广东省2023年高考化学模拟题汇编-45物质的检测
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一、单选题
1.(2023·广东肇庆·高要一中校考二模)某无色溶液中可能含有Na+、K+、Fe3+、Cu2+、SO、SO、CO、Cl-、Br-中的若干种,依次进行下列实验,观察到的现象记录如下。
①pH试纸检验,溶液的pH>7
②取少量原溶液,向溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成
③另取少量原溶液,向溶液中滴加足量氯水,无气体产生,再加入CCl4振荡,静置后CCl4层呈橙色,用分液漏斗分液
④向分液后的水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和HNO3溶液,有白色沉淀产生,过滤
⑤在滤液中加入AgNO3和HNO3的混合溶液,有白色沉淀产生
则关于原溶液的判断中不正确的是
A.肯定存在的离子是Na+、K+、SO、Br-
B.肯定不存在的离子是Fe3+、Cu2+、SO、CO
C.无法确定原溶液中是否存在Cl-
D.若步骤④改用BaCl2溶液和盐酸的混合溶液,对溶液中离子的判断也无影响
2.(2023·广东肇庆·高要一中校考二模)在允许加热的前提下,只用一种试剂不能鉴别对应溶液的是
A.用Ba(OH)2溶液鉴别NH4Cl、(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4
B.用FeCl3溶液鉴别NaI、Ba(OH)2、Na2S、NaHCO3
C.用NaOH溶液鉴别MgCl2、FeCl2、Al2(SO4)3、(NH4)2SO4
D.用红色石蕊试纸鉴别Na2SO3、浓HNO3、NaHCO3、氯水
3.(2023·广东汕头·统考一模)化学实验源于生活。下列实验方案设计、现象与结论均正确的是
选项
目的
方案设计
现象与结论
A
检验食盐中是否含碘元素
向某食盐溶液中滴加淀粉溶液
溶液颜色不变,说明该食盐属于无碘盐
B
检验火柴头中是否含有氯元素
将几根未燃过的火柴头浸入水中,稍后取少量溶液于试管中,加入稀、溶液
若有白色沉淀产生,|说明火柴头中含有氯元素
C
检验菠菜中的铁元素
取少量菠菜叶剪碎研磨后加水搅拌,取上层清液于试管中,加入稀硝酸后再加入溶液
若溶液变红,说明菠菜中含有铁元素
D
检验鸡皮中是否含有脂肪
取一小块鸡皮于表面皿上,将几滴浓硝酸滴到鸡皮上
一段时间后鸡皮变黄,说明鸡皮中含有脂肪
A.A B.B C.C D.D
4.(2023·广东·深圳市光明区高级中学校联考模拟预测)实验室中利用硫化亚铁和硫化锌混合物进行如图实验(忽略在水中的溶解)。下列说法错误的是。
A.“4.5g固体”一定是铁锌混合物 B.“溶液2”中的溶质只有
C.混合物中硫元素的质量分数约为38% D.反应②能生成标准状况下
5.(2023·广东广州·广州市第二中学校考模拟预测)对于某些离子的检验及结论中一定正确的是
A.加入稀盐酸产生无色无味气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,则一定有CO32-
B.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,则一定有SO42-
C.分别含有Mg2+、Cu2+和Na+的三种盐酸盐溶液,用NaOH溶液就能一次鉴别开
D.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸,白色沉淀消失,一定有Ba2+
二、实验题
6.(2023·广东广州·统考二模)已知为可逆反应,某小组设计实验测定该反应平衡常数并探究影响化学平衡移动的因素。
(1)配制溶液和溶液。
基态核外电子排布式为_______,实验中所需的玻璃仪器有容量瓶、量筒和_______。(从下图中选择,写出名称)
(2)常温下,测定该反应的平衡常数K。
资料卡片
ⅰ.;
ⅱ.为9~l1.5条件下和磺基水杨酸生成稳定的黄色络合物,可以通过测定吸光度得知其浓度。
