【題目】某工業(yè)廢水中僅含下表離子中的5種(不考慮水的電離及離子的水解),且各種離子的物質(zhì)的量濃度相等,均為0.1mol/L.
陽離子 | K+ Cu2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ |
陰離子 | Cl﹣ CO32﹣ NO3﹣ SO42﹣ SiO32﹣ |
甲同學(xué)欲探究廢水的組成,進行了如下實驗:
I.用鉑絲蘸取少量溶液,在火焰上灼燒,無紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察)。
Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液無明顯變化。
Ⅲ.另取溶液加入少量鹽酸,有無色氣體生成,該無色氣體遇空氣變成紅棕色,此時溶液依然澄清,且溶液中陰離子種類不變。
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
請推斷
(1)由I、Ⅱ判斷,溶液中一定不含有的陽離子是_____________(寫離子符號)。
(2)Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體的離子方程式是_______。
(3)將Ⅲ中紅棕色氣體(標(biāo)況下)收集一試管然后倒扣入水中(假設(shè)溶質(zhì)不擴散),所得溶液的物質(zhì)的量濃度為_________mol/L(精確到千分位)。
(4)甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子是___________,陰離子是_______。
(5)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,充分反應(yīng)后過濾,洗滌,灼燒至恒重,得到的固體為_________________,質(zhì)量為_______________g。
【答案】K+、Fe3+ 3Fe2++NO3﹣+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O 0.045 Fe2+、Cu2+ Cl﹣、NO3﹣、SO42﹣ CuO和Fe2O3 1.6
【解析】
Ⅰ.用鉑絲蘸取少量溶液,在火焰上灼燒,無紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察),說明沒有K+;
Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液無明顯變化,說明沒有Fe3+;
Ⅲ.另取溶液加入少量鹽酸,有無色氣體生成,該無色氣體遇空氣變成紅棕色,此時溶液依然澄清,且溶液中陰離子種類不變,說明 Fe2+與NO3-和H+反應(yīng)生成NO,即溶液中有Fe2+、NO3-,加鹽酸溶液中陰離子種類不變,說明原溶液中有Cl-,加鹽酸溶液依然澄清加鹽酸說明沒有SiO32-;
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,說明有SO42-;
根據(jù)以上判斷,結(jié)合電荷守恒分析解答。
Ⅰ.用鉑絲蘸取少量溶液,在火焰上灼燒,無紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察),說明沒有K+;
Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液無明顯變化,說明沒有Fe3+;
Ⅲ.另取溶液加入少量鹽酸,有無色氣體生成,該無色氣體遇空氣變成紅棕色,此時溶液依然澄清,且溶液中陰離子種類不變,說明 Fe2+與NO3-和H+反應(yīng)生成NO,即溶液中有Fe2+、NO3-,加鹽酸溶液中陰離子種類不變,說明原溶液中有Cl-,加鹽酸溶液依然澄清加鹽酸說明沒有SiO32-;
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,說明有SO42-;
綜上所述,溶液中一定不含有的離子是K+、Fe3+、SiO32-;一定含有Fe2+、NO3-、Cl-、SO42-。根據(jù)各種離子的物質(zhì)的量濃度相等,均為0.1mol/L,則溶液中一定還含有一種陽離子,根據(jù)電荷守恒,該陽離子所帶電荷=1+1+2-2=2,因此一定含有Cu2+,且一定沒有CO32﹣。
(1)由Ⅰ、Ⅱ判斷,溶液中一定不含有的陽離子是K+、Fe3+,故答案為:K+、Fe3+;
(2)Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體,是Fe2+與NO3-和H+反應(yīng)生成NO,其離子方程式:3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO+2H2O,故答案為:3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO+2H2O;
(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將一充滿NO2氣體的試管,倒扣于水中,至液面不再升高時,最后得到的硝酸,3NO2 + H2O =2HNO3 + NO,設(shè)試管體積為VL,最終試管中所得溶液的體積為L,生成硝酸的物質(zhì)的量為×=×mol,因此溶液的物質(zhì)的量濃度==0.045mol/L,故答案為:0.045;
(4)由以上推斷可知溶液中陰離子為 Cl-、NO3-、SO42-,且各為0.1mol/L;已經(jīng)推斷出的陽離子是Fe2+,其濃度為0.1mol/L,由電荷守恒可知溶液中還有一種+2價陽離子,所以還有Cu2+,所以甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子是:Fe2+、Cu2+;陰離子是:Cl-、NO3-、SO42-,故答案為:Fe2+、Cu2+;Cl-、NO3-、SO42-;
(5)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,Fe2+生成Fe(OH)2,又被氧氣氧化為Fe(OH)3,Cu2+生成Cu(OH)2,充分反應(yīng)后過濾,洗滌,灼燒至恒重,得到的固體為Fe2O3和CuO;根據(jù)元素守恒:n(CuO)=n(Cu2+)=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol;n(Fe2O
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【題目】在恒溫、恒容的密閉容器中進行反應(yīng)A(g)+B(g)C(g),若反應(yīng)物A的濃度從2 mol·L-1降到0.8 mol·L-1需20 s,則反應(yīng)物A的濃度由0.8 mol·L-1降到0.2 mol·L-1所需的反應(yīng)時間( )
A. 等于10 sB. 大于10 sC. 小于10 sD. 無法判斷
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【題目】取Fe、FeO、Fe2O3的均勻混合物質(zhì)量為7.2g,向其中加入200 mL 1 mol·L-1的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,放出1120 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的氣體。所得溶液中,加入KSCN溶液無血紅色出現(xiàn),那么若用足量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物,能產(chǎn)生鐵的質(zhì)量為 ( )
