B、T1温度下pH=6的溶液呈中性,故B错误;
C、曲线上的点Kw都相等,温度越高Kw越大,所以两条曲线中四个点Kw间的关系:
B>A=D=E,故C正确;
D、E、D两点Kw相等,水的电离可能被抑制,也可能被促进,故D错误;
答案为C。
【点睛】等温曲线,曲线上的点离子积常数都相等,不在同一曲线上的点,离子积常数肯定不同,加酸、加碱、加要水解的盐,都只能在这条曲线上移动。
8.高铁酸钾(K2FeO4)具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。
以废铁屑(含有少量Ni)为主要原料制备高铁酸钾的流程如下:
资料显示:
一些金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下:
M(OH)n
pH
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.53
2.94
Ni(OH)2
7.60
9.75
(1)高铁酸钾具有高效消毒主要是因其具有_______________性所致。
(2)步骤③反应的离子方程式是_____________________________________。
(3)步骤④不能引入新杂质,调节pH所用的某种氧化物的化学式是___________,调节pH的范围是__________________。
(4)步骤⑤发生反应的离子方程式是______________________________________。
(5)该流程中可循环利用的物质是:
____________(写化学式)。
(6)步骤⑥中,由Na2FeO4得到粗K2FeO4的原理可能是_______________________________。
(7)测定产品纯度:
将wg粗产品,溶入过量的碱性亚铬酸盐溶液中,充分反应后,加入稀硫酸酸化至pH为2,在所得的重铬酸盐溶液中加入5滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂,然后用cmol·L1(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,消耗滴定液VmL。
有关滴定反应有:
Cr(OH)4-+FeO42-+3H2O
Fe(OH)3·3H2O↓+CrO42-+OH
2
+2H
+H2O
+6Fe2++14H
2Cr3++6Fe3++7H2O
该粗产品中K2FeO4的纯度为____________(用含w、c、V的代数式表示)。
若滴定管没有用待装液润洗,则测得结果________(“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】
(1).强氧化性
(2).2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(3).Fe2O3(4).2.94≦pH<7.60(5).2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O(6).NaOH(7).K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的小,加饱和KOH,析出更多Na2FeO4晶体(8).(33cv/5w)%(9).偏高
【详解】⑴高铁酸钾中铁化合价处于最高价,具有高效消毒特性主要是因其具有强氧化性所致,故答案为强氧化性;
⑵步骤③反应的离子方程式是2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
⑶步骤④不能引入新杂质,需要保留铁离子到氢氧化铁,而溶液中的镍离子,因此调节pH所用的某种氧化物的化学式是Fe2O3,使其余氢离子反应来调节,要让铁离子全部水解完,而镍离子不能水解沉淀,所有调节pH的范围是2.94≤pH<7.60,故答案为Fe2O3;2.94≤pH<7.60;
⑷步骤⑤是氢氧化铁和次氯酸钠发生氧化还原反应,因此发生反应的离子方程式是2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,故答案为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
⑸该流程中高铁酸钠和氢氧化钾反应生成高铁酸钾和氢氧化钠,因此可循环利用的物质是氢氧化钠,故答案为NaOH;
⑹步骤⑥中,由于K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度,加饱和KOH,析出更多Na2FeO4晶体,故答案为K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的小,加饱和KOH,析出更多Na2FeO4晶体;
⑺根据三个方程分析
Cr(OH)4-+FeO42-+3H2O
Fe(OH)3·3H2O↓+CrO42-+OH-
2
+2H
+H2O
+6Fe2++14H
2Cr3++6Fe3++7H2O
根据反应得出以下关系:
该粗产品中K2FeO4的纯度为
,若滴定管没有用待装液润洗,消耗的(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积偏高,测得结果偏高,故答案为
;偏高。
【点睛】调节溶液中的pH值来除掉杂质不能直接加碱,那样会引入新的杂质。
9.连二亚硫酸钠(Na2S2O4),也称为保险粉,Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇,具有极强的还原性,易被空气氧化,在碱性介质中稳定。
其阴离子的结构如图所示:
。
某科研小组制备并探究其性质。
Ⅰ.制备Na2S2O4(加热等辅助仪器略去)
(1)Na2S2O4中硫元素的化合价为_______。
(2)连接好装置后,检查其气密性良好的操作是___________________________________。
(3)添加药品、再次连接好装置:
①第一步,将A中生成的气体通往B中进行反应,在B装置生成连二亚硫酸锌的化合反应方程式为__________________________________________________;
②第二步,加入NaOH溶液,于28~35℃下反应生成Na2S2O4,该步反应的离子方程式为_____________________________________________________。
