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专题02元素及其化合物的综合应用1.中学常见的几种物质之间有如图所示的转化关系部分反应条件及产物已略去已知C、D为常见的非金属气体单质常温常压,E为常见的金属单质请回答下列问题
(1)F的化学式为 ;G的名称是
(2)在反应
①中MnO2的作用是 ;反应
②中MnO2的作用是
(3)写出框图中由E生成F的化学方程式 ;再写出一个由E生成F的化学方程式
(4)检验G中是否含有H的试剂是;检验H中是否含有G的试剂是
(5)写出F和B反应的离子方程式 ;将H的溶液与E反应生成G的溶液设计成原电池,正极反应式为
(6)在化工生产中,常用二氧化锰在酸性条件下氧化亚铁离子,发生反应的离子方程式为 ;在酸性条件下,向G的溶液中滴加A,发生反应的离子方程式为 【答案】
(1)Fe3O4 氯化亚铁
(2)作催化剂 作氧化剂
(3)2O2+3FeFe3O4 3Fe+4H2OgFe3O4+4H2
(4)KSCN其他合理答案也可 K3[FeCN6]其他合理答案也可
(5)Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O Fe3++e-Fe2+
(6)MnO2+4H++2Fe2+2Fe3++Mn2++2H2O H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O3Fe+2O2Fe3O4,Fe3O4+8HCl浓FeCl2+2FeCl3+4H2O,2FeCl3+Fe3FeCl2,2FeCl2+Cl22FeCl3,MnO2+4HCl浓MnCl2+Cl2↑+2H2O,2Fe+3Cl22FeCl3
(2)在双氧水分解反应中,二氧化锰作催化剂;在实验室制氯气的反应中,二氧化锰作氧化剂
(3)Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2
(4)检验氯化亚铁中是否含有氯化铁,可用KSCN溶液或NH4SCN溶液;可用铁氰化钾溶液检验氯化铁中是否含有氯化亚铁2.金属钛Ti具有硬度大、熔点高、耐酸碱腐蚀的优点,被广泛用于航空航天、医疗卫生及日常生活中以钛铁矿主要成分为FeTiO3为主要原料冶炼金属钛的生产工艺如图所示回答下列有关问题
(1)钛铁矿精矿中加入浓硫酸除生成TiOSO4外,还生成水和另外一种硫酸盐,且反应前后Fe的化合价不变,则FeTiO3中Ti的化合价为
(2)上述流程图中加入“铁屑”的目的是 填字母A.防止Fe2+被氧化 B.与Fe3+反应C.防止Fe2+水解 D.防止Fe3+水解
(3)溶液Ⅰ经“操作a”可得固体副产品甲,则操作a的名称为 ,副产品甲的化学式是
(4)已知钛酸难溶于水,其化学式为H2TiO3则溶液Ⅱ中加入水,加热时发生的化学方程式为
(5)“操作b”为加热,则中间产品乙的化学式为
(6)一定条件下,利用气体丙与氢气可合成甲醇,该合成反应的化学方程式为 ,甲醇的电子式为 【答案】
(1)+4
(2)A
(3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 FeSO4
(4)TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4
(5)TiO2
(6)CO+2H2CH3OH
(3)操作a后得到固体副产物甲,因此该步操作为蒸发浓缩,然后冷却,使FeSO4结晶,最后过滤,得到FeSO4固体
(4)由
(1)可知溶液Ⅱ中有TiOSO4,且后续操作为过滤,故加入水发生TiOSO4的水解反应,生成H2TiO3和H2SO4
(5)H2TiO3受热分解生成水和TiO2
(6)CO与H2在一定条件下生成CH3OH;甲醇分子结构中H原子满足2电子稳定结构,C、O原子满足8电子稳定结构,故其电子式为3.Ⅰ.化合物Mg5Al3OH19H2O4可作环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分解2Mg5Al3OH19H2O427H2O↑+10MgO+3Al2O3
(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据____________
(2)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理________
(3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液,用化学方程式表示其原理_______Ⅱ.磁性材料A是由两种元素组成的化合物,某研究小组按如图流程探究其组成请回答
(1)A的组成元素为_________用元素符号表示,化学式为______
(2)溶液C可溶解铜片,例举该反应的一个实际应用____________
(3)已知化合物A能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一种气体标况下的密度为
1.518g·L−1,该气体分子的电子式为____写出该反应的离子方程式__________
(4)写出F→G反应的化学方程式_____________设计实验方案探究溶液G中的主要微粒不考虑H2O、H+、K+、I−______________【答案】Ⅰ.
(1)反应吸热降低温度,固体氧化物隔绝空气,水蒸气稀释空气
(2)Al2O3+2OH-2+H2O
(3)NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl、MgO+2HClMgCl2+H2OⅡ.
(1)S、FeFe3S4
(2)制印刷电路板
(3)Fe3S4+6H+3H2S↑+3Fe2++S
(4)H2SO3+I2+H2OH2SO4+2HI取溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有,过滤后取滤液,滴加H2O2溶液,若产生白色沉淀,则有H2SO3
(3)氯化铵溶液中铵根离子水解溶液显酸性,氧化镁溶于水解生成的酸,反应的化学方程式为NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl,MgO+2HClMgCl2+H2O;Ⅱ.C加入KSCN,D为血红色溶液,可知C为FeCl3,D为FeSCN3等,可知B为Fe2O3,且nFe2O3==
0.015mol,nFe=
0.03mol,mFe=
0.03mol×56g/mol=
1.68g,A燃烧生成的无色气体E溶液水得到酸性溶液,加入碘的KI溶液,得到无色溶液,说明碘可氧化E的水溶液,E应为SO2,F为H2SO3,G含有H2SO4和HI,可知A含有Fe、S元素,且mS=
2.96g−
1.68g=
1.28g,nS==
0.04mol,可知nFe∶nS=3∶4,应为Fe3S4
(1)由以上分析可知,A组成元素为Fe、S,为Fe3S4;
(2)铁离子具有强氧化性,可氧化铜,常用于刻饰铜线路板;
(3)化合物A能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一种气体标况下的密度为
1.518g•L−1,淡黄色不溶物为S,气体的相对分子质量为
1.518×
22.4L=34,为H2S气体,电子式为,反应的离子方程式为Fe3S4+6H+3H2S↑+3Fe2++S;4.IBr、ICl、BrF3等称之为卤素互化物,CN
2、SCN
2、OCN2等称之为拟卤素,它们的化学性质均与卤素单质相似,请回答下列问题
(1)氯化碘ICl中碘元素的化合价为_______,它与水反应的化学方程式为ICl+H2OHIO+HCl,该反应的反应类型为___________填中学常见的无机反应类型;
(2)溴化碘IBr具有强氧化性,能与Na2SO3溶液发生反应,发生反应的离子方程式为_______;
(3)
①已知某些离子的还原性强弱顺序为I−SCN−CN−Br−Cl−现将几滴KSCN溶液滴入到含少量Fe3+的溶液中,溶液立即变红,向其中逐滴滴入酸性KMnO4溶液,观察到红色逐渐褪去,请利用平衡移动原理解释这一现象_______________;
②下列物质中,也可以使该溶液红色褪去的是_________;A.新制氯水B.碘水C.SO2D.盐酸
(4)KCN为剧毒物质,处理含有KCN的废水常用的方法是在碱性条件下用NaClO溶液将CN−氧化为和一种单质气体,该反应的离子方程式为__________________;
(5)已知HCN的电离平衡常数K=
6.2×10−10,H2CO3的电离平衡常数K1=
4.5×10−7,K2=
4.7×10−11,则下列离子方程式能发生的是_________A.CN−+CO2+H2OHCN+B.2HCN+2CN−+CO2↑+H2OC.2CN−+CO2+H2OHCN+D.HCN+CN−+【答案】
(1)+1复分解反应或非氧化还原反应
(2)IBr++H2OI-+Br-++2H+
(3)
①酸性高锰酸钾将SCN-氧化,减小了SCN-的浓度,使Fe3++3SCN-FeSCN3,平衡不断向左移动,最终FeSCN3完全反应,红色消失
②AC
(4)2CN-+5ClO-+2OH-2+5Cl-+N2+H2O
(5)AD
(3)
①酸性高锰酸钾将SCN-氧化,减小了SCN-的浓度,使Fe3++3SCN-FeSCN3的平衡不断向左移动,最终FeSCN3完全反应,红色消失;
②根据还原性I−SCN−CN−Br−Cl−,A.新制氯水中的Cl2可以将SCN-氧化,C.SO2可以将Fe3+还原,故选AC
(4)在碱性条件下用NaClO溶液将CN−氧化为CO32−和一种单质气体N2,该反应的离子方程式为2CN-+5ClO-+2OH-2+5Cl-+N2+H2O;
(5)A.因为酸性H2CO3HCN,所以CN−+CO2+H2OHCN+可以发生;B.因为酸性H2CO3HCN,所以2HCN+2CN−+CO2↑+H2O不能发生;C.因为酸性HCN,所以2CN−+CO2+H2OHCN+不能发生D.因为酸性HCN,所以HCN+CN−+可以发生故选AD5.金属材料在日常生产生活中有着广泛的应用,请回答下列问题
(1)人类最早使用的合金是___________,目前使用量最大的金属是________
(2)铁和铁合金是日常生活中的常用材料,下列叙述正确的是________A.纯铁的硬度比生铁高 B.纯铁耐腐蚀性强,不易生锈C.不锈钢是铁合金,只含金属元素 D.铁在一定条件下,可与水蒸气反应E.铁在冷的浓硫酸中会钝化
(3)向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液,加热至液体呈透明的红褐色,该反应的离子方程式为__________,形成的分散系中分散质的微粒直径范围是_________
(4)向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠,有红褐色沉淀生成,如果加入的Na2O2与生成的O2的物质的量之比为3∶1,请写出发生的离子反应方程式___________________
(5)电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜,制造印刷电路板请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式_________________,向腐蚀后的废液中加入一定量的铁粉充分反应后,无固体剩余,则反应后的溶液中一定含有的离子是___________,可能含有的离子是_________如果从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液,现有下列试剂
①氯气
②铁粉
③浓硝酸
④浓盐酸
⑤烧碱
⑥浓氨水需要用到的一组试剂是_______A.
①②④B.
①③④⑥C.
②④⑤D.
①④⑥
(6)高铁酸钠Na2FeO4是一种新型净水剂高铁酸钠的制备方法之一是在碱性条件下用NaClO氧化Fe3+,请写出该反应的离子反应方程式______________
(7)有一种铁的氧化物样品,用5mol/L盐酸140mL,恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标况下
0.56L氯气,恰好使其中Fe2+全部转化成Fe3+,该氧化物的化学式是_____________【答案】
(1)青铜铁
(2)BDE
(3)Fe3++3H2OFeOH3胶体+3H+1~100nm
(4)3Na2O2+2Fe2++4H2O2FeOH3↓+O2↑+6Na++2OH−
(5)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+Fe2+、Cu2+、Cl−Fe3+A
(6)2FeOH3+3ClO−+4OH−2+3Cl−+5H2O
(7)Fe5O7
(3)向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液,加热至液体呈透明的红褐色,产生氢氧化铁胶体,该反应的离子方程式为Fe3++3H2OFeOH3胶体+3H+,形成的分散系是胶体,其中分散质的微粒直径范围是1~100nm
(4)向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠,有红褐色沉淀生成,即有氢氧化铁产生如果加入的Na2O2与生成的O2的物质的量之比为3∶1,则根据原子守恒和电子得失守恒可知发生的离子反应方程式为3Na2O2+2Fe2++4H2O2FeOH3↓+O2↑+6Na++2OH−
(5)FeCl3溶液与铜反应的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,向腐蚀后的废液中加入一定量的铁粉充分反应后,无固体剩余,说明铁只与铁离子反应,则反应后的溶液中一定含有的离子是Fe2+、Cu2+、Cl−,可能含有的离子是Fe3+如果从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液,则需要加入过量的铁置换出铜,过滤后将滤渣溶于盐酸,然后再过滤,合并后通入氯气即可得到氯化铁溶液,因此需要的试剂为
①氯气、
②铁粉、
④浓盐酸,答案选A
(6)在碱性条件下用NaClO氧化Fe3+即可生成高铁酸钠,其还原产物是氯离子,则根据电子得失守恒和原子守恒可知出该反应的离子反应方程式为2FeOH3+3ClO−+4OH−2+3Cl−+5H2O6.钨是熔点最高的金属,可用于拉制灯泡的灯丝,钨在自然界中主要以钨酸盐其中钨的化合价为+6的形式存在钨酸盐中,白钨矿和黑钨矿最具开采价值白钨矿的主要成分是CaWO4,其中含有二氧化硅和氧化铁等杂质工业冶炼钨的流程如图所示已知
①钨酸酸性很弱,难溶于水
②离子完全沉淀的pH为8,为5
③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨
(1)74W位于元素周期表中第 周期
(2)CaWO4与纯碱发生反应的化学方程式为
(3)
①调节pH可选用的试剂是 填字母A.氨水 B.氢氧化钠溶液 C.盐酸 D.碳酸钠溶液
②滤渣B的主要成分是 写化学式
(4)母液中加入盐酸发生反应的离子方程式为 检验沉淀C是否洗涤干净的操作是
(5)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,用氢气作还原剂而不用还原性碳的原因是
(6)将氢氧化钙加入钨酸钠溶液中可得到钨酸钙,已知温度为TK时,KspCaWO4=1×10-10,Ksp[CaOH2]=4×10-7,当溶液中W恰好沉淀完全离子浓度等于1×10-5mol/L时,溶液中= 【答案】
(1)6
(2)CaWO4+NaCO3Na2WO4+CaO+CO2↑
(3)
①C
②H2SiO3
(4)+2H+H2WO4↓ 取少量最后一次洗涤液于试管中,先滴入1~2滴稀硝酸,然后滴加1~2滴AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,说明沉淀已经洗涤干净;若出现白色沉淀,则表明沉淀未洗涤干净
(5)如果用碳作还原剂,混杂在金属中的碳不易除去,而且在高温下碳会和金属钨反应生成碳化钨,不易获得较纯的金属钨
(6)5×10-5
(3)本问考查元素化合物的性质分析根据题中信息
①②及CaWO4与纯碱反应的化学方程式分析可知Na2WO4溶液的碱性较强,在调节溶液pH的过程中应加酸性试剂酸性条件下先形成H2SiO3沉淀
(4)本问考查离子方程式的书写及化学实验基本操作母液的主要成分为Na2WO4,加入盐酸发生反应+2H+H2WO4↓沉淀C表面会吸附Cl-,故应先将Cl-洗去,则检验沉淀C是否洗涤干净的操作为检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-
(5)本问考查实验条件的选择根据题中信息
③即可解答
(6)本问考查难溶电解质溶度积的有关计算当溶液中恰好沉淀完全离子浓度等于1×10-5mol/L时,cCa2+===1×10-5mol/L,cOH-===
0.2mol/L,故==5×10-57.氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂,如图所示为制备粗高铁酸钾的工业流程图请回答下列问题
(1)氯化铁作净水剂的原因是结合离子方程式表述
(2)吸收剂X中溶质的化学式为 ,氧化剂Y的化学式为
(3)碱性条件下反应
①的离子方程式为
(4)过程
②将混合溶液搅拌半小时,静置,抽滤获得粗产品该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4K2FeO4+2NaOH,请根据反应原理分析该反应能发生的原因
(5)K2FeO4在水溶液中易发生反应4+10H2O4FeOH3+8OH-+3O2↑在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用 填字母A.H2O B.稀KOH溶液C.NH4Cl溶液 D.FeNO33溶液除了这种洗涤剂外,一般工业生产还要加入异丙醇作为洗涤剂,你认为选择异丙醇的原因是
(6)高铁电池是正在研制中的充电电池,具有电压稳定、放电时间长等优点以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫为原料,硫酸钾溶液为电解质,用惰性电极设计成能在高温下使用的电池,写出该电池的正极反应式
(7)可用滴定分析法测定粗K2FeO4的纯度,有关反应的离子方程式为
①+Cr+2H2O+FeOH3↓+OH-
②2+2H++H2O
③+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O现称取
1.980g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中,加入稍过量的KCrO2,充分反应后过滤,将滤液加水配制成250mL溶液每次取
25.00mL,加入稀硫酸酸化,用
0.1000mol·L-1的NH42FeSO42标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为
18.93mL则上述样品中高铁酸钾的质量分数为 【答案】
(1)Fe3++3H2OFeOH3胶体+3H+,水解产生的FeOH3胶体能够吸附杂质
(2)FeCl2 NaClO
(3)2Fe3++3ClO-+10OH-2+3Cl-+5H2O
(4)K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的,析出晶体,促进反应进行
(5)B 高铁酸钾在异丙醇中的溶解度小于其在水中的溶解度,用异丙醇洗涤有利于提高产品回收率
(6)+3e-+4SO3Fe3++4
(7)
63.1%
(4)要发生复分解反应,则必须有挥发性物质或难电离物质或难溶性物质生成,因此根据化学方程式2KOH+Na2FeO4K2FeO4+2NaOH可知,该反应之所以能发生是由于K2FeO4的溶解度较小,析出晶体,促进反应继续进行
(5)根据离子方程式4+10H2O4FeOH3+8OH-+3O2↑可知,提纯K2FeO4应该抑制该反应向右进行,所以最好的试剂是稀KOH溶液抑制水解、异丙醇减小溶解
(6)高铁酸钾得电子,作氧化剂,所以在正极反应的是,电极反应式为+3e-+4SO3Fe3++4
(7)根据反应
①②③可知 ~ 3Fe2+1mol 3moln
0.1000mol·L-1×
0.01893L解得n=
6.31×10-4mol则上述样品中高铁酸钾的质量分数为×100%=
63.1%8.铜、铁、铝是重要的金属材料,铜、铁、铝及其化合物有非常重要的用途
(1)铁元素与氯元素可形成FeCl2和FeCl3两种化合物,下列说法正确的是 填序号
①保存FeCl2溶液时,需向溶液中加入少量Fe
②FeCl2只能通过置换反应生成,FeCl3只能通过化合反应生成
③铜片、碳棒和FeCl3溶液组成原电池,电子由铜片沿导线流向碳棒
④制备AlCl
3、FeCl
3、CuCl2均能采用将溶液直接蒸干的方法
⑤含amolAlCl3的溶液和含
1.5amolNaOH的溶液,无论正滴和反滴,生成AlOH3的质量相等
(2)高铁酸钾K2FeO4是一种高效多功能水处理剂K2FeO4可以铁为电极,通过电解浓的KOH溶液来制取,写出电解法制取K2FeO4的阳极反应式
(3)黄铁矿FeS2是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料其中一个反应为3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,有3molFeS2参加反应,转移________mol电子
(4)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为________________;从腐蚀废液回收得到金属铜,还需要的试剂是__________________________
(5)工业上常用铝土矿含SiO2等杂质生产铝从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得AlOH3,需要从下列试剂中选择两种,选用的试剂组合最好是 a.NaOH溶液 b.氨水 c.CO2 d.盐酸
(6)已知25℃时Ksp[MgOH2]=
5.6×10−12,Ksp[CuOH2]=
