D、KAlO2溶液由于AlO2-水解显碱性,故D选项正确;
故选D。
8.硫代硫酸钠(Na2S2O3)在生产生活中具有广泛应用。
回答下列问题:
I.工业上普遍使用Na2SO3与硫磺共煮制备Na2S2O3,装置如图1。
(1)打开K1关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量试剂甲并加热。
试剂甲为_________,装置B和D的作用是_________。
(2)始终保持C中溶液呈碱性、加热产生Na2S2O3,反应的化学方程式为___________________________。
反应一段时间后,C中硫粉逐渐减少,及时打开K2、关闭K1并停止加热,将C中所得混合物分离提纯后即得到Na2S2O3。
若不及时关闭K1,将导致C中溶液呈酸性、发生副反应产生S和_________。
Ⅱ.利用SO2与Na2CO3、Na2S的混合溶液反应也能制备Na2S2O3,所需仪器如图2。
(1)装置G中Na2CO3与Na2S的最佳物质的量之比为_________。
(2)从左到右连接各仪器,接口顺序为:
_________接g、h接_________、_________接_________、_________接d。
Ⅲ.常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度。
取废水20.00mL,控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;过滤洗涤后用适量稀酸溶解,此时CrO42-全部转化为Cr2O72-;再加过量KI溶液,将Cr2O72-充分反应:
Cr2O72-+6I-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O。
然后加入淀粉溶液作指示剂,用0.0100mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定:
I2+2S2O32-===S4O62-+2I-。
当溶液_________即为终点。
平行滴定3次,消耗Na2S2O3溶液的平均用量为18.00m,则该废水中Ba2+的物质的量浓度为_________。
【答案】
(1).浓硫酸
(2).吸收SO2,防止污染空气(3).S+SO2+Na2CO3
Na2S2O3+CO2(4).NaHSO3(5).1:
2(6).a(7).b(8).c(9).e(10).f(11).蓝色褪去且在半分钟内不恢复(12).0.00300mol/L
【解析】
【分析】
I.
(1)A为二氧化硫的制备装置,C制取Na2S2O3,二氧化硫有毒,装置B和D中需盛碱液(如NaOH溶液),用于吸收SO2,防止污染空气。
Ⅱ.
(1)装置G中Na2CO3与Na2S的最佳物质的量之比由反应方程式中化学计量数之比确定;
(2)按I(实验后期关闭K1,打开K2可吸收多余SO2)→H(制取SO2)→E(安全装置)→G(制取Na2S2O3)→F(吸收SO2尾气)确定连接装置的顺序。
Ⅲ.碘遇到淀粉呈蓝色,终点为蓝色褪去且在半分钟内不恢复;
按关系式:
2Ba2+~2BaCrO4~Cr2O72-~3I2~6S2O32-计算n(Ba2+),再由C=n/V计算浓度。
【详解】I.
(1)A为二氧化硫的制备装置,故试剂甲为浓硫酸,装置B和D中需盛碱液(如NaOH溶液),用于吸收SO2,防止污染空气。
(2)C中反应物SO2、Na2CO3溶液和硫粉,根据题意首先SO2和Na2CO3溶液发生反应生成Na2SO3和CO2,Na2SO3和S制Na2S2O3,总反应为:
S+SO2+Na2CO3
Na2S2O3+CO2;
若不及时关闭K1,将导致C中溶液呈酸性而发生副反应Na2S2O3+SO2+H2O=2NaHSO3+S↓。
Ⅱ
(1)装置G中发生反应的方程式为:
Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2,故Na2CO3和Na2S的最佳物质的量之比为1:
2。
(2)需按下列顺序连接装置,I(实验后期关闭K1,打开K2可吸收多余SO2)→H(制取SO2)→E(安全装置)→G(制取Na2S2O3)→F(吸收SO2尾气),所以各接口的顺序为:
a接g、h接b、c接e、f接d。
Ⅲ向碘的淀粉蓝色溶液中滴加Na2S2O3溶液,滴定终点为蓝色褪去且在半分钟内不恢复。
相关物质转化的关系式为:
2Ba2+~2BaCrO4~Cr2O72-~3I2~6S2O32-,n(Ba2+)=n(S2O32-)/3=18.00mL×0.0100mol/L/3=0.06mmol,c(Ba2+)=0.06mmol/20.00mL=0.00300mol/L
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菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol/L形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
③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)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为__________________。
分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是:
焙烧温度为_________、氯化铵与锰矿粉的质量之比为_________、焙烧时间为_________。
(2)浸出液“净化除杂”过程如下:
首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为_________;再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为沉淀除去,溶液pH的范围为_________;然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+变为CaF2、MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时溶液中c(Ca2+)/c(Mg2+)=_________。
(3)碳化结晶时,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,在某极得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为__________________。
【答案】
(1).MnCO3+2NH4Cl
MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O
(2).500℃(3).1.10(4).60min(5).MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O(6).5.2≤pH<8.8(7).1.97(8).Mn2++2HCO3-