第三步,将第二步的混合物过滤,并向滤液中加入固体NaCl,冷却至20℃,便有Na2S2O4晶体析出。
③第四步,将第三步所得混合物经________(填操作名称)、________(填写“水”或“乙醇”)洗涤,得到纯净的Na2S2O4晶体。
(4)装置C的作用是__________________________________________________。
Ⅱ.探究Na2S2O4的稳定性
(5)隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和SO2,但科研小组没有做到完全隔绝空气,得到的固体产物中还含有Na2SO4。
请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。
实验方案是____________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(可选试剂:
稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4溶液)
【答案】
(1).+3
(2).关闭分液漏斗的旋塞,将C装置的导管插入烧杯中的水面下,微热烧瓶,导管口有气泡产生,停止加热,导管口形成一段水柱,则气密性良好(3).2SO2+Zn=ZnS2O4(4).Zn2++2OH-
Zn(OH)2↓(5).过滤(6).乙醇(7).吸收SO2,防止污染空气;隔离空气,防止空气中的O2将产物氧化(8).取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质
【详解】⑴根据化合价分析,钠为+1价,O为-2价,Na2S2O4中硫元素的化合价为+3价,故答案为+3;
⑵连接好装置后,检查其气密性良好的操作是关闭分液漏斗的旋塞,将C装置的导管插入烧杯中的水面下,微热烧瓶,导管口有气泡产生,停止加热,导管口形成一段水柱,则气密性良好,故答案为关闭分液漏斗的旋塞,将C装置的导管插入烧杯中的水面下,微热烧瓶,导管口有气泡产生,停止加热,导管口形成一段水柱,则气密性良好;
⑶添加药品、再次连接好装置:
①第一步,将A中生成的气体通往B中进行反应,在B装置生成连二亚硫酸锌的化合反应方程式为2SO2+Zn=ZnS2O4,故答案为2SO2+Zn=ZnS2O4;
②第二步,加入NaOH溶液,于28~35℃下反应生成Na2S2O4,主要是发生复分解反应生成沉淀,该步反应的离子方程式为Zn2++2OH-
Zn(OH)2↓,
故答案为Zn2++2OH-
Zn(OH)2↓;
第三步,将第二步的混合物过滤,并向滤液中加入固体NaCl,冷却至20℃,便有Na2S2O4晶体析出。
③第四步,由于有Na2S2O4晶体析出,因此将第三步所得混合物经过滤、由于Na2S2O4易溶于水,不能用水洗涤,只能用乙醇洗涤,得到纯净的Na2S2O4晶体,故答案为过滤;乙醇;
⑷由于反应中二氧化硫不能完全反应,因此装置C的作用是吸收SO2,防止污染空气;隔离空气,防止空气中的O2将产物氧化,故答案为吸收SO2,防止污染空气;隔离空气,防止空气中的O2将产物氧化;
⑸隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和SO2,但科研小组没有做到完全隔绝空气,得到的固体产物中还含有Na2SO4。
请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。
要将亚硫酸钠溶液全部与盐酸反应,将得到的溶液再加入氯化钡反应,实验方案是取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质,故答案为取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。
10.CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4L容器中通入6molCO2、6molCH4,发生如下反应:
CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)。
平衡体系中各组分体积分数如下表:
物质
CH4
CO2
CO
H2
体积分数
0.1
0.1
0.4
0.4
①此温度下该反应
平衡常数K=__________
②已知:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=
890.3kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=+2.8kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=
566.0kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)的△H=_____________kJ·mol-1
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。
250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是___________________________________________________。
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是____________________________。
(3)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2;
①如果寻找吸收CO2的其他物质,下列建议不合理的是___________
a.可在具有强氧化性的物质中寻找
b.可在碱性氧化物中寻找
c.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
②Li2O吸收CO2后,产物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、释放CO2,原理是:
在500℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,说明该原理的化学方程式是___________________________________________。
(4)高温电解技术能高效实现下列反应:
CO2+H2O
CO+H2+O2,其可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
工作原理示意图如下:
CO2在电极a放电的电极反应式是___________________
【答案】
(1).64
(2).+247.3(3).温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低(4).增大反应压强或增大CO2的浓度(5).a(6).CO2+Li4SiO4
Li2CO3+Li2SiO3(7).CO2+2e-=CO+O2-
【详解】
(1)建立三步走思维:
x=4
①此温度下该反应的平衡常数
故答案为64;
②已知:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=
890.3kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=+2.8kJ·mol-1
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=
566.0kJ·mol-1
将①+②×2-③×2,反应CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)的△H=+247.3kJ·mol-1
故答案为+247.3;
⑵以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①250~300℃时,根据图中信息知道高于250℃时,催化剂的催化效率降低,因此温度升高而乙酸的生成速率降低,故答案为温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低;
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是增大压强或者增加二氧化碳的浓度,
故答案为增大反应压强或增大CO2的浓度;
⑶Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2;
①a选项,可在具有强氧化性的物质中寻找,强氧化性的物质不与二氧化碳反应,故a不合理;
b选项,碱性氧化物与二氧化碳反应,故b合理;
c选项,可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物主要是碱性氧化物,与二氧化碳反应,故c合理;
综上所述,答案为a;
②Li2O吸收CO2后,产物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、释放CO2,原理是:
在500℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3,根据质量守恒,另一中生成物为Li2SiO3,平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,说明该原理的化学方程式是CO2+Li4SiO4
Li2CO3+Li2SiO3,
故答案为CO2+Li4SiO4
Li2CO3+Li2SiO3;
⑷根据分析CO2在电极a放电变为CO,化合价降低,得到电子,因此其电极反应式是CO2+2e-=CO+O2-,
故答案为CO2+2e-=CO+O2-。
11.元素X的基态原子中的电子共有7个能级,且最外层电子数为1,X原子的内层轨道全部排满电子.在气体分析中,常用XCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量,其化学反应如下:
2XCl+2CO+2H2O═X2Cl2·2CO·2H2O
(1)X基态原子的电子排布式为__________________.
(2)C、H、O三种原子的电负性由大到小的顺序为__________.
(3)X2Cl2·2CO·2H2O是一种配合物,其结构如图1所示:
①与CO为互为等电子体的分子是_________.
②该配合物中氯原子的杂化方式为__________.
③在X2Cl2•2CO•2H2O中,每个X原子能与其他原子形成3个配位键,在图中用“→”标出相应的配位键_____________.
(4)阿伏加德罗常数的测定有多种方法,X射线衍射法就是其中的一种。
通过对XCl晶体的X射线衍射图象的分析,可以得出XCl的晶胞如图2所示,则距离每个X+最近的Cl﹣的个数为____________,若X原子的半径为apm,晶体的密度为ρg/cm3,试通过计算阿伏加德罗常数NA=___________________(列计算式表达)
【答案】
(1).1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2).O>C>H(3).N2(4).sp3(5).
(6).4(7).
【分析】元素X的基态原子中的电子共有7个能级,说明有四个电子层,且最外层电子数为1,X原子的内层轨道全部排满电子说明3d轨道排满,即为Cu[Ar]3d104s1。
【详解】⑴X为Cu,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,
故答案
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
⑵同周期,从左到右,电负性逐渐增大,即O>C,非金属性越强,电负性越强,所以C>H,即O>C>H,
故答案为O>C>H;
⑶X2Cl2·2CO·2H2O是一种配合物,
①找等电子体,找与这些原子相邻的原子,因此CO互为等电子体的分子是N2,
故答案为N2;
②氯有2个δ键,还有两对孤对电子,因此氯原子
杂化方式为sp3,
故答案为sp3;
③在X2Cl2•2CO•2H2O中,每个X原子能与其他原子形成3个配位键,CO、H2O、Cl-各提供孤对电子,亚铜离子提供空轨道,因此配位键图示为
,
故答案为
;
⑷XCl的晶胞如图2所示,以面心分析,左边两个Cl-,右边两个Cl-,即距离每个X+最近的Cl-的个数为4,若X原子的半径为apm,即每个边长为
pm,晶体的密度为ρg/cm3,每个晶胞中有4个Cu+,4个Cl-,
,
阿伏加德罗常数
,
故答案为
12.盐酸氨溴索用于急、慢性支气管炎及支气管扩张、肺气肿、肺结核等疾病的治疗。
某研究小组拟用以下流程合成化痰药盐酸氨溴索和葡萄味香精X。
已知信息:
①R1CHO+R2NH2
R1CH=N-R2请回答: