_______________。
II.为测硫酸亚铁铵纯度,称取mg莫尔盐样品,配成500mL溶液。
甲、乙两同学设计了如下两个实验方案。
甲方案:
取25.00mL硫酸亚铁铵溶液用0.1000mol•L-1的酸性K2Cr2O7溶液分三次进行滴定。
乙方案:
(通过NH4+测定)设计装置如下图所示。
取25.00mL样品溶液进行该实验。
(1)滴定过程中,酸性K2Cr2O7溶液应装在_____________滴定管中。
甲方案中的离子方程式为_________________________________。
(2)乙方案中量气管中最佳试剂是______(填字母)。
a.水b.饱和NaHCO3溶液c.CC14
(3)乙方案中收集完气体并恢复至室温,读数前应进行的操作是______________________________。
(4)若测得NH3(已折算为标准状况下)为VL,则硫酸亚铁铵纯度为___________。
(用含V、m的式子表示)
【答案】
(1).NH3
(2).F→D→E(3).F中出现白色沉淀(4).酸式(5).Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O(6).c(7).上下移动量气管(滴定管),使左右两边液面相平(8).175V/m×100%或
×100%
【解析】分析:
I.
(1)根据莫尔盐的组成,莫尔盐受热分解产生的使酚酞溶液变红的气体为NH3。
(2)乙同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还含有SO3(g)、SO2(g)及N2(g),用BaCl2与足量盐酸的混合液检验SO3(g),用品红溶液检验SO2(g),N2难溶于水用排水法收集;由于SO3能被水溶液吸收,所以先检验SO3(g),再检验SO2(g),用NaOH溶液除去SO2,最后用排水法收集N2;装置的合理连接顺序为A→H→F→D→E→G。
II.
(1)酸性K2Cr2O7溶液具有强氧化性,应装在酸式滴定管中。
Cr2O72-将Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原成Cr3+,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平。
(2)根据乙方案的装置,硫酸亚铁铵溶液与CaO反应产生NH3,用碱石灰除去NH3中的H2O(g),用量气法量取NH3的体积,水和饱和NaHCO3溶液能吸收NH3,NH3难溶于CCl4,量气管中最佳试剂为CCl4。
(3)用量气体的体积进行定量实验时,还需要测量温度和压强,所以实验结束要恢复到室温,使气体产生的压强等于大气压。
(4)根据N守恒计算硫酸亚铁铵的质量,进一步计算质量分数。
详解:
I.
(1)装置B中的碱石灰吸收分解产生的酸性气体,装置C中酚酞溶液变红,根据莫尔盐的组成,则莫尔盐受热的分解产物中有NH3。
(2)乙同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还含有SO3(g)、SO2(g)及N2(g),用BaCl2与足量盐酸的混合液检验SO3(g),用品红溶液检验SO2(g),N2难溶于水用排水法收集;由于SO3能被水溶液吸收,所以先检验SO3(g),再检验SO2(g),用NaOH溶液除去SO2,最后用排水法收集N2;装置的合理连接顺序为A→H→F→D→E→G。
①根据上述分析,装置的合理连接顺序为A→H→F→D→E→G。
②证明含有SO3的实验现象是:
装置F中出现白色沉淀。
II.
(1)酸性K2Cr2O7溶液具有强氧化性,应装在酸式滴定管中。
Cr2O72-将Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原成Cr3+,1molCr2O72-参与反应得到6mol电子,1molFe2+参与反应失去1mol电子,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,甲方案中的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
(2)根据乙方案的装置,硫酸亚铁铵溶液与CaO反应产生NH3,用碱石灰除去NH3中的H2O(g),用量气法量取NH3的体积。
a项,由于NH3极易溶于水,水能吸收NH3;b项,由于NH3极易溶于水且其水溶液呈碱性,饱和NaHCO3溶液吸收NH3;c项,NH3难溶于CCl4,不吸收NH3;量气管中最佳试剂为CCl4,答案选c。
(3)用量气体的体积进行定量实验时,还需要测量温度和压强,所以实验结束要恢复到室温,使气体产生的压强等于大气压。
乙方案中收集完气体并恢复至室温,读数前应进行的操作是:
上下移动量气管(滴定管),使左右两边液面相平。
(4)根据N守恒,25.00mL样品中n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=
n(NH3)=
mol,500mL溶液中n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=
mol
=
mol,m[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=
mol
392g/mol=
g,则硫酸亚铁铵纯度为
100%=
100%。