(20分) Ⅰ.(1)一定條件下Fe(OH)3與KClO在KOH溶液中反應可制得K2FeO4,該反應的化學方程式為 ;
生成0.1molK2FeO4轉移的電子的物質的量 mol。
(2)高鐵電池是一種新型二次電池,電解液為堿溶液,其反應式為:
3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放電時電池的負極反應式為 。充電時電解液的pH (填“增大”“不變”或“減小”)。
Ⅱ.NH4Al(SO4)2是食品加工中最為快捷的食品添加劑,用于焙烤食品中;NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛。請回答下列問題:
(1)相同條件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中c(NH) (填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1NH4HSO4中c(NH)。
(2)如圖1是0.1 mol·L-1電解質溶液的pH隨溫度變化的圖像。
①其中符合0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2的pH隨溫度變化的曲線是 (填寫字母);
②20℃時,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)= mol·L-1。
(3)室溫時,向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到的溶液pH與NaOH溶液體積的關系曲線如圖2所示。試分析圖中a、b、c、d四個點,水的電離程度最大的是 ;在b點,溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是 。
(4)已知Al(OH)3為難溶物(常溫下,Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33)。當溶液pH=5時,某溶液中的
Al3+ (填“能”或“不能”)完全沉淀(溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時,沉淀完全)。
(20分)
Ⅰ、(1)2Fe(OH)3 + 3KClO + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KCl + 5H2O (2分) 0.3 (2分)
(2)Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 (2分) 減小(2分)
Ⅱ、(1) 小于 (2分) (2)①A (2分) 、10-3-10-11 (2分)
(3)a (2分) c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+) (2分)
(4)能 (2分)
解析試題分析:Ⅰ、(1)KClO在KOH存在條件下,把Fe(OH)3氧化為K2FeO4,同時生成KCl、H2O,根據(jù)化合價升降法配平可得化學方程式:2Fe(OH)3 + 3KClO + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KCl + 5H2O;根據(jù)Fe元素化合價變化可得:K2FeO4 ~ 3e?,所以生成0.1molK2FeO4轉移的電子的物質的量為0.3mol。
(2)放電時電池的負極發(fā)生氧化反應,元素化合價升高,根據(jù)總方程式可得放電時電池的負極反應式為:Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2,根據(jù)化學方程式,充電時消耗KOH,所以充電時電解液的pH減小。
Ⅱ、(1) NH4HSO4為強酸的酸式鹽,電離出的H+抑制NH4+的水解,所以相同條件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中c(NH)小于 0.1 mol·L-1NH4HSO4中c(NH)。
(2)①NH4Al(SO4)2中NH4+和Al3+水解使溶液顯酸性,溫度升高,水解程度增大,pH減小,故符合0隨溫度變化的曲線為A。
②根據(jù)示意圖可知:20℃時,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2pH為3,則c(H+)=10-3mol?L?1,c(OH?)= 10-11mol?L?1,根據(jù)電荷守恒可得:c(H+)+c(NH4+)+3c(Al3+)=c(OH?)+2c(SO42?),所以2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=c(H+)—c(OH?)= 10-3-10-11
(3)a點顯酸性,NH4+、Al3+水解,促進了H2O的電離,b點為中性,沒有其它離子干擾,c、d顯堿性,NaOH過量,抑制了H2O的電離,所以水的電離程度最大的是a;b點為中性,c(H+)=c(OH?),根據(jù)電荷守恒,c(Na+)+c(NH4+)=2c(SO42?),溶液顯中性,NaOH應稍過量,抵消NH4+水解產(chǎn)生的H+,所以離子濃度由大到小順序為:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
(4)溶液的pH=5,則c(OH?)=10-9mol?L?1,帶入c(Al3+)?c3(OH?)= 2.0×10-33,解得c(Al3+)= 2.0×10-6mol?L?1,所以Al3+完全沉淀。
考點:本題考查氧化還原反應、電化學原理、鹽類的水解、離子濃度比較、Ksp的應用。
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
有A、B、C、D四種強電解質,它們在水中電離可產(chǎn)生表中離子(每種物質只含一種陰離子且互不重復)。