MnCO3+CO2↑+H2O(9).Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
【解析】
【分析】
(1)NH4Cl分解为NH3、HCl,HCl与MnCO3反应得到MnCl2、CO2、H2O,由此写出方程式。
按图1、图2、图3,锰浸出率选择最佳条件;
(2)MnO2在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+;
欲使Al3+、Fe3+变为沉淀除去,溶液pH≥5.2,不使Mn2+沉淀,pH<8.8,从而确定pH范围。
用平衡常数计算两种沉淀共存时溶液中
;
(3)碳化结晶时,可看成Mn(HCO3)2受热分解,类比写出离子方程。
(4)阳极得到重要的无机功能材料MnO2,失电子发生氧化反应。
【详解】
(1)NH4Cl分解为NH3、HCl,HCl与MnCO3反应得到MnCl2、CO2、H2O,反应方程式为MnCO3+2NH4Cl
MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;
氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是:
焙烧温度为500℃、氯化铵与锰矿粉的质量之比为1.10、焙烧时间为60min;
(2)MnO2在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为:
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
欲使Al3+、Fe3+变为沉淀除去,溶液pH≥5.2,不使Mn2+沉淀,pH<8.8,溶液pH的范围为5.2≤pH<8.8;
加入NH4F将Ca2+、Mg2+变为CaF2、MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时溶液中
=1.46×10-10/7.42×10-11=1.97.
(3)可看成Mn(HCO3)2受热分解,离子方程式为:
Mn2++2HCO3-
MnCO3+CO2↑+H2O;
(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,在阳极得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。
阴极反应为:
2H++2e-=H2↑。
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(g)△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.一定条件下,CO2和CO可以互相转化。
(1)某温度下,在容积为2L的密闭容器按甲、乙两种方式投入反应物发生反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)。
甲容器15min后达到平衡,此时CO2的转化率为75%。
则0~15min内平均反应速率v(H2)=_________,此条件下该反应的平衡常数K=_________。
欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等,则ω、x、y、z需满足的关系是_________,且_________(用含y的等式表示)。
(2)研究表明,温度、压强对反应“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g)
C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g)△H”中乙苯的平衡转化率影响如下图所示:
则△H_________0(填“>”“<”或“=”),压强p1、p2、p3从大到小的顺序是_________。
(3)CO可被NO2氧化:
CO+NO2
CO2+NO。
当温度高于225℃时,反应速率v正=k正·c(CO)·c(NO2)、v逆=k逆·c(CO2)·c(NO),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。
在上述温度范围内,k正、k逆与该反应的平衡常数K之间的关系为_________。
【答案】
(1).(b+2a)/3
(2).0.2mol·L-1·min-1(3).1.8(4).x=2w+y(5).z=y(6).>(7).p1>p2>p3(8).k=k正/k逆
【解析】
【分析】
Ⅰ.根据盖斯定律△H3=(△H1+2△H2)/3;
Ⅱ
(1)v(H2)=△c/△t;由K=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·n(H2)计算平衡常数;
欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等,则ω、x、y、z需满足的关系(w-y):
(x-y)=8:
16即x=2w+y且z=y;
(2)压强越大,乙苯的平衡转化率越小;
(3)达平衡时v正=v逆,即k正·c(CO)·c(NO2)=k逆·c(CO2)·c(NO),由此计算。
【详解】Ⅰ.根据盖斯定律△H3=(△H1+2△H2)/3=(b+2a)/3kJ/mol;
Ⅱ
(1)v(H2)=8molx75%/(2L×15min)=0.2mol/(L·min)。
反应8mol×75%=6molCO2,则平衡时n(CO)=n(H2O)=6mol,n(CO2)=8mol-6mol=2mol,n(H2)=16mol-6mol=10mol,K=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·n(H2)=6molx6mol/(2mol×10mol)=l.8.
要使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等,需满足(w-y):
(x-y)=8:
16即x=2w+y且z=y;
(2)温度越高、乙苯的平街转化率越大,表明△H>0;该反应的△n气>0,则压强越大,乙苯的平衡转化率越小,故p1>p2>p3;
(3)达平衡时v正=v逆,即k正·c(CO)·c(NO2)=k逆·c(CO2)·c(NO),故k正/k逆=c(CO2)·c(NO)/c(CO)·c(NO2)=k
【点睛】本题考查化学基本概念和基本理论,解题关键:
盖斯定律、平衡原理应用。
难点(3):
达平衡时v正=v逆。
11.铁、钴、镍具有相似的性质,在化学上称为铁系元素。
回答下列问题:
(1)LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。
基态Co原子核外电子排布式为_________,第四电离能I4(Co)_________I4(Fe)(填“>”或“<”),PO43-的空间构型为_________。
(2)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基配合物。
与CO互为等电子体的分子和离