将溶液与溶液等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色,过滤得澄清滤液。(忽略反应引起的溶液体积变化)
①甲同学通过测定滤液中浓度测得K。取滤液,用标准溶液滴定滤液中,至滴定终点时消耗标准溶液。滴定终点的现象为_______,反应的平衡常数_______。(用含、、V的计算式表示)
②乙同学通过测定滤液中浓度测得K。取滤液,加入磺基水杨酸溶液,加入为9~11.5的缓冲溶液,测定吸光度。测得溶液中浓度为,则的平衡常数_______。(用含c的计算式表示)
(3)该小组进一步研究常温下稀释对该平衡移动方向的影响。
用溶液和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,测定平衡时浓度,记录数据。
序号
Ⅰ
10
10
Ⅱ
2
a
b
_______,_______。和存在的关系是_______(用含和的不等式表示),该关系可以作为判断稀释对该平衡移动方向影响的证据。
7.(2023·广东江门·校联考模拟预测)炭粉、CO、H2均可作为实验室还原CuO的还原剂,实验小组对CuO的还原反应及还原产物组成进行探究。
查阅资料:PdCl2溶液能吸收CO,生成黑色Pd沉淀、一种氢化物和一种氧化物。
回答下列问题:
(1)铜元素的焰色试验呈绿色,下列三种波长为橙、黄、绿色对应的波长,则铜元素的焰色对应的波长为_______。
A.577~492nm B.597~577 nm C.622~597 nm
(2)基态Cu原子的核外电子的空间运动状态有_______种。
(3)小组同学用如图所示装置探究炭粉与CuO反应的产物。
①实验结束后,打开开关K通氮气,其目的是_______。
②试剂X的作用为_______。
③若气体产物中含有CO,则观察到的现象为_______,其中反应的化学方程式为_______。
(4)某小组同学为测定炭粉还原CuO后固体混合物(仅有C和Cu2O两种杂质)中单质Cu的质量分数,设计如下实验:准确称取反应管中残留固体8.000g,溶于足量稀硝酸(恰好使固体溶解达到最大值),过滤、洗涤、干燥,所得沉淀的质量为0.160g;将洗涤液与滤液合并,配成500mL溶液;量取所配溶液25.00mL,加入适当过量的KI溶液;以淀粉为指示剂,用0.5000mol/L标准溶液滴定,达到滴定终点时,消耗标准溶液的体积为12.00mL。已知:2Cu2++5I-=2CuI+,+2=+3I-。
①还原后固体混合物中单质Cu的质量分数为_______%。
②若CuI吸附部分,会导致所测Cu单质的质量分数_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
8.(2023·广东惠州·统考三模)五氧化二氮(N2O5)是有机合成中常用的绿色硝化剂。N2O5常温下为白色固体,可溶于CH2Cl2等氯代烃溶剂,微溶于水且与水反应生成强酸,高于室温时不稳定。
(1)某化学兴趣小组设计臭氧(O3)氧化法制备N2O5,反应原理为。实验装置如图,回答下列问题:
①装置C的名称_______,装置D的作用是_______;装置E的作用是_______。
②写出装置A中发生反应的化学方程式_______。
③实验时,将装置C浸入_______(填“热水”或“冰水”)中,打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后C中液体变为红棕色。关闭分液漏斗的活塞,打开活塞K,通过臭氧发生器向装置C中通入含有臭氧的氧气。
(2)判断C中反应已结束的简单方法是_______。
(3)用滴定法测定N2O5粗产品中N2O4的含量。取2.0 g粗产品,加入20.00 mL0.1250 mol⋅L-1酸性高锰酸钾溶液。充分反应后,用0.1000 mol⋅L-1H2O2溶液滴定剩余的高锰酸钾,达到滴定终点时,消耗H2O2溶液17.50mL。(已知:H2O2与HNO3不反应且不考虑其分解)
①产品中N2O4与KMnO4发生反应的离子方程式为_______。
