解析 Ba(OH)2的物质的量为0.25mol·L-1¡Á0.02L=0.005mol,故硫酸溶液的体积也是20mL;b时刻c(SO
)=(0.005mol-0.0025mol)/(0.02L+0.01L)=0.083mol·L-1;c时刻溶液呈中性,d时刻c(OH-)=[2¡Á0.25mol·L-1¡Á(0.03L-0.02L)]÷0.05L=0.1mol·L-1,故溶液pH=13;a为0.25mol·L-1的硫酸溶液,b、d处溶液中溶质的物质的量相等,但前者浓度大,c处相当于纯水。
答案 AB
8.(2013·吉林长春第一次调研,13)现取mg镁铝合金在一定浓度的稀硝酸中恰好完全溶解(硝酸的还原产物只有NO),向反应后的混合溶液中滴加bmol·L-1NaOH溶液,当滴加到VmL时,得到沉淀质量恰好为最大值ng,则下列有关该实验的说法中正确的有( )。
¢Ù沉淀中OH-的质量为(n-m)g
¢Ú恰好溶解后溶液中的NO
的物质的量为
mol
¢Û反应过程中转移的电子数为
mol
¢Ü标准状况下生成NO的体积为
L
¢Ý与合金反应的硝酸的物质的量为(
+
)mol
A.5项B.4项C.3项D.2项
解析 本题涉及的反应有Al+4HNO3(稀)===Al(NO3)3+NO¡ü+2H2O;3Mg+8HNO3(稀)===3Mg(NO3)2+2NO¡ü+4H2O;Al(NO3)3+3NaOH===Al(OH)3¡ý+3NaNO3;Mg(NO3)2+2NaOH===Mg(OH)2¡ý+2NaNO3。
当合金恰好溶解时,溶液中的NO
与Na+的物质的量相等,n(NO
)=n(NaOH)=
mol,故②正确。
沉淀质量最大时,生成的ng沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁,根据质量守恒定律,其中镁、铝元素的质量等于mg,所以沉淀中氢氧根的质量为(n-m)g,则反应过程中转移的电子物质的量n(e-)=n(OH-)=
mol,故①,③正确。
根据电子得失守恒知,标准状况下V(NO)=
L,故④正确。
参加反应的硝酸有两种作用,起酸性作用的硝酸(生成硝酸盐)的物质的量等于硝酸钠的物质的量,即
mol;作氧化剂的硝酸的物质的量等于NO的物质的量,即
mol,所以,与合金反应的硝酸的物质的量为(
+
)mol,故⑤正确。
答案 A
三、非选择题(共4个小题,共67分)
9.(17分)二硫化亚铁是Li/FeS2电池的正极活性物质,可用水热法合成。
FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200¡æ连续反应24h,四种物质以等物质的量反应,再依次用CS2、H2O洗涤、干燥及晶化后得到。
(1)合成FeS2的离子方程式为_____________________________________。
(2)用水洗涤时,如何证明SO
已除尽?