A. 1.4g B. 2.8g C. 5.6g D. 11.2g
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【題目】天然氣因含有少量H2S等氣體開采應(yīng)用受限。T.F菌在酸性溶液中可實現(xiàn)天然氣的催化脫硫,其原理如圖所示。下列說法不正確的是
A. 該脫硫過程需要不斷添加Fe2(SO4)3溶液
B. 脫硫過程O2間接氧化H2S
C. 亞鐵是血紅蛋白重要組成成分,FeSO4可用于治療缺鐵性貧血
D. 《華陽國志》記載“取井火煮之,一斛水得五斗鹽”,我國古代已利用天然氣煮鹽
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【題目】下列說法合理的是
①根據(jù)純凈物中是否含氧元素,來判斷是否屬于氧化物
②根據(jù)電泳現(xiàn)象可證明膠體帶電荷
③直徑介于lnm~l00nm之間的微粒稱為膠體
④金屬氧化物都是堿性氧化物
⑤根據(jù)分散系的穩(wěn)定性將分散系分為膠體、溶液和濁液
⑥同一鋼筆使用不同牌號的墨水容易堵塞,是由于膠體的聚沉
A. 只有⑥ B. 只有②⑥ C. 只有③④⑤ D. 只有①②④⑥
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【題目】將一定量的CO2氣體通入2L未知濃度的NaOH溶液中,在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量,并將溶液加熱,產(chǎn)生的氣體與HCl的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示(忽略氣體的溶解和HCl的揮發(fā)),下列說法不正確的是
A.O點溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為NaOH、Na2CO3
B.a(chǎn)點溶液中c (HCO3-) > c (CO32-)
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,通入CO2的體積為44.8L
D.原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5mol/L
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【題目】已知A~H是中學(xué)化學(xué)中的常見物質(zhì),A、C、G是金屬,E、F是氧化物, B溶于水得藍(lán)色溶液,E為紅棕色粉末,它們有如下圖所示的關(guān)系(反應(yīng)中生成的水已略去)。
試回答下列問題。
(1)推斷填寫物質(zhì)化學(xué)式:A是________ ,E是_________,H是_________。
(2)F的類別是_________(選填“酸性氧化物”、“堿性氧化物”或“兩性氧化物”)。
(3)反應(yīng)④的化學(xué)方程式為___________________________________。若反應(yīng)④轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為4NA,則生成F______mol。
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【題目】25 ℃時,在25 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液中,逐滴加入0.2 mol/L的CH3COOH溶液,溶液的pH變化如下圖所示,下列分析的結(jié)論中正確的是( )
A.B點的橫坐標(biāo)a=12.5
B.C點時溶液中有:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.D點時溶液中有:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
D.曲線上A、B間的任意一點,溶液中都有:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
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【題目】三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀K3[Fe(C2O4)3]3H2O為綠色晶體,易溶于水,難溶于乙醇、丙酮等有機溶劑。
I.三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體的制備
①將5g(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶體溶于20mL水中,加入5滴6 mol·L-1H2SO4酸化,加熱溶解,攪拌下加入25mL飽和H2C2O4溶液,加熱,靜置,待黃色的FeC2O4沉淀完全以后,傾去上層清液,傾析法洗滌沉淀2-3次。
②向沉淀中加入10mL飽和草酸鉀溶液,水浴加熱至40℃,用滴管緩慢滴加12mL5%H2O2,邊加邊攪拌并維持在40℃左右,溶液成綠色并有棕色的沉淀生成。
③加熱煮沸一段時間后,再分兩批共加入8mL飽和H2C2O4溶液(先加5mL,后慢慢滴加3mL)此時棕色沉淀溶解,變?yōu)榫G色透明溶液。
④向濾液中緩慢加入10mL95%的乙醇,這時如果濾液渾濁可微熱使其變清,放置暗處冷卻,結(jié)晶完全后,抽濾,用少量洗滌劑洗滌晶體兩次,抽干,干燥,稱量,計算產(chǎn)率。
已知制備過程中涉及的主要反應(yīng)方程式如下:步驟②6FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3,步驟③2Fe(OH)3+3H2C2O4+3K2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]+6H2O,請回答下列各題:
(1)簡述傾析法的適用范圍______________,步驟③加熱煮沸的目的是_______________。
(2)下列物質(zhì)中最適合作為晶體洗滌劑的是____________________(填編號)。
A.冷水 B.丙酮 C.95%的乙醇 D.無水乙醇
(3)有關(guān)抽濾如圖,下列說法正確的是_____________。
A.選擇抽濾主要是為了加快過濾速度,得到較干燥的沉淀
B.右圖所示的抽濾裝置中,只有一處錯誤,即漏斗頸口斜面沒有對著吸濾瓶的支管口
C.抽濾得到的濾液應(yīng)從吸濾瓶的支管口倒出
D.抽濾完畢后,應(yīng)先拆下連接抽氣泵和吸濾瓶的橡皮管,再關(guān)水龍頭,以防倒吸
Ⅱ.純度的測定
稱取1.000g產(chǎn)品,配制成250mL溶液,移取25.00mL溶液,酸化后用標(biāo)定濃度為0.01000 mol·L-1的高錳酸鉀溶液滴定至終點,三次平行實驗平均消耗高錳酸鉀溶液24.00mL。
(4)滴定涉及反應(yīng)的離子方程式:___________________________________。
(5)計算產(chǎn)品的純度_____________________(用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示)。(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的相對分子質(zhì)量為491)
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