陽離子 | Na+、Ba2+、NH4+ | 陰離子 | CO32-、Cl-、OH-、SO42- |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(14分) 電池的發(fā)明和應用是化學家們對人類社會的重要貢獻之一。
Ⅰ.每一次化學電池技術的突破,都帶來了電子設備革命性的發(fā)展。最近,我國在甲醇燃料電池的相關技術上獲得了新突破,原理如下圖1所示。
(1)請寫出從C口通入O2發(fā)生的電極反應式 。
(2)以石墨做電極電解飽和食鹽水,如下圖2所示。電解開始后在 的周圍(填“陰極”或“陽極”)先出現(xiàn)紅色。假設電池的理論效率為80%(電池的理論效率是指電池產(chǎn)生的最大電能與電池反應所釋放的全部能量之比),若消耗6.4g甲醇氣體,外電路通過的電子個數(shù)為 (保留兩位有效數(shù)字,NA取6.02×1023)。
Ⅱ.隨著電池使用范圍的日益擴大,廢舊電池潛在的污染已引起社會各界的廣泛關注。
(1)電池生產(chǎn)企業(yè)排放的工業(yè)廢水中常含有Cu2+等重金屬離子,直接排放會造成污染,目前在工業(yè)廢水處理過程中,依據(jù)沉淀轉化的原理,常用FeS等難溶物質作為沉淀劑除去這些離子。已知室溫下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2。請用離子方程式說明上述除雜的原理 。
(2)工業(yè)上為了處理含有Cr2O72-的酸性工業(yè)廢水,用綠礬(FeSO4·7H2O)把廢水中的六價鉻離子還原成三價鉻離子,再加入過量的石灰水,使鉻離子轉變?yōu)镃r(OH)3沉淀。
①氧化還原過程的離子方程式為 。
②常溫下,Cr(OH)3的溶度積Ksp=1×10-32 mol4·L-4,溶液的pH至少為 ,才能使Cr3+沉淀完全。
③現(xiàn)用上述方法處理100m3含鉻(+6價)78mg?L-1的廢水,需用綠礬的質量為 kg。(寫出主要計算過程)
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
已知:Ksp(AgCl)=1.8×10—10,Ksp(AgI)=1.5×10—16 ,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10—12,Ag2CrO4為磚紅色沉淀。
(1) AgCl、AgI、 Ag2CrO4三種飽和溶液中,Ag+濃度由大到小順序是 。現(xiàn)將等體積2.0×10—4 mol·L-1的AgNO3溶液和一定濃度的Na2CrO4溶液混合,若要產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀,則Na2CrO4溶液至少濃度為 mol·L-1。
(2) 在室溫下,向0.02mol·L-1的Na2CrO4溶液中滴加0.01mol·L-1稀硫酸,溶液由黃色轉變?yōu)槌燃t色的Na2Cr2O7,該平衡轉化的離子方程式為 。Na2Cr2O7可用來鑒別NaCl和NaNO2,鑒別時發(fā)生的離子方程式為 。
(3) 工業(yè)酸性廢水中含Cr2O72-離子會造成鉻污染,排放前先將Cr2O72-還原成Cr3+,并轉化成Cr(OH)3除去,工業(yè)上采用的方法是向廢水中加入NaCl,以鐵為電極進行電解,同時鼓入空氣。結果溶液的pH值不斷升高,溶液由酸性轉變?yōu)閴A性。在以上處理過程中,寫出其陽極電極反應式: ,Cr2O72-轉化為毒性較低的Cr3+的離子方程式為: 。
(4) 用AgNO3溶液滴定含Cl-的溶液,可測定溶液中的c(Cl-)?傻稳霂椎 溶液為指示劑,滴定的終點現(xiàn)象為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
工業(yè)上以軟錳礦為原料,利用燒結煙氣中的SO2制備MnSO4·H2O的流程如下:
某軟錳礦的主要成分為MnO2,還含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。酸浸過程發(fā)生反應:MemOn+H+→Me(2n/m)++H2O,Me表示Fe、 Al、 Zn、 Cu等。25℃時部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液的pH見下表:
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 | CuS | ZnS | MnS | FeS |
pH | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 10.4 | 6.7 | 8.0 | ≥-0.42 | ≥2.5 | ≥7 | ≥7 |
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科目:高中化學 來源: 題型:問答題
(14分) CuCl是有機合成的重要催化劑,并用于顏料、防腐等工業(yè)。工業(yè)上由廢銅料(含F(xiàn)e、Al及其化合物、SiO2雜質),生產(chǎn)CuCl的工藝流程如下:
物質 | 開始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Cu(OH)2 | 5.6 | 6.7 |
Al(OH)3 | 3.8 | 4.7 |
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科目:高中化學 來源: 題型:問答題
在自來水消毒和工業(yè)上砂糖、油脂的漂白與殺菌過程中,亞氯酸鈉(NaClO2)發(fā)揮著重要的作用。下圖是生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖:
已知:①NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大,適當條件下可結晶析出
NaClO2·3H2O;