___________________________________________________________。
(3)已知1.20gFeS2在O2中完全燃烧生成Fe2O3和SO2气体放出8.52kJ热量,FeS2燃烧反应的热化学方程式为__________________________。
(4)取上述制得的正极材料1.1200g(假定只含FeS一种杂质),在足量的氧气流中充分加热,最后得0.8000g红棕色固体,试计算该正极材料中FeS2的质量分数(写出计算过程)。
解析
(1)由题中信息可写出四种反应物,再由原子守恒和电荷守恒写出产物,Na2S2O3中一个S显+6价,一个S显-2价,其中-2的S与单质S发生归中反应,根据得失电子守恒配出反应。
(2)检验SO
,需要先用盐酸除去干扰离子,以防生成除BaSO4以外的钡盐沉淀。
(3)0.01molFeS2完全燃烧放出8.52kJ的热量。
写热化学方程式要标注物质的状态,同时ΔH应与化学计量系数成比例。
(4)由质量关系,列出120n(FeS2)+88n(FeS)=1.1200,由铁原子守恒列出n(FeS2)+n(FeS)=
,联合解得FeS2的物质的量,进而求出其含量。
答案
(1)Fe2++S2O
+S+H2O
FeS2+2H++SO
(2)取少许最后一次洗涤滤液,先用足量盐酸酸化,再向上述清液中滴加BaCl2溶液,若不出现白色浑浊,表示已洗涤干净
(3)4FeS2(s)+11O2(g)===2Fe2O3(s)+8SO2(g)ΔH=-3408kJ·mol-1
[或FeS2(s)+
O2(g)===
Fe2O3(s)+2SO2(g)]
(4)解:
120n(FeS2)+88n(FeS)=1.1200
n(FeS2)+n(FeS)=
n(FeS2)=0.0075mol
w(FeS2)=
¡Ö0.8036
10.(2013·诸暨月考)(16分)三氯化铁是一种很重要的铁盐,主要用于污水处理,具有效果好、价格便宜等优点。
工业上可将铁屑溶于盐酸中,先生成FeCl2,再通入Cl2氧化来制备FeCl3溶液。
(1)将标准状况下的aL氯化氢气体溶于100g水中,得到的盐酸的密度为bg·mL-1,则该盐酸的物质的量的浓度是________。
(2)向100mL的FeBr2溶液中通入标准状况下Cl23.36L,反应后的溶液中Cl-和Br-的物质的量浓度相等,则原FeBr2溶液的物质的量浓度为________。
(3)FeCl3溶液可以用来净水,其净水的原理为____________________________________________(用离子方程式表示),若100mL2mol·L-1的FeCl3溶液净水时,生成具有净水作用的微粒数________0.2NA(填¡°大于¡±、¡°等于¡±或¡°小于¡±)。
解析
(1)此题要注意溶液的体积,应用溶液的质量除以溶液密度,且注意溶液密度的单位,计算为:
=
mol·L-1;
(2)根据氧化还原反应的优先规律,氯气先氧化Fe2+,现在溶液中Cl-和Br-的物质的量浓度相等,表明溶液中无Fe2+,有FeBr3、FeCl3,n(Cl-)=3.36L÷22.4L·mol-1¡Á2=0.3mol=n(Br-),根据原子守恒n(Fe3+)=0.2mol=n(Fe2+),则c(FeBr2)=0.2mol÷0.1L=2mol·L-1;(3)Fe3+水解Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+生成的Fe(OH)3胶体具有吸附作用,可吸附溶液中的杂质离子,由于Fe3+水解是可逆反应,且生成的Fe(OH)3胶体是分子的集合体,所以生成的Fe(OH)3胶粒的数目小于0.2NA。
答案
(1)
mol·L-1
(2)2mol·L-1
(3)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ 小于
11.(2013·天一中学模拟)(16分)某同学购买了一瓶¡Á¡Á牌¡°84消毒液¡±,查阅相关资料和消毒液包装说明得到如下信息:
¡°84消毒液¡±:
含25%NaClO1000mL、密度1.19g·cm-3,稀释100倍(体积比)后使用。
请根据以上信息和相关知识回答下列问题:
(1)该¡°84消毒液¡±的物质的量浓度为________mol·L-1。
(2)该同学取100mL该¡°84消毒液¡±稀释后用于消毒,稀释后的溶液中c(Na+)=________mol·L-1(假设稀释后溶液密度为1.0g·cm-3)。
(3)某实验需用480mL含25%NaClO的消毒液。
该同学参阅该¡°84消毒液¡±的配方,欲用NaClO固体配制该消毒液。
¢Ù下列说法正确的是________。
