答案选B。
7.已知25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×l0-12,Ksp[Al(OH)3]=1.3×l0-33,Al(OH)3
AlO2-+H++H2OKa=6.31×l0-13。
某溶液中可能含有H+、Na+、Mg2+、Al3+、Cl-、HCO3-等离子。
向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时,发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化如图所示。
下列有关说法正确的是
A.b点沉淀—Al(OH)3;d点沉淀—A1(OH)3和Mg(OH)2;e点溶质—NaA1O2
B.依据题意,用NaOH不能完全分离Mg2+和Al3+离子
C.cd段发生的反应为:
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
D.bc段发生的反应为:
Al(OH)3+OH-=A1O2-+2H2O
【答案】D
【解析】根据图象第一段,沉淀不是马上出现,可知一定有氢离子,酸碱中和反应是一切反应的优先反应,则一定不含有HCO3-,阴离子只能是Cl-,根据已知25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×l0-12,Ksp[Al(OH)3]=1.3×l0-33,Al(OH)3
AlO2-+H++H2OKa=6.31×l0-13。
ab段氢氧化铝开始沉淀,镁离子还没开始沉淀,bc段氢氧化铝开始溶解,cd段氢氧化铝继续溶解并产生氢氧化镁,且沉淀增加,d点氢氧化镁沉淀达到最大量,而氢氧化铝继续溶解,e点氢氧化铝溶解完全。
故A、b点沉淀—Al(OH)3;d点沉淀—Mg(OH)2;e点溶质—NaA1O2和NaCl,选项A错误;B、用NaOH能在e点后完全分离Mg2+和Al3+,选项B错误;C、cd段发生的反应为:
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al(OH)3+OH-=A1O2-+2H2O,选项C错误;D、bc段发生的反应为:
Al(OH)3+OH-=A1O2-+2H2O,选项D正确。
答案选D。
8.硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是一种重要的化工原料,用途十分广泛。
它可以作净水剂,在无机化学工业中,它是制取其它铁化合物的原料。
【査阅资料】隔绝空气加热至500℃时硫酸亚铁铵能完全分解,分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。
【实验探究】某化学小组选用下图所示部分装置进行实验(部分夹持装置略)
(1)验证分解产物中含有氨气和水蒸气,并探究残留固体成分。
①所选用装置的正确连接顺序为____________________(填装置的字母序号)。
②A中固体完全分解后变为红棕色粉末,设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4:
________________________。
(2)探究分解产物中的硫氧化物,连接装置A—E—F—B进行实验。
①实验过程中观察到:
E中没有明显现象,F中溶液褪色,据此得出的结论是__________。
②实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除上述产物外,还有N2生成,写出A中反应的化学方程式_____________________________________________。
(3)已知BaSO3、BaSO4均难溶于水,化学小组利用上述实验分离出的SO2气体,进行与可溶性钡盐溶液反应的探究实验。
序号
步骤
现象
I
向上述装置内充SO2气体
G中:
有气泡冒出,产生白色沉淀;H中:
有气泡冒出,产生白色沉淀;液面上方先略显红棕色,后逐渐消失
Ⅱ
从G、H中过滤出白色沉淀,分别加入稀盐酸中
G、H中的白色沉淀均不溶解
①步骤Ⅱ的现象说明实验中产生的白色沉淀是__________(填化学式)。
②关于G中有白色沉淀产生的原因,你认为可能是由于_________________________________。
③写出H中发生反应的离子方程式_________________________________。
【答案】
(1).ABCD
(2).取A中少量残留固体,加入适量稀硫酸使其完全溶解,向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则残留固体仅为Fe2O3,而不是FeO或Fe3O4。
(或加入铁氯化钾溶液,有蓝色沉淀)(3).分解产物中有SO2,没有SO3(4).2(NH4)2Fe(SO4)2
Fe3O4+4SO3↑+2NH3↑+N2↑+5H2O(5).BaSO4(6).装置中的氧气参加了反应(7).3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+
【解析】
(1)①验证分解产物中含有氨气和水蒸气,为防止后面溶液干扰必须先检验水蒸气,用C中无水硫酸铜检验,再用碱石灰除去水,用含酚酞的水检验氨气,故顺序是ACBD;②氧化铁中没有二价铁,氧化亚铁和四氧化三铁中都含有亚铁离子,可使高锰酸钾褪色,故可加入适量稀硫酸使其完全溶解,向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则残留固体是Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4;
(2)①SO3遇盐酸酸化的氯化钡会产生白色沉淀,而E中没有明显现象,说明产物中没有SO3,二氧化硫能使品红褪色,F中溶液褪色,故含有二氧化硫;②据以上分析产物中含有,Fe2O3、4SO2、2NH3、N2和5H2O,故方程式为:
2(NH4)2Fe(SO4)2
Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O;(3)①步骤Ⅱ加入酸后白色沉淀不溶解,则说明白色沉淀是BaSO4;关于G中有白色沉淀产生的原因可能是②装置中的氧气参加了反应,将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,与钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀;③H中硝酸根离子将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,而自身被还原为一氧化氮,产生的硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,则发生反应的离子方程式为:
3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+。
9.氯化钴(CoCl2)工业上用作油漆干燥剂、氨气吸收剂、中性染料、干燥指示剂、陶瓷着色剂、饲料添加剂等。
回答下列问题:
(1)钴元素的常见化合价与铁元素相同。
往CoCl2溶液中加入NaOH溶液产生粉红色沉淀,露置于空气中一段时间后,沉淀变为棕褐色。
写出沉淀由粉红色变为棕褐色反应的化学方程式为_____________________________________。
(2)将CoCl2溶于浓盐酸中能形成[CoCl4]2-,溶液中存在平衡:
[Co(H2O)6]2++4Cl-
[CoCl4]2-+6H2O
T1℃时,将0.025molCoCl2·6H2O溶于50mL12mol/L浓盐酸中,再加水稀释至100mL。
溶液中
与温度T的关系如右图所示。
①Tl℃时,取10mL上述溶液稀释至l00mL,稀释后的溶液中c(Cl-)______0.6mol·L-1(填“>”“=”或“<”)。
②由图可知,上述反应的△H______0(填“>”“=”或“<”)。
③根据A点数据,计算出T1℃时上述反应的平衡常数为________(保留两位有效数字)。
(3)采用右图所示装置(Ti-Ru电极为惰性电极)电解CoCl2溶液制取钴。
Co能与强酸反应产生H2,电解过程中,CoCl2溶液的pH通常控制在3.9~4.2。
①Co沉积在_______(填“Ti-Ru”或“Ti”)电极上。
②若用CoSO4溶液代替CoCl2溶液,会使产率降低。
其原因是_____________。
③从CoCl2溶液中析出的CoCl2•6H2O产品,常含有少量K+、Na+等,在化学分析中常用EDTA滴定法检测产品的纯度。
其操作为:
称取3.0000gCoCl2•6H2O产品溶于水配成250mL溶液,取25.00mL置于锥形瓶中加入适量硫氰化钾溶液生成[Co(SCN)4]2-离子,再加入丙酮形成蓝色溶液,用0.05mol•L-lEDTA标准溶液滴定至蓝色消失,消耗24.00mL的标准溶液。
.则CoCl2•6H2O在产品中的质量分数是___________________。
(已知:
滴定原理为[Co(SCN)4]2-+H2Y2-=CoY2-+2H++4SCN-)
【答案】
(1).4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3
(2).>(3).>(4).7.7×10-4(5).Ti(6).OH-在阳极放电,使溶液的pH降低(7).0.952
【解析】
(1)钴元素的常见化合价与铁元素相同。
往CoCl2溶液中加入NaOH溶液产生粉红色沉淀Co(OH)2,露置于空气中一段时间后,沉淀Co(OH)2变为棕褐色Co(OH)3。
则沉淀由粉红色变为棕褐色反应的化学方程式为:
4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3;
(2)溶液中存在平衡:
[Co(H2O)6]2++4Cl-
[CoCl4]2-+6H2O,Tl℃时,取10mL上述溶液稀释至l00mL,则平衡向逆方向移动,n(Cl-)增大,c(Cl-)>
=0.6mol·L-1;②由图可知,随着温度的升高,
变小,则反应正向移动,则正反应为吸热反应,△H>0;③根据A点数据,设的转化率为x,由三段式得:
c(H+)=
=6.5mol/L,c(Co2+)=
=0.25mol/L;
[Co(H2O)6]2++4Cl-
[CoCl4]2-+6H2O
开始时浓度/mol/L0.25110
改变的浓度/mol/Lx4xx
平衡时浓度/mol/L0.25-x6.5-4xx
则
=
=48,解得x=0.125,K=
=7.7×10-4;(3)①电解CoCl2溶液制取钴,Ti-Ru电极为惰性电极,Ti的金属性较强,不能做为阳极,而Co应该在阴极产生,故Co沉积在Ti电极上;②若用CoSO4溶液代替CoCl2溶液,OH-在阳极放电,使溶液的pH降低,会使产率降低;③根据反应为[Co(SCN)4]2-+H2Y2-=CoY2-+2H++4SCN-,CoCl2•6H2O在产品中的质量分数是:
。
点睛:
本题考查元素化合物性质的类比推断,物质分离,盐类水解应用以及氧化还原反应方程式书写等,解题的关键是找出化学反应方程式中量的关系。
10.稀土元素的物理性质和化学性质极为相似,常见化合价为+3价。
在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能,所以稀土元素又被称为冶金工业的维生素。
其中钇(Y)元素是激光和超导的重要材料。
我国蕴藏荇着丰富的含钇矿石(Y2FeBe2Si2O10).,工业上通过如下生产流程可获得氧化钇。
已知:
①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表:
②在元素周期表中,铍元素和铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似。
请回答下列问题:
(1)写出钇矿石与氢氧化钠共熔时的化学方程式____________________________。
(2)欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。
则
①最好选用盐酸和__________两种试剂,再通过必要的操作即可实现。
a.NaOH溶液b.氨水c.CO2d.HNO3
②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式:
___________________。
(3)已知10-2.7=2×10-3、10-3.7=2×10-4,则25℃时,反应Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+
的平衡常数K=____________。
如何检验Fe3+是否沉淀完全____________(回答操作方法,不需设计所用仪器)。
(4)①写出生成草酸钇沉淀的化学方程式_________________________;
②若H2C2O4和湿润的KClO3混合加热到60℃可制得国际公认的高效含氯消毒剂ClO2,写出反应中氧化剂和氧化产物的物质的量之比_________________________。
在热水中ClO2会发生反应生成Cl2和HClO2,写出反应的化学方程式____________________。
【答案】
(1).4Y2FeBe2Si2O10+32NaOH+O2=8Y(OH)3+2Fe2O3+8Na2SiO3+8Na2BeO2+4H2O
(2).b(3).BeO22-+4H+=Be2++2H2O(4).8×10-5(5).取少量滤液,滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变为血红色,若观察不到血红色,则说明Fe3+沉淀完全(说明:
用NaOH溶液鉴别不得分)(6).2Y(OH)2(s)+2H2C2O4(aq)=Y2(C2O4)3(s)+6H2O(l)(7).1:
1(8).6ClO2+2H2O=Cl2+4HClO2+3O2(其他合理答案也给分)
【解析】
(1)根据流程图可知钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)与氢氧化钠共熔后水溶解以及过滤后的滤液和液渣成分分别为Na2SiO3、Na2BeO2、Y(OH)3、Fe2O3,则共熔时发生的化学方程式为:
4Y2FeBe2Si2O10+32NaOH+O2=8Y(OH)3+2Fe2O3+8Na2SiO3+8Na2BeO2+4H2O;
(2)周期表中,铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似。
①欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀,则根据Na2BeO2的性质和NaAlO2类比推断:
加过量的盐酸,硅酸钠反应生成硅酸沉淀,Na2BeO2则反应生成氯化铍溶液,再加入过量氨水沉淀铍离子,答案选b;②Na2BeO2与足量盐酸发生反应生成氯化铍,其反应的离子方程式为:
BeO22-+4H+=Be2++2H2O;(3)当开始沉淀时为建立水解平衡,PH=2.7,则c(H+)=10-2.7mol/L,反应Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+的平衡常数K=
=8
10-4;取少量滤液,滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变为血红色,若观察不到血红色,则说明Fe3+沉淀完全;(4)①草酸与Y(OH)2反应生成草酸钇沉淀的化学方程式为:
2Y(OH)2(s)+2H2C2O4(aq)=Y2(C2O4)3(s)+6H2O(l);②H2C2O4和KClO3混合加热到60℃可制得ClO2的反应方程式为H2C2O4+2KClO3=2ClO2+CO2+K2CO3+H2O,其中KClO3是氧化剂,CO2和K2CO3是氧化产物,则氧化剂和氧化产物的物质的量之比为1:
1;在热水中ClO2会发生反应生成Cl2和HClO2,其反应的化学方程式为6ClO2+2H2O=Cl2+4HClO2+3O2。
11.钛是一种非常优越的金属,尤其是抵抗海水腐蚀的能力很强,被称为继铁、铝之后的第三金属。
回答下列问题:
(1)基态钛原子的价电子排布式为_________________。
金属钛晶胞如图所示,晶胞参数a=b=295.08pm,c=468.55pm,α=β=90°,γ=120°。
金属钛为______堆积(填堆积方式),其中钛原子的配位数为__。
(2)现有Ti3+的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。
该配合物的配体是_________,配位数是_______。
(3)C、N、O等元素可与钛形成二元化合物。
C、N、O元素的电负性由大到小的顺序是__________。
已知:
中心原子相同时,配位原子的电负性越大,键角越小;配位原子相同时,中心原子的电负性越大,键角越大,则NF3、PF3、NH3的键角由大到小的顺序为_____________,乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高的多,原因______________。
(4)钙钛矿晶体的结构如图所示。
晶体的化学式为____________________。
晶胞中的原子可用x、y、z组成的三数组来表达它在晶胞中的位置,称为原子坐标。
已知原子坐标为A(0,0,0);B(0,,0);则Ca离子的原子坐标为__________________。
【答案】
(1).3d24s2
(2).六方最密(3).12(4).H2O、Cl-(5).6(6).O>N>C(7).NH3>NF3>PF3(8).乙二胺分子之间可以形成氢键,三甲胺分子之间不能形成氢键(9).CaTiO3(10).(,,)
【解析】
(1)Ti是22号元素,原子核外有22个电子,根据构造原理知Ti基态原子的电子排