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18.稀土元素是周期表中IIIB族钪、钇和镧系元素的总称,它们都是很活泼的金属,性质极为相似,常见化合价为+3.其中钇(Y)元素是激光和超导的重要材料.我国蕴藏着丰富的钇矿石(Y2FeBe2Si2O10),以此矿石为原料生产氧化钇(Y2O3)的主要流程如图:

已知①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如表:
开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe3+2.73.7
Y3+6.08.2
②在周期表中,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)钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)的组成用氧化物的形式可表示为Y2O3•FeO•2BeO•2SiO2
(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、b(填字母)两种试剂,再通过必要的操作即可实现.
a.NaOH溶液     b.氨水      c.CO2气     d.HNO3
②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式:BeO22-+4H+=Be2++2H2O.
(3)为使Fe3+沉淀完全,须用氨水调节pH=a,则a应控制在3.7<a<6.0的范围内;检验Fe3+是否沉淀完全的操作方法是取少量滤液,滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变为血红色,若不变血红色,则说明Fe3+完全沉淀,反之则未完全沉淀.

分析 钇矿石(Y2FeBe2Si2O10),加入氢氧化钠共熔后水溶过滤得到硅酸钠、铍酸钠溶液,沉淀为Y(OH)3和Fe2O3,加入稀盐酸溶解后加入氨水调节溶液PH在3.7<a<6.0范围沉淀铁离子,继续加入氨水调节溶液PH在8.2以上加入草酸沉淀得到草酸钇,过滤水洗煅烧得到Y2O3
(1)依据元素化合价和原子守恒书写元素的氧化物组成;
(2)①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,欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀,所以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的反应生成氯化铍溶液,再加入过量氨水沉淀铍离子;
②Na2BeO2与足量盐酸反应生成氯化铍和氯化钠溶液;
(3)依据图表中的PH数据分析判断三价铁离子完全沉淀,钇离子不沉淀的溶液PH为3.7-6.0;检验三价铁离子是否沉淀需要检验滤液中是否含有三价铁离子,结合三价铁离子检验试剂是硫氰酸钾溶液变血红色.

解答 解:(1)钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)的组成用氧化物的形式可表示为:Y2O3•FeO•2BeO•2SiO2
故答案为:Y2O3•FeO•2BeO•2SiO2
(2)①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,欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀,所以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的反应生成氯化铍溶液,再加入过量氨水沉淀铍离子,
故答案为:b;
 ②Na2BeO2与足量盐酸发生反应生成氯化铍氯化钠和水,反应的离子方程式为:BeO22-+4H+=Be2++2H2O,
故答案为:BeO22-+4H+=Be2++2H2O;
(3)三价铁离子开始沉淀到沉淀完全的PH范围为:2.7-3.7;钇离子开始沉淀和沉淀完全的PH为:6.0-8.2;所以使Fe3+沉淀完全,须用氨水调节pH=a,3.7<a<6.0;检验三价铁离子是否沉淀需要检验滤液中是否含有三价铁离子,结合三价铁离子检验试剂是硫氰酸钾溶液变血红色;取少量滤液,滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变为血红色,若不变血红色,则说明Fe3+完全沉淀,反之则未完全沉淀,
故答案为:3.7<a<6.0;取少量滤液,滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变为血红色,若不变血红色,则说明Fe3+完全沉淀,反之则未完全沉淀.

点评 本题考查了物质氧化物表示方法,元素化合物性质的类比推断,物质分离试验方法设计,离子分离和离子检验的实验操作,仔细审题,利用题干信息是解题关键,题目难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

16.黄钠铁矾[NaaFeb(SO4c(OH)d]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点.某研究小组先将某废水中Fe2+氧化为Fe3+,再加入Na2SO4使其生成黄钠铁矾而除去铁.为测定黄钠铁矾的组成,该小组进行了如下实验:
①称取12.125g样品,加盐酸完全溶解后,配成250.00mL溶液A.
②量取25.00mL溶液A,加入足量的KI,再用0.2500mol•L-1Na2S2O3溶液滴定生成的I2(反应原理为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),消耗30.00mL Na2S2O3溶液至终点.
③另取50.00mL溶液A,加入足量BaCl2溶液充分反应后,过滤,将所得沉淀洗涤、干燥后,称得其质量为2.330g.
(1)NaaFeb(SO4c(OH)d中a、b、c、d之间的代数关系式为a+3b=2c+d.
(2)通过计算确定黄钠铁矾的化学式(写出计算过程).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.某无色气体可能由CH4、NO2、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的几种气体混合而成.在恒温恒压下,将此混合气体通过过量的澄清石灰水,未见石灰水变浑浊,但混合气体的总体积减小;将剩余气体导出后,在氧气中能点燃,燃烧产物不能使无水CuSO4粉末变蓝色,则原混合气体(  )
A.一定不含CH4和H2,可能含有NO2和NH3
B.一定含有CO,可能含HCl和CO2
C.只含有CO和HCl
D.一定含CO和HCl,可能含CO2

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.尿素是蛋白质代谢的产物,也是重要的化学肥料.工业合成尿素反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(g)
(1)在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生上述反应合成尿素,恒定温度下混合气体中的氨气含量如图所示.
A点的正反应速率v(CO2)>B点的逆反应速率v(CO2)  (填“>”、“<”或“=”);
氨气的平衡转化率为75%.
(2)氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物.将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡:2NH3(g)+CO2(g)═NH2COONH4(s)
将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃)15.020.025.030.035.0
平衡气体总浓度 (10-3mol/L)2.43.44.86.89.4
①关于上述反应的焓变、熵变说法正确的是A.
A.△H<0,△S<0B.△H>0,△S<0    C.△H>0,△S>0D.△H<0,△S>0
 ②关于上述反应的平衡状态下列说法正确的是C
A.分离出少量的氨基甲酸铵,反应物的转化率将增大
B.平衡时降低体系温度,CO2的体积分数下降
C.NH3的转化率始终等于CO2的转化率
D.加入有效的催化剂能够提高氨基甲酸铵的产率
(3)化学家正在研究尿素动力燃料电池,尿液也能发电!用这种电池直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水又能发电.尿素燃料电池结构如图所示,写出该电池的负极反应式:CO(NH22+H2O-6e-=CO2+N2+6H+

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

13.今年,雾霾阴影笼罩全国.二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成成分,综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容.
(1)汽车尾气中的 NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂的条件下可净化.发生的反应如下:2NO(g)+2CO(g)═2CO2 (g)+N2(g)
①已知:N2(g)+O2 (g)═2NO(g)△H=+180.0kJ/mol.部分化学键的键能如下(键能指气态原子形成1mol化学键释放的最小能量)
 化学键 O═O C≡O C═O
 键能(kJ/mol) 497 1072 803
则反应:2NO(g)+2CO(g)═2CO2 (g)+N2 (g)△H=-751.0 kJ/mol
②若上述反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,并在t1时刻达到平衡状态,则下列示意图1不符合题意的是C(填选项序号).(图中ω、M、v 分别表示质量分数、混合气体平均相对分子质量、正反应速率)

(2)尾气中的SO2可先催化氧化生成SO3,再合成硫酸.已知:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)△H=-196.0kJ/mol.
①在一定温度的密闭容器中,SO2的转化率随时间的变化关系如图2所示:
则A点的v(SO2 )小于(填大于、小于或等于)B点的 v(SO2).
②在某温度时,向10L的密闭容器中加入4.0molSO2和10.0molO2,反应达到平衡,改变下列条件,再次达到平衡时,能使O2的新平衡浓度和原来平衡浓度相同的是BC(填选项序号).
A.在其他条件不变时,减小容器的容积
B.保持温度和容器内压强不变,再充入2.0mol SO2和5.0mol O2
C.保持温度和容器体积不变,再充入SO2和SO3,使之浓度扩大为原来的两倍
(3)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3 制成燃料电池,其原理如图3所示.
该电池在工作过程中NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是一种氧化物,可循环使用.石墨Ⅱ是电池的正极,石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为NO2+NO3--e-=N2O5.相同条件下,消耗的O2和NO2的体积比为1:4.
(4)尾气中氮氧化物(NO和NO2)也可用尿素[CO(NH22]溶液除去,反应生成对大气无污染的气体.1mol 尿素能吸收工业尾气中氮氧化物(假设 NO、NO2体积比为 1:1)的质量为76g.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

3.铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.将铬铁矿和碳酸钠混合充分焙烧.
Ⅱ.焙烧后的固体加水浸取,分离得到溶液A和固体A.
Ⅲ.向溶液A中加入醋酸调pH约7~8,分离得到溶液B和固体B.
Ⅳ.再向溶液B中继续加醋酸酸化,使溶液pH小于5.
Ⅴ.向上述溶液中加入氯化钾,得到重铬酸钾晶体.
(1)Ⅰ中焙烧发生的反应