②判断滴定终点的方法是_______。
③产品中N2O4的质量分数为_______。
三、工业流程题
9.(2023·广东·统考一模)利用转炉烟尘(主要成分:CuO、ZnO、PbO、Sb4O6、As2O5)制备硫酸铜联产硫酸锌以及聚合硫酸铁的工艺流程如图:
已知:
①酸浸后As元素以H3AsO4形式存在;
②常温下,Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20;
③聚合硫酸铁盐基度[聚合硫酸铁中×100%]越大,絮凝效果越好。
回答下列问题:
(1)“酸浸渣”所含金属化合物是_____(填化学式)。常温下,调节“酸浸液”pH为_____(保留两位有效数字)时,溶液中c(Cu2+)=0.01mol/L。
(2)生成Ca3(AsO4)2·Ca(OH)2的化学方程式为_____。
(3)在一定温度下,将NaClO3加入“浓缩液”中可制取聚合硫酸铁[Fe2(OH)x(SO4)y]m。
①x和y的关系应满足:y=_____(用含x的式子表示)。
②“滤液3”中H2SO4的加入量对盐基度的影响如图所示,当n(H2SO4):n(FeSO4)>0.35时,产品的盐基度减小,其原因是_____。
(4)①“萃余液”经_____、_____、过滤、洗涤,得到ZnSO4·7H2O晶体。
②加热ZnSO4·7H2O固体,固体质量保留百分数与温度的关系如图所示。将ZnSO4·7H2O(M=287g/mol)加热到145℃时得到ZnSO4·xH2O,其中x的值为_____;温度为1050℃时,ZnSO4固体完全分解为ZnO以及两种气体(只有一种是氧化物),该反应的化学方程式为_____。
10.(2023·广东广州·广东实验中学校考模拟预测)三氯化六氨合钻[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工原料。利用含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3的工艺流程如图所示:
已知:①“酸浸”过滤后的滤液中含有Co2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等。
②Ksp[Co(OH)2]=1×10-14.2、Ksp[Co(OH)3]=1×10-43.7、Ksp[Fe(OH)3]=1×10-37.4、Ksp[Al(OH)3]=1×10-32.9。溶液中金属离子物质的量浓度低于1.0×10-5 mol/L时,可认为沉淀完全。
③Co2+还原性较弱,但[Co(NH3)6]2+具有较强还原性。
回答下列问题:
(1)Co位于元素周期表_______,基态Co2+价层电子的电子排布图为_______。
(2)写出除杂过程中NaClO3参与反应的化学方程式_______。
(3)“除杂”过程中加Na2CO3调节pH后会生成两种沉淀,同时得到含c(Co2+)=0.1 mol/L的滤液,调节pH的范围为_______。
(4)下列说法错误的是_______。
A.制备[Co(NH3)6]3+时,“混合”过程中加入NH4C1的作用是抑制NH3·H2O的电离,防止生成Co(OH)2沉淀,同时参与反应提供
B.稳定常数是指中心原子(或离子)与配体发生反应形成配合物的平衡常数,用K稳表示,K稳值越大,表示生成的配合物越稳定。[Co(NH3)6]2+的K稳值比[Co(NH3)6]3+小
C.“氧化”过程后分离提纯时,将反应后的混合物趁热过滤,待滤液冷却后加入适量浓盐酸的目的是:增大c(Cl-),降低[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度,有利于其结晶析出
D.为了得到较大颗粒的[Co(NH3)6]Cl3晶体,可采取的措施是将滤液快速冷却