A.如上图所示的仪器中,有四种是不需要的,还需一种玻璃仪器
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,应烘干才能用于溶液配制
C.利用购买的商品NaClO来配制可能导致结果偏低
D.需要称量的NaClO固体质量为143g
¢Ú在配制过程中,下列操作可能使配制的溶液的浓度偏大的是________。
A.烧杯中溶液转移到容量瓶中时,未洗涤烧杯
B.定容时,俯视刻度线
C.定容时,仰视刻度线
D.移液时,有少量液体溅出
解析
(1)根据c=
,c(NaClO)=
=4.0mol·L-1。
(2)稀释100倍后浓度为原来的1%。
(3)①选项A,需用托盘天平称量NaClO固体,需用烧杯来溶解NaClO,需用玻璃棒进行搅拌和引流,需用容量瓶和胶头滴管来定容,图示中的上面四种仪器不需要,但还需玻璃棒和胶头滴管。
选项B,配制过程中需要加入水,所以经洗涤干净的容量瓶不必烘干后再使用。
选项C,由于NaClO易吸收空气中的H2O、CO2而变质,所以商品NaClO可能部分变质导致NaClO减少,配制的溶液中溶质的物质的量减小,结果偏低。
选项D,应选取500mL的容量瓶进行配制,然后取出480mL即可,所以需要NaClO的质量:
0.5L¡Á4.0mol·L-1¡Á74.5g·mol-1=149g。
②由c=
判断:
A、D选项中使n偏小,浓度偏小;B选项中俯视刻度线,使V偏小,浓度偏大;C选项中仰视刻度线,使V偏大,浓度偏小。
答案
(1)4.0
(2)0.04 (3)¢ÙC ¢ÚB
12.(创新预测题)(18分)工业上用含锌物料(含FeO、CuO等杂质)可制得活性ZnO,流程如下:
(1)上述流程中,浸出用的是60%H2SO4(1.5g·cm-3),配制这种H2SO4100mL需要18.4mol·L-1的浓H2SO4________mL(保留一位小数)。
(2)加入氧化剂H2O2后,有Fe(OH)3沉淀出现,没有Cu(OH)2沉淀出现,若溶液中c(Fe3+)=2.6¡Á10-18mol·L-1,则溶液中c(Cu2+)的取值范围是________mol·L-1。
(已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6¡Á10-39,
Ksp[Cu(OH)2]=2.2¡Á10-20)
(3)加入NH4HCO3后生成的沉淀是形态均为Zna(OH)b(CO3)c(a、b、c为正整数)的两种碱式碳酸锌A和B的混合物,A中a=5、b=6,则生成碱式碳酸锌A的化学方程式为_______________________________________________。
(4)取洗涤、烘干后的碱式碳酸锌A和B的混合物49.70g,其物质的量为0.10mol,高温焙烧完全分解得到37.26gZnO、3.584LCO2(标准状况下)和水,通过计算求出碱式碳酸锌B的化学式。
解析
(1)V=100mL¡Á1.5g·mL-1¡Á60%÷98g·mol-1÷18.4mol·L-1¡Á1000mL·
L-1≈49.9mL。
(2)根据溶液中有Fe(OH)3沉淀出现,有c3(OH-)¡Ác(Fe3+)=Ksp[Fe(OH)3],将Ksp[Fe(OH)3]=2.6¡Á10-39,c(Fe3+)=2.6¡Á10-18mol·L-1代入上式得,c(OH-)=1¡Á10-7mol·L-1;再根据溶液中没有Cu(OH)2沉淀出现,有c2(OH-)¡Á
c(Cu2+)¡ÜKsp[Cu(OH)2],将Ksp[Cu(OH)2]=2.2¡Á10-20,c(OH-)=1¡Á10-7mol·
L-1代入上式得,c(Cu2+)¡Ü2.2¡Á10-6mol·L-1。
(3)由于A中a=5、b=6,2a=b+2c(电荷守恒),解得c=2,由此确定A的化学式为Zn5(OH)6(CO3)2;再从流程图中知,加入NH4HCO3所发生的反应中反应物还有ZnSO4,生成物有Zn5(OH)6(CO3)2、CO2、H2O,还有(NH4)2SO4,最后根据观察法将反应化学方程式配平。
答案
(1)49.9(50.0也给分)
(2)¡Ü2.2¡Á10-6
(3)5ZnSO4+10NH4HCO3===Zn5(OH)6(CO3)2¡ý+5(NH4)2SO4+8CO2¡ü+2H2O
(4)由题意0.1mol混合物完全分解得到ZnO、CO2、H2O的物质的量分别为0.46mol、0.16mol、0.3mol
可知1mol混合物中平均含4.6molZn、1.6molC、6molH,又知1molA中含H为6mol、含C为2mol,则1molB中含H为6mol、含C为1mol;所以B的化学式可以表示为Znx(OH)6CO3,由化合价代数和为零得出x=4,即B的化学式为Zn4(OH)6CO3(其他合理解法均可)