②常溫下,Ksp(FeS)=6.3×10-18;Ksp(CuS)=6.3×10-28;Ksp(PbS)=2.4 ×10-28
(1)反應I中發(fā)生反應的離子方程式為 。
(2)從濾液中得到NaClO2·3H2O晶體的所需操作依次是 (填寫序號)。
a.蒸餾 b.蒸發(fā)濃縮 c.過濾 d.冷卻結晶 e.灼燒
(3)印染工業(yè)常用亞氯酸鈉(NaClO2)漂白織物,漂白織物時真正起作用的是HClO2。下表是25℃時HClO2及幾種常見弱酸的電離平衡常數(shù):
弱酸 | HClO2 | HF | H2CO3 | H2S |
Ka/mol·L-1 | 1×10-2 | 6.3×10-4 | K1=4.30×10-7 K2=5.60×10-11 | K1=9.1×10-8 K2=l.1×10-12 |
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科目:高中化學 來源: 題型:計算題
銅及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應用。請回答下列問題:
(1)自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液向地下深層滲透,遇到難溶的ZnS,慢慢轉變?yōu)殂~藍(CuS)。寫出CuSO4轉變?yōu)殂~藍的離子方程式_______________________________。
(2)工業(yè)上以黃銅礦CuFeS2)為原料,采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅的中間過程會發(fā)生反應:2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,該反應的氧化劑是_____;驗證反應產(chǎn)生的氣體是SO2的方法是____________。
(3)圖I是一種新型燃料電池,它以CO為燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物為電解質,圖II是粗銅精煉的裝置圖,假若用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗。
①寫出A極的電極反應式__________________________________________________。
②要用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗,粗銅板應與__________極(填“A”或“B”)相連;若粗銅中還含有Au、Ag、Fe,它們在電解槽中的存在形式和位置為___________。
③當消耗標準狀況下1.12LCO時,精銅電極的質量變化情況為_________。
(4)現(xiàn)向一含有Ca2+、Cu2+的混合溶液中滴加Na2CO3溶液,若首先生成CuCO3沉淀,根據(jù)該實驗可得出的結論是________(填序號)
A.Ksp(CuCO3)<Ksp(CaCO3) | B.c(Cu2+)<c(Ca2+) |
C.> | D.< |
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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題
滴定實驗是化學學科中重要的定量實驗。
請回答下列問題:
(1)酸堿中和滴定——用標準鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液。
①下列操作造成測定結果偏高的是 (填選項字母)
A.滴定終點讀數(shù)時,俯視滴定管刻度,其他操作正確。
B.盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過,未用未知液潤洗
C.酸式滴定管用蒸餾水洗凈后,未用標準鹽酸潤洗
D.滴定前,滴定管尖嘴有氣泡,滴定后氣泡消失
②該學生的實驗操作如下:
A、用堿式滴定管取稀NaOH 25.00mL,注入錐形瓶中,加入甲基橙做指示劑。
B、用待測定的溶液潤洗堿式滴定管。
C、用蒸餾水洗干凈滴定管。
D、取下酸式滴定管用標準的HCl溶液潤洗后,將標準液注入滴定管刻度“0”以上2~3cm處,再把滴定管固定好,調節(jié)液面至刻度“0”或“0”刻度以下。
E、檢查滴定管是否漏水。
F、另取錐形瓶,再重復操作一次。
G、把錐形瓶放在滴定管下面,瓶下墊一張白紙,邊滴邊搖動錐形瓶直至滴定終點,記下滴定管液面所在刻度。
a. 滴定操作的正確順序是(用序號填寫)___________________________ 。
b. 在G操作中如何確定終點? __________________________ ____ 。
c. 若換酚酞做指示劑,如何確定終點? _________________________ ____ 。
(2)氧化還原滴定—取草酸溶液置于錐形瓶中,加入適量稀硫酸,用濃度為0.1mol·L-1的高錳酸鉀溶液滴定,發(fā)生的反應為:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O。表格中記錄了實驗數(shù)據(jù):
滴定次數(shù) | 待測液體積 (mL)[來 | 標準KMnO4溶液體積(mL) | |
滴定前讀數(shù) | 滴定后讀數(shù) | ||
第一次 | 25.00 | 0.50 | 20.40 |
第二次 | 25.00 | 3.00 | 23.00 |
第三次 | 25.00 | 4.00 | 24.10 |
難溶物 | AgCl | AgBr | AgCN | Ag2CrO4 | AgSCN |
顏色 | 白 | 淺黃 | 白 | 磚紅 | 白 |
Ksp | 1.77×10-10 | 5.35×10-13 | 1.21×10-16 | 1.12×10-12 | 1.0×10-12 |
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