(5)含量测定。通过碘量法可测定产品中的钻元素的含量。称取0.10 g产品加入稍过暈的NaOH溶液并加热,将Co完全转化为难溶的Co(OH)3,过滤洗涤后将滤渣完全溶于硫酸中,向所得的溶液中加入过量的KI和2~3滴淀粉溶液,再用0.010 mol/L的Na2S2O3溶液滴定(反应原理:Co3++I-→Co2++I2、I2+→I-+),达到滴定终点时消耗Na2S2O3溶液24.00 mL,以下说法正确的是_______。
A.装有Na2S2O3溶液的酸式滴定管装液前要先检漏、蒸馏水洗、标准液润洗
B.滴定时要适当控制滴定速度,边滴边摇动锥形瓶(接近终点时改为滴加半滴Na2S2O3溶液),直到溶液颜色从无色变为蓝色,达到滴定终点
C.平行滴定时,须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
(6)计算产品中钴元素的含量为_______。(答案保留三位有效数字)
11.(2023·广东·深圳市光明区高级中学校联考模拟预测)碲化镉玻璃中主要含有CdTe(其中含有少量Fe、Ni、Mg、Si、O等元素组成的化合物),工业上利用废弃碲化镉(CdTe)玻璃回收其中金属的工艺流程如下。
已知:①常温时,有关物质的如下表。
②当溶液中离子浓度小于时,可认为沉淀完全。
回答下列问题:
(1)在“焙烧”时为提高效率可采用的措施有_______(答出一条即可)。写出“浸渣”的工业用途:_______。
(2)实验室中,“操作A”需要的玻璃仪器有_______。“高温尾气”中的在水溶液中可用将其还原为Te单质,写出该反应的化学方程式:_______。
(3)“氧化除铁”步骤中可以先调节pH为5,然后再加入,则此时被氧化的离子方程式为_______。
(4)测得“滤液I”中浓度为,取1L滤液,则至少加入_______g固体才能使沉淀完全。
(5)取1吨含碲化镉80%的废弃玻璃,最终回收得到0.64吨,则硫酸镉的回收率为_______(保留三位有效数字)。
参考答案:
1.A
【分析】因为溶液无色,所以溶液中一定不存在:Fe3+、Cu2+,
①pH试纸检验,溶液的pH>7,证明溶液显示碱性,根据电荷守恒可知,溶液中一定含有钠离子或是钾离子中的至少一种;
②取少量原溶液,向溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成,则一定不存在SO;
③另取少量原溶液,向溶液中滴加足量氯水,无气体产生,则一定不含CO,可能含有SO,亚硫酸根能被氯水氧化为硫酸根离子,再加入CCl4振荡,静置后CCl4层呈橙色,则为溴水的颜色,一定含有Br-;
④向分液后的水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和HNO3溶液,有白色沉淀产生,可以证明硫酸根离子的存在,即亚硫酸根被氧化生成的硫酸根离子,溶液中一定存在SO;
⑤在滤液中加入AgNO3和HNO3的混合溶液有白色沉淀产生,即为氯化银沉淀,但是在③中加入的氯水中含有氯离子,不能确定是否存在待测离子中的氯离子。
【详解】A.由分析可知,液中一定含有钠离子或是钾离子中的至少一种,一定存在SO、Br-,故A错误;
B.由分析可知,溶液中肯定不存在的离子是Fe3+、Cu2+、SO、CO,故B正确;
C.由分析可知,无法确定原溶液中是否存在Cl-,故C正确;
D.若步骤④用BaCl2溶液和盐酸的混合溶液,则硫酸根离子会和BaCl2溶液反应生成难溶物质硫酸钡,但是硫酸根一定是步骤③中亚硫酸根离子被氧化来的,此时对溶液中离子的判断无影响,故D正确;
故选A。
2.D
【详解】A.NH4Cl、(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4溶液分别与Ba(OH)2 溶液反应,现象依次为:刺激性气味的气体、刺激性气体和白色沉淀、不反应、白色沉淀,现象不同,能鉴别,故A正确;
B.NaI、Ba(OH)2、Na2S、NaHCO3溶液分别与FeCl3溶液反应,现象依次为:溶液黄色消失变为棕褐色、生成白色沉淀最终变成红褐色、生成黄色沉淀、生成红褐色沉淀,现象不同,能鉴别,故B正确;
C.MgCl2、FeCl2、Al2(SO4)3、(NH4)2SO4溶液分别与NaOH溶液反应,现象依次为:白色沉淀、生成白色沉淀最终变成红褐色、先生成白色沉淀后溶解、刺激性气体,现象不同,能鉴别,故C正确;
D.Na2SO3溶液和NaHCO3溶液都是碱性的,不能用红色石蕊试纸鉴别,故D错误;
故选D。
3.C
【详解】A.食盐中所加碘一般为碘酸钾,碘酸钾遇淀粉不变蓝色,因此实验设计不合理,故A错误;
B.火柴头中的氯元素在氯酸钾中存在,氯酸钾溶于水不能直接电离出氯离子,加硝酸酸化的硝酸银不能生成氯化银白色沉淀,故B错误;
C.加硝酸后再加KSCN溶液变红,说明溶液中存在,从而可说明菠菜中含有铁元素,故C正确;
D.加浓硝酸鸡皮变黄,是蛋白质的性质,不能证明脂肪存在,故D错误;
故选:C。
4.C
【分析】本题如果将FeS和ZnS设出未知数,根据已知量列方程组可以求算,但计算量较大,我们也可以根据选项进行讨论来进行,以此解题。
【详解】A.4.5g固体分两种情况,可能全为Fe,也可能是Fe与Zn的混合物;假设全为Fe,,根据Fe守恒则,n(Fe)= n(FeS)=0.08mol,则m(FeS)=n×M=0.08mol×88g/mol=7.04g,而题目中FeS与ZnS混合物质量为6.9g,故第一种假设不正确,即“4.5g固体”一定是铁锌混合物,A正确;
B.4.5g固体中含有Zn,则溶液中无FeCl2和HCl,“溶液2”中溶质只有ZnCl2,B正确;
C.设混合物FeS与ZnS中,硫元素的质量分数为38%,而FeS中硫的含量为,ZnS中硫的含量为,二者混合物中硫的含量应该在33%~36%之间,不可能为38%,C错误;
D.生成,H守恒n(HCl)=0.05mol,n(HCl)总=0.2mol,Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑,Zn总量为0.1mol(),该反应消耗的Zn为0.025mol,D正确;
故选C。
5.C
【详解】试题分析:A、加入稀盐酸产生无色气体,将气体通澄清石灰水中,溶液变浑浊,该气体为二氧化碳,原溶液中可能含CO32-、HCO3‾,故A错误;B、加入氯化钡有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,该沉淀可能为硫酸钡或氯化银,原溶液中不一定存在SO42-,可能含有银离子,故B错误;C、分别滴加NaOH溶液,生成蓝色沉淀的原溶液含Cu2+,生成白色沉淀的原溶液含Mg2+,无明显现象的原溶液含Na+,故C正确;D、加入碳酸钠溶液产生的白色沉淀,可能是碳酸钙或者碳酸钡,再加盐酸白色沉淀消失,可能有Ba2+或者Ca2+,故D错误。
考点:本题考查离子的检验。
6.(1) 1s22s22p63s23p63d6 烧杯、玻璃棒、胶头滴管
(2) 最后一滴标准液加入后,溶液变红色,且半分钟内不褪色
(3) 2 16 >5
【分析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;
滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录,锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【详解】(1)铁为26号元素,失去2个电子得到亚铁离子,基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6;配制一定浓度的溶液,实验中所需的玻璃仪器有容量瓶、量筒和烧杯、玻璃棒、胶头滴管;
(2)①铁离子和KSCN溶液反应溶液变红色,故滴定终点的现象为:最后一滴标准液加入后,溶液变红色,且半分钟内不褪色;
溶液与溶液等体积混合,亚铁离子过量,银离子完全反应,,反应后;根据,可知滤液中,故反应的平衡常数;
②溶液与溶液等体积混合后银离子、亚铁离子的初始浓度分别为、,,反应后生成浓度为,则反应后银离子、亚铁离子的浓度分别为、,则反应的平衡常数;
(3)研究常温下稀释对该平衡移动方向的影响,用溶液和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,测定平衡时浓度,则实验中变量为、溶液的浓度,故实验中a=2,b=10+10-2-2=16;溶液稀释后平衡向离子浓度增大的方向移动,故平衡逆向移动,和关系为>,故>5。
7.(1)A
(2)15
(3) 将生成的气体赶出,使其被装置C、D吸收 检验是否有CO2生成 装置D中产生黑色沉淀 PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl
(4) 80 偏小
【详解】(1)红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的波长逐渐减小,则绿色对应的辐射波长为577~492mm。故答案为:A;
(2)基态Cu原子的核外电子排布为:,核外电子分布在15个原子轨道中,空间运动状态有15种,故答案为:15;
(3)①通入氮气的目的是将生成的气体排出,使其被装置C、D充分吸收。
②为判断反应是否发生,需检验产物CO2的存在,所以试剂X为澄清石灰水,作用为检验是否有CO2生成。③试剂Y为PdCl2溶液,它能将CO氧化为,同时自身被还原为黑色的Pd,所以若气体产物中含有CO,则观察到的现象为装置D中产生黑色沉淀,其中反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl。故答案为:将生成的气体赶出,使其被装置C、D吸收;检验是否有CO2生成;装置D中产生黑色沉淀;PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl;
(4)①加入稀硝酸后,铜及铜的氧化物都发生溶解,则0.16g固体为过量的炭的质量,从而得出含铜元素物质的质量为8.000g-0.160g=7.84g;由反应可建立如下关系式Cu2+~,则样品中含铜元素的质量为7.68g,由此计算可得7.84g固体中氧元素的质量为0.16g,氧元素的物质的量为0.01mol,则Cu2O的物质的量为0.01mol,质量为1.44g,铜单质的质量为7.84g-1.44g=6.4,还原后固体混合物中单质Cu的质量分数为80%。
②若CuI吸附部分I-,会导致所用Na2S2O3标准溶液的体积偏小,铜元素的质量偏小,产品中氧元素的含量偏大,Cu2O的含量偏高,Cu单质的含量偏小,所测Cu单质的质量分数偏小。
故答案为:80%;偏小;
8.(1) 三颈烧瓶 安全瓶,防止倒吸 防止空气中的水蒸气进入C中 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 冰水
(2)红棕色褪去
(3) 5N2O4+2+2H2O=2Mn2++10+4H+ 溶液的紫红色恰好褪去,且半分钟内不恢复原色 20.7%
【分析】装置A中Cu和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水;装置B中装有无水氯化钙可以干燥NO2,在密闭系统中存在可逆反应:2NO2N2O4,装置C中发生的反应为N2O4+O3=N2O5+O2,N2O5常温下为白色固体,可溶于CH2Cl2等氯代烃溶剂,故二氯甲烷的作用为溶解反应物NO2、充分混合反应物使其反应更加充分、溶解生成物N2O5;装置D是安全瓶,可以防止倒吸现象的发生;N2O5微溶于水且与水反应生成强酸,则装置E是为了防止空气中的水蒸气进入C中。
【详解】(1)①根据装置图可知装置C名称是三颈烧瓶;
装置D的作用是安全瓶,可以防止倒吸现象的发生;
装置E的作用是干燥,以防止空气中的水蒸气进入C中;
②在装置A中Cu与浓硝酸混合发生氧化还原反应产生硝酸铜、二氧化氮和水,发生反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
③由于N2O5在高于室温时对热不稳定,所以实验时,将装置C浸入冰水中,打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后C中液体变为红棕色。关闭分液漏斗的活塞,打开活塞K,通过臭氧发生器向装置C中通入含有臭氧的氧气;
