其量为0.001mol,两溶液混合后,溶质变为
和氯化钠的混合液,溶液显酸性,所以c[(CH3)2NH2+]>c[(CH3)2NH·H2O],C错误;由分析可以知道,曲线②为
的变化曲线,b点溶液中溶质为
和
电离出氢氧根离子抑制水的电离,c点溶质为NaCl对水的电离无影响,d点为
水解促进水的电离,溶液e点的溶液中溶质为
和HCl,HCl抑制水的电离,所以b、c、e.三点的溶液中,水的电离程度最大的是c点;D错误;正确选项B。
点睛:
对于水的电离平衡来讲,加入酸或碱,抑制水的电离,平衡左移;加入能够水解的盐,促进水电离,平衡右移。
26.莫尔盐的化学式为(NH4)2Fe(S04)2•6H20,溶于水而不溶于乙醇,常被用作氧化还原滴定的基准物。
下面是制取莫尔盐的部分装置与实验步骤:
①将铁屑放入小烧杯中,加适量的Na2C03溶液,小火加热几分钟,倒掉溶液后,用蒸馏水洗净铁屑,晾干。
②在锥形瓶中加入2.24g铁屑和少量碳粉,由分液漏斗滴加20mL3mol/L硫酸溶液。
③待反应结束后,由分液漏斗加入适g的(NH4)2S04溶液,过滤。
在滤液中加入一定量的乙醇,待晶体析出后,过滤、洗涤、晾干,得莫尔盐晶体。
请回答下列问题:
(1)实验开始前,检査反应器气密性的方法为__________。
(2)步骤①中Na2C03溶液的作用是______。
(3)步骤②中滴加硫酸溶液时留取少许溶液子分液漏斗中的原因是______,加入少量碳粉的作用是______。
(4)步骤③中理论上需加2mol/L的(NH4)2SO4溶液_______mL。
(5)取lO.OOg铬青铜样品,将其中的铬裒化为H2Cr04,再加入硫酸酸化,并配成250mL溶液,取出25.00mL用浓度为0.0180mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准洛液滴定,终点时用去标准液20.75mL。
已知弱酸H2CrO4被还原为Cr3+则滴定时反应的离子方程式为________。
该样品中铬元素的质量分数为________。
【答案】
(1).关闭止水夹,打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加水,若一段时间后水不能滴下来,则反应器气密性良好。
(或:
关闭分液漏斗活塞,打开止水夹,将导管口置于水槽中液面下,微热锥形瓶,若导管口有气泡产生,停止加热一段时间后,管口倒吸形成一段水柱,则反应器气密性良好)
(2).除去铁屑表面的油污(3).起液封作用(,防止Fe2+被氧化)(4).与铁、稀硫酸构成原电池,加快反应速率(5).20(6).H2CrO4+3Fe2++6H+=Cr3++3Fe3++4H2O(7).0.65%
【解析】
(1)实验开始前,检查反应器气密性的方法为:
关闭止水夹,打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加水,若一段时间后水不能滴下来,则反应器气密性良好;(或:
关闭分液漏斗活塞,打开止水夹,将导管口置于水槽中液面下,微热锥形瓶,若导管口有气泡产生,停止加热一段时间后,管口倒吸形成一段水柱,则反应器气密性良好);正确答案:
关闭止水夹,打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加水,若一段时间后水不能滴下来,则反应器气密性良好。
(或:
关闭分液漏斗活塞,打开止水夹,将导管口置于水槽中液面下,微热锥形瓶,若导管口有气泡产生,停止加热一段时间后,管口倒吸形成一段水柱,则反应器气密性良好)。
(2)Na2CO3溶液水解显碱性,能够与油污发生反应,可以洗涤铁粉中的油污;正确答案:
除去铁屑表面的油污。
(3)步骤②中滴加硫酸溶液时留取少许溶液于分液漏斗中,能够起到液封作用,防止空气把Fe2+氧化;铁、碳和稀硫酸构成原电池,加快反应速率;正确答案:
起液封作用,(防止Fe2+被氧化);与铁、稀硫酸构成原电池,加快反应速率。
(4)2.24g铁屑与20mL3mol/L硫酸溶液反应,硫酸过量,消耗铁的量为0.04mol,生成硫酸亚铁的量为0.04mol,然后根据(NH4)2SO4+FeSO4+6H2O=(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O反应可知消耗n(NH4)2SO4)=0.04mol,根据c×V=n可知,0.04=2×V,V=0.02L=20mL;正确答案:
20。
(5)根据题给信息可知,H2CrO4能够把(NH4)2Fe(SO4)2中的亚铁离子氧化为铁离子,本身还原为Cr3+,反应的离子方程式为H2CrO4+3Fe2++6H+=Cr3++3Fe3++4H2O;根据反应关系:
H2CrO4-3Fe2+可知:
25.00mL溶液中n((NH4)2Fe(SO4)2)=n(Fe2+)=0.018×20.75×10-3=3.735×10-4mol,n(H2CrO4)=1.245×10-4mol,则250mL溶液含有n(H2CrO4)=1.245×10-3mol;m(Cr)=1.245×10-3×52g;该样品中铬元素的质量分数为1.245×10-3×52/10×100%=65%;正确答案:
H2CrO4+3Fe2++6H+=Cr3++3Fe3++4H2O;65%或0.65
27.某含镍(Ni)废催化剂中主要含有Ni,还含有Al、Al203、Fe及其它不溶于酸、碱的杂质。
部分金属氢氧化物Ksp近似值如下表所示:
现用含镍废催化剂制备NiSO4•7H20晶体,其流程图如下:
回答下列问题:
(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式为Al203+20H+=2A102-+H20,_______。
(2)“酸浸”所使用的酸为_______。
(3)“净化除杂”需加入H202溶液,其作用是_______。
然后调节pH使溶液中铁元素恰好完全沉淀,列式计算此时的pH______。
(4)“操作A”为_______、过滤、洗涤、干燥,即得产品。
(5)NiS04在强碱性溶液中可被NaCIO氧化为NiOOH,该反应的离子方程式为__________________。
(6)NiOOH可作为银氢电池的电极材料,该电池的工作原理如下图所示,其放电时,正极的电极反应式为____。
【答案】
(1).2A1+2OH—+2H2O=2A1O2—+3H2↑
(2).稀硫酸(或硫酸、H2SO4)
(3).将Fe2+氧化为Fe3+
(4).c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=10—39/10—5=10—34,c(OH-)=10—11.3mol/L,c(H+)=Kw/c(OH-)=10—2.7mol/L,pH=2.7
(5).冷却结晶
(6).2Ni+ClO—+40H—=2NiOOH↓+Cl—+H2O
(7).NiOOH+H2O+e—=Ni(OH)2+OH—
【解析】
(1)“碱浸”时除了氧化铝与碱反应外,还会有金属铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为2A1+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2↑;正确答案:
2A1+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2↑。
(2)根据流程可知,最后产物为硫酸盐,所以“酸浸”所使用的酸为稀硫酸(或硫酸、H2SO4);正确答案:
稀硫酸(或硫酸、H2SO4)。
(3)从图表信息可知,氢氧化亚铁的Ksp较大,而氢氧化铁Ksp相对较小,因此“净化除杂”需加入H2O2溶液,其作用是将Fe2+氧化为Fe3+,易与形成沉淀而除去;然后调节pH使溶液中铁元素恰好完全沉淀,c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=10-39/10-5=10-34,c(OH-)=10-11.3mol/L,所以c(H+)=Kw/c(OH-)=10-2.7mol/L,pH=2.7;正确答案:
将Fe2+氧化为Fe3+;c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=10-39/10-5=10-34,c(OH-)=10-11.3mol/L,所以c(H+)=Kw/c(OH-)=10-2.7mol/L,pH=2.7。
(4)从溶液中得到晶体的操作为:
蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,即得产品;正确答案:
冷却结晶。
(5)NiSO4在强碱性溶液中可被NaClO氧化为NiOOH,该反应的离子方程式为2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O;正确答案:
2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O。
(6)放电时为原电池,正极发生还原反应,NiOOH被还原为Ni(OH)2,正极的电极反应式为:
NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-;正确答案:
NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-。
28.治理S02、CO、NOx污染是化学工作者研宂的重要课题。
I.硫酸厂大量排放含SO2的尾气会对环境造成严重危害。
(1)工业上可利用废碱液(主要成分为Na2C03)处理硫酸厂尾气中的S02,得到Na2S03溶液,该反应的离子方程式为_____。
II.沥青混凝土可作为反应:
2CO(g)+02(g)
0CO2(g)的催化剂。
图甲表示恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下,使用同质量的不同沥音混凝土(ɑ型、β型)催化时,CO的转化率与温度的关系。
(2)a、b、c、d四点中,达到平衡状态的是_____。
(3)已知c点时容器中02浓度为0.02mol/L,则50℃时,在α型沥音混凝土中CO转化反成的平衡常数K=
_____(用含
的代数式表示)。
(4)下列关于图中的说法正确的是_____。
A.C0转化反应的平衡常数K(a)B.在均未达到平衡状态时,同温下型沥音混凝土中CO转化速率比α型要大
C.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
Ⅲ.某含钴催化剂可以催化消除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。
不同温度下某含钴催化剂可同时催化去除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。
不同温度下,将10mol模拟尾气(成分如下表所示)以相同的流速通过该催化剂,测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据图乙所示。
(5)375℃时,测得排出的气体中含0.45molO2和0.052molCO2,则Y的化学式为_________。
(6)实验过程中采用NO模拟NOx,而不采用NO2的原因是_____。
【答案】
(1).CO32—+SO2=SO32—+CO2
(2).bed(3).
(4).BD(5).N2(6).由于存在反应2NO2
N2O4会导致一定的分析误差
【解析】
【详解】
(1)利用强酸制备弱酸规律,亚硫酸的酸性强于碳酸,因此碳酸钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和二氧化碳,离子方程式为CO32-+SO2=SO32-+CO2;正确答案:
CO32-+SO2=SO32-+CO2。
(2)可逆反应达到平衡状态时,转化率为最大转化率,因此使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时,b、c对应的转化率最大,反应达到平衡状态,达到平衡状态后,再升高温度,平衡左移,一氧化碳的转化率减小,所以d点也为对应温度下的平衡状态;正确答案:
bcd。
(3)假设一氧化碳的起始浓度为a,其转化率为x;
2CO(g)+O2(g)
2CO2(g)
起始浓度a0
变化浓度axax
平衡浓度a-ax0.02ax
平衡常数K=c2(CO2)/c2(CO)c(O2)=(ax)2/[(a-ax)2×0.02]=50x2/(1-x)2;正确答案:
50x2/(1-x)2。
(4)平衡常数为温度的函数,a、c处在同一温度下,所以K(a)=K(c),A错误;从图像可以看出,同温下β型沥青混凝土催化下,催化能力强于α型,所以在均未达到平衡状态时,同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大,B正确;反应物的浓度越大,分子之间发生有效碰撞的几率越高,b点时达到平衡时的点,一氧化碳的转化率最大,剩余物质的浓度最小,有效碰撞几率不是最高的,C错误;温度太高,催化剂可能会失去活性,催化能力下降,D正确;正确选项BD。
(5)模拟尾气中一氧化氮的物质的量为0.025mol,而图中参与反应生成X和Y的一氧化氮的物质的量为:
模拟尾气中
的物质的量为0.5mol,测得排出的气体中含
说明实际参与反应的氧气的物质的量为
同时测得
根据氧元素守恒,可以知道一氧化二氮的物质的量为:
0.05×20.06-0.052×2=0.002mol,根据氮元素守恒可以知道氮气的物质的量为(0.06-0.02×2)÷2=0.01mol,所以16%对应的是一样化二氮,8%对应的是氮气,即Y对应的是N2,正确答案是N2(6)实验过程中采用NO模拟NOx,而不采用NO2的原因是二氧化氮与四氧化二氮之间存在双聚平衡,所以无纯的二氧化氮;正确答案:
由于存在反应2NO2
N2O4会导致一定的分析误差。
35.Fe、Co、Ni均为第Ⅷ族元素,它们的化合物在生产生活中有着广泛的成用。
(1)基态Co3+原子的价电子排布式为_________,Co3+核外3d能级上有_______对成对电子。
(2)Co3+的一种配离子[Co(N3(NH3)5]2+产中,Co3+的配位数是________,离子中所含δ键的数目为______,配位体N3+中心原子杂化类型为______。
(3)Co2+在水溶液中以[Co(H20)6]2+存在。
向含Co2+的溶液中加入过量水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2+,其原因是_________。
(4)某蓝色晶体中,Fe2+、Fe3+分别占据立方体互不相邻的顶点,而立方体的每条棱上均有一个CN-,K+位于立方体的某恰当位置上。
据此可知该晶体的化学式为_________,立方体中Fe2+间连接起来形成的空间构型是_________。
(5)NiO的晶体结构如图中所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为____。
(6)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+产填充其中(如图乙),己知O2-的半径为apm,每平方米面积上分散的该晶体的质量为________g(用含a、NA的代数式表示)。
【答案】
(1).3d74s2
(2).2(3).6(4).23NA(5).sp(6).N元素电负性比O元素电负性小,N原子提供孤电子对的倾向更大,与Co2+形成的配位键更强(7).KFe2(CN)6(8).正四面体形(9).(1,1/2,1/2)(10).
【解析】
(1)CO原子的核电荷数为27,基态CO的价电子排布式为3d74s2;Co3+核外电子排布为3d6,3d能级上有1对成对电子;正确答案:
3d74s2;1。
(2)氨气分子和N3-中氮原子中有孤电子对,能够与Co+形成配位键,共有5个氨分子和1个N3-离子,与Co+形成的的配位数为6;所以5mol氨气分子提供σ键为15mol,1m