2.2×10−20,Ksp[FeOH3]=
4.0×10−38,Ksp[AlOH3]=
1.1×10−33
①在25℃下,向浓度均为
0.1mol·L−1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀填化学式
②用MgCl
2、AlCl3的混合溶液A与过量氨水B反应,为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入________填“A”或“B”,再滴加另一反应物
③溶液中某离子物质的量浓度低于
1.0×10−5mol·L−1时,可认为已沉淀完全现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+完全沉淀时,测定cAl3+=
0.2mol·L−1此时所得沉淀中________填“还含有”或“不含有”AlOH3【答案】
(1)
①③⑤
(2)Fe+8OH−−6e−+4H2O
(3)32
(4)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ 铁粉、稀盐酸稀硫酸
(5)d b
(6)
① AlOH3
② B
③ 不含有
(2)Fe做电极,KOH为电解质溶液,故阳极反应为Fe+8OH−−6e−+4H2O
(3)3FeS2+8O26SO2+Fe3O4中,Fe、S元素的化合价升高,O元素的化合价降低,3molFeS2参加反应,由O元素的化合价变化可知,转移的电子为8mol×2×2−0=32mol
(4)氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,该离子反应为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,利用置换反应得到,过量铁粉利用盐酸或硫酸除去,则选试剂为铁粉、稀盐酸稀硫酸
(5)从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得AlOH3,先利用盐酸使Na2SiO3变为H2SiO3沉淀而NaAlO2变为Al3+,过滤除去H2SiO3,再加入氨水使Al3+转化为AlOH3沉淀不使用NaOH溶液的原因是NaOH量不好控制,AlOH3会溶于NaOH而不溶氨水故答案为db
(6)
①根据题意Ksp[CuOH2]=
2.2×10−20,Ksp[AlOH3]=
1.1×10−33对于AlCl3开始沉淀时需要的[OH−]3=Ksp[AlOH3]/[Al3+]=
1.1×10−33÷
0.1=11×10−33,[OH−]≈
2.22×10−11;对于CuCl2开始沉淀时需要的[OH−]2=Ksp[CuOH2]/[Cu2+]=
2.2×10−20÷
0.1=22×10−20,[OH−]≈
4.69×10−10,故AlOH3先沉淀
②用MgCl
2、AlCl3的混合溶液A与过量氨水B反应,由于Ksp不同为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入过量氨水B,使氢氧根足量,才能同时沉淀
③向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+完全沉淀时,[OH−]3=Ksp[FeOH3]=
4.0×10−38/
1.0×10−5=
4.0×10−33,[OH−]≈
1.59×10−11,此时QAlOH3=cAl3+×cOH−3=
0.2×
4.0×10−33=8×10−34Ksp[AlOH3]=
1.1×10−33,故所得沉淀中不含有AlOH39.[2018天津]下图中反应
①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源回答下列问题
(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外)_________________________,Mg在元素周期表中的位置_____________________,MgOH2的电子式____________________
(2)A2B的化学式为_______________反应
②的必备条件是_______________上图中可以循环使用的物质有_______________
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料_______________(写化学式)
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状MgOH2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式_______________
(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式_______________【答案】
(1)rH+rMg2+rN3–rCl–第三周期ⅡA族
(2)Mg2Si熔融,电解NH3,NH4Cl
(3)SiC
(4)2MgOH2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O
(5)CH3CH2CHO,CH3CHO和2个OH-所以电子式为
(2)根据元素守恒,A2B中就一定有Mg和Si,考虑到各自化合价Mg为+2,Si为-4,所以化学式为Mg2Si反应
②是MgCl2熔融电解得到单质Mg,所以必备条件为熔融、电解反应
①需要的是Mg2Si、NH3和NH4Cl,而后续过程又得到了NH3和NH4Cl,所以可以循环的是NH3和NH4Cl
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料,该耐磨材料一定有Si和C,考虑到课本中介绍了碳化硅的高硬度,所以该物质为SiC
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状MgOH2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,二氧化硫是酸性氧化物与氢氧化镁这样的碱应该反应得到盐(亚硫酸镁),考虑到题目要求写出得到稳定化合物的方程式,所以产物应该为硫酸镁(亚硫酸镁被空气中的氧气氧化得到),所以反应为2MgOH2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O10.[2018江苏]碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末,反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液,反应方程式为(2−x)Al2SO43+3xCaCO3+3xH2O2[(1−x)Al2SO43·xAlOH3]+3xCaSO4↓+3xCO2↑生成物(1−x)Al2SO43·xAlOH3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率
(1)制备碱式硫酸铝溶液时,维持反应温度和反应时间不变,提高x值的方法有___________________
(2)碱式硫酸铝溶液吸收SO2过程中,溶液的pH___________(填“增大”、“减小”、“不变”)
(3)通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值,测定方法如下
①取碱式硫酸铝溶液
25.00mL,加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应,静置后过滤、洗涤,干燥至恒重,得固体
2.3300g
②取碱式硫酸铝溶液
2.50mL,稀释至25mL,加入
0.1000mol·L−1EDTA标准溶液
25.00mL,调节溶液pH约为
4.2,煮沸,冷却后用
0.08000mol·L−1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗CuSO4标准溶液
20.00mL(已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1)计算(1−x)Al2SO43·xAlOH3中的x值(写出计算过程)【答案】
(1)适当增加CaCO3的量或加快搅拌速率
(2)减小
(3)25mL溶液中nSO42−=nBaSO4==
0.0100mol
2.5mL溶液中nAl3+=nEDTA−nCu2+=
0.1000mol·L−1×
25.00mL×10−3L·mL−1−
0.08000mol·L−1×
20.00mL×10−3L·mL−1=
9.000×10−4mol25mL溶液中nAl3+=
9.000×10−3mol1mol1−xAl2SO43·xAlOH3中nAl3+=2−xmol;nSO42−=31−xmol==x=
0.41
(2)碱式硫酸铝溶液吸收SO2,溶液碱性减弱,pH减小
(3)25mL溶液中n(SO42-)=n(BaSO4)==
0.0100mol
2.5mL溶液中n(Al3+)=n(EDTA)−n(Cu2+)=
0.1000mol·L−1×
25.00mL×10−3L·mL−1−
0.08000mol·L−1×
20.00mL×10−3L·mL−1=
9.000×10−4mol25mL溶液中n(Al3+)=
9.000×10−3mol1mol(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中n(Al3+)=(2-x)mol;n(SO42-)=3(1-x)mol==,解得x=
0.41点睛本题以碱式硫酸铝溶液的制备原理为背景,考查反应原理的理解、反应条件的控制和有关化学式的计算解题的关键有
①向硫酸铝溶液中加入CaCO3生成碱式硫酸铝溶液,CaCO3的作用是调节pH促进Al3+水解,同时将SO42-转化为CaSO4沉淀;
②理解溶液中的离子反应与实验滴定方法的定量计算,理清物质间的计量关系11.[2017海南]锂是最轻的活泼金属,其单质及其化合物有广泛的用途回答下列问题
(1)用碳酸锂和_______反应可制备氯化锂,工业上可由电解LiCl-KCl的熔融混合物生产金属锂,阴极上的电极反应式为__________
(2)不可使用二氧化碳灭火器扑灭因金属锂引起的火灾,其原因是__________
(3)硬脂酸锂是锂肥皂的主要成分,可作为高温润滑油和油脂的稠化剂鉴别硬脂酸锂与硬脂酸钠、硬脂酸钾可采用的实验方法和现象分别是__________
(4)LiPF6易溶于有机溶剂,常用作锂离子电池的电解质LiPF6受热易分解,其热分解产物为PF3和__________【答案】
(1)盐酸Li++e-Li
(2)金属锂在CO2仍可燃烧
(3)分别取样品进行焰色反应,锂盐焰色为深红色,钠盐焰色为黄色,钾盐焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)
(4)LiF12.[2017天津]H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,回答下列方法中的问题Ⅰ.H2S的除去方法1生物脱H2S的原理为H2S+Fe2SO43S↓+2FeSO4+H2SO44FeSO4+O2+2H2SO42Fe2SO43+2H2O
(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是______________
(2)由图3和图4判断使用硫杆菌的最佳条件为______________若反应温度过高,反应速率下降,其原因是______________方法2在一定条件下,用H2O2氧化H2S
(3)随着参加反应的nH2O2/nH2S变化,氧化产物不同当nH2O2/nH2S=4时,氧化产物的分子式为__________Ⅱ.SO2的除去方法1(双减法)用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生NaOH溶液Na2SO3溶液
(4)写出过程
①的离子方程式____________________________;CaO在水中存在如下转化CaOs+H2OlCaOH2sCa2+aq+2OH−aq从平衡移动的角度,简述过程
②NaOH再生的原理____________________________________方法2用氨水除去SO2
(5)已知25℃,NH3·H2O的Kb=
1.8×10−5,H2SO3的Ka1=
1.3×10−2,Ka2=
6.2×10−8若氨水的浓度为
2.0mol·L−1,溶液中的cOH−=_________________mol·L−1将SO2通入该氨水中,当cOH−降至
1.0×10−7mol·L−1时,溶液中的c/c=___________________【答案】
(1)降低反应活化能(或作催化剂)
(2)30℃、pH=
2.0蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)
(3)H2SO4
(4)2OH−+SO2+H2O与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成
(5)
6.0×10−
30.62
(4)过程
①是NaOH与SO2的反应,反应的离子方程式为2OH−+SO2+H2O;根据CaO在水中的转化CaOs+H2OlCaOH2sCa2+aq+2OH−aq,过程
②中Na2SO3加入CaO后,与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成
(5)根据NH3·H2O的Kb=
1.8×10−5可知,=
1.8×10−5,当氨水的浓度为
2.0mol·L−1时,溶液中的cOH−=c==
6.0×10−3mol·L−1根据H2SO3的Ka2=
6.2×10−8可知,=
6.2×10−8,当cOH−降至
1.0×10−7mol·L−1,则cH+=
1.0×10−7mol·L−1,溶液中的c/c=
0.6213.[2016·新课标II卷]某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质回答下列问题
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成
0.1mol/L的溶液在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是__________________________
(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______________________________
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入
0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是______
(4)丙组同学取10mL
0.1mol/LKI溶液,加入6mL
0.1mol/LFeCl3溶液混合分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层呈紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[FeCN6]溶液,生成蓝色沉淀
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红实验
②检验的离子是__________(填离子符号);实验
①和
③说明在I−过量的情况下,溶液中仍含有___________(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为_____________________
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为_______________________________;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成产生气泡的原因是____________________________________________;生成沉淀的原因是___________________________________(用平衡移动原理解释)【答案】
(1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl−
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)Fe2+Fe3+可逆反应
(5)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2OFe3+催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动。