(2)装置C中,NO2溶于CH2Cl2,使溶液变为红棕色,故当红棕色褪去可推断C中反应已结束;
(3)①N2O4与酸性KMnO4溶液反应生成硝酸锰和硝酸,该反应的离子方程式为:5N2O4+2+2H2O=2Mn2++10+4H+;
②酸性KMnO4溶液呈紫红色,用H2O2溶液滴定被还原为无色的Mn2+,故判断滴定终点的方法是:滴入最后一滴0.1000 mol/LH2O2标准溶液时,锥形瓶中溶液的紫红色恰好褪去,且半分钟内不恢复原色,说明滴定达到终点;
③KMnO4的总物质的量为n(KMnO4)总=c·V=0.1250 mol/L×0.020 L=2.5×10-3 mol,根据电子守恒可知H2O2与KMnO4反应的比例关系为:5H2O2~2KMnO4,剩余KMnO4物质的量为n(KMnO4)剩=n(H2O2)=×0.1000 mol/L×0.0175 L=7.0×10-4 mol;所以与N2O4反应的KMnO4物质的量为n(KMnO4)=2.5×10-3 mol -7.0×10-4 mol =1.8×10-3 mol,由反应方程式5N2O4+2+2H2O=2Mn2++10+4H+,可得关系式:5N2O4~ 2KMnO4,n(N2O4) = n(KMnO4)=×1.8×10- 3 mol=4.5×10- 3 mol,则N2O4的质量m(N2O4)=n·M=4.5×10- 3 mol ×92 g/ mol=0.414 g,故产品中N2O4的质量分数为。
9.(1) PbSO4 5.0
(2)
(3) y=3-0.5x H2SO4的加入会抑制铁离子的水解
(4) 蒸发浓缩 冷却结晶 1
【分析】转炉烟尘加入硫酸酸浸,Cu、Zn、Sb转化为硫酸盐,As转化为H3AsO4,铅生成硫酸铅沉淀成为酸浸渣;滤液加入氢氧化钙调节pH,As、Sb转化为沉淀,过滤滤液2加入铜萃取剂萃取分液,水相处理得到硫酸锌,有机相加入硫酸蒸馏分离得到硫酸铜溶液,加入铁生成铜和硫酸亚铁,过滤滤液3加入硫酸酸化后浓缩,浓缩液加入氧化剂NaClO3制取聚合硫酸铁;
【详解】(1)由分析可知,“酸浸渣”所含金属化合物是PbSO4。常温下,Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20,溶液中c(Cu2+)=0.01mol/L时,,则pOH=9.0,此时调节“酸浸液”pH为5.0;
(2)酸浸中H3AsO4和加入的氢氧化钙浊液石灰乳生成Ca3(AsO4)2·Ca(OH)2,反应为;
(3)①根据化合价代数和为零可知,2×(+3)+x×(-1)+y×(-2)=0,则y=3-0.5x;
②铁离子水解生成氢离子,硫酸为强酸会电离出氢离子;“滤液3”中H2SO4的加入会抑制铁离子的水解,导致产品的盐基度减小;
(4)①“萃余液”经蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤,得到ZnSO4·7H2O晶体。
②假设初始ZnSO4·7H2O为1mol,质量为287g,ZnSO4·7H2O中ZnSO4质量为161g;加热到145℃时得到ZnSO4·xH2O,固体质量为287g×62.4%=179g,则结晶水的物质的量为,故其中x的值为1;
温度为1050℃时,ZnSO4固体完全分解为ZnO以及两种气体(只有一种是氧化物),根据元素守恒可知,生成氧化物气体为二氧化硫,硫元素化合价降低,则氧元素化合价升高生成氧气,故该反应的化学方程式为。
10.(1) 第4周期第Ⅷ族
(2)NaClO3 + 6FeCl2 + 6HCl = NaCl + 6 FeCl3 + 3H2O
(3)4.7~7.4
(4)D
(5)C
(6)14.2%
【分析】以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3:用盐酸溶解废料,过滤出滤渣,得到含Co2+、Fe2+、Al3+的酸性滤液,向滤液中加入适量的NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,再加Na2CO3调pH,沉淀Al3+、Fe3+为Fe(OH)3和Al(OH)3,过滤得滤渣[主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3]和滤液,向含有Co2+的溶液中加入活性炭和NH4Cl溶液得到CoCl2·6H2O,再依次加入氨水和H2O2,发生反应依次为:CoCl2+6NH3·H2O=[Co(NH3)6]Cl2+6H2O;H2O2+2[Co(NH3)6]Cl2+2NH4Cl=2[Co(NH3)6]Cl3 +2NH3↑+2H2O,再将溶液在HCl氛围下蒸发浓缩、冷却结晶、减压过滤得到产品,据此分析解题。
【详解】(1)Co为27号元素,位于元素周期表第4周期第Ⅷ族,基态Co2+的价层电子排布式为3d7,基态Co2+价层电子的电子排布图为: 。
(2)向滤液中加入适量的NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,除杂过程中NaClO3参与反应的化学方程式:NaClO3 + 6FeCl2 + 6HCl = NaCl + 6 FeCl3 + 3H2O。
(3)“除杂”过程中加Na2CO3调pH后会生成两种沉淀,即使Fe3+和Al3+完全沉淀,而Co2+不产生沉淀,由题干信息、可知Ksp[Fe(OH)3]
B.稳定常数是指中心原子(或离子)与配体发生反应形成配合物的平衡常数,用K稳表示,K稳值越大,表示生成的配合物越稳定。由于带电量[Co(NH3)6]2+<[Co(NH3)6]3+,[Co(NH3)6]2+的K稳值比[Co(NH3)6]3+小,故B正确;
C.由分析可知,将反应后的混合物趁热过滤,待滤液冷却后加入适量浓盐酸,过滤、洗涤、干燥,得到[Co(NH3)6]Cl3晶体。该过程中加入浓盐酸的目的是增大c(Cl-),降低[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度,有利于其结晶析出,故C正确;
D.若快速冷却,不易形成晶形完整的晶体,故D错误;
故选D。
(5)A.溶液呈碱性,应该用碱式滴定管,故A错误;
B.滴定前溶液中发生反应:,向所得的溶液中2~3滴淀粉溶液,溶液呈蓝色,滴定过程中发生反应,滴定完全时I2完全转化为I-,蓝色褪去,滴定时要适当控制滴定速度,接近终点时改加半滴溶液,溶液颜色从蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原来颜色,达到滴定终点,故B错误;
C.平行滴定时,须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下,故C正确;
故选C。
(6)由题意可知:2Co3+~I2~2,n(Co3+)=n()=0.01mol/L×0.024L=2.4×10-4mol,m(Co3+)=2.4×10-4mol×59g/mol=0.01416g,w(Co3+)==14.2%。
11.(1) 粉碎(其他合理答案也给分) 光导纤维(或冶炼硅)
(2) 分液漏斗、烧杯
(3)
(4)1.85g
(5)92.3%
【详解】(1)焙烧时将矿物粉碎可增大与氧气的接触面积,提高效率;浸渣的主要成分为,工业上可用作光导纤维,也可用于冶炼硅;
(2)操作A是萃取分液操作,用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯;根据信息在水溶液中被还原为Te单质,则被氧化为,由此可写出反应的化学方程式为;
(3)在pH=5时,溶液仍然呈酸性,但根据的溶度积可以计算出在pH=5时已经完全沉淀,根据化合价升降相等和原子守恒可以配平写出离子方程式;
(4)1L含的滤液加入时反应的离子方程式为,生成0.01mol沉淀,此时溶液中,根据的溶度积可计算出此时溶液中,沉淀中有,所以加入的固体为0.05mol,质量为1.85g;
(5)根据原子守恒找出关系式进行计算:,理论可制得的质量为吨,所以的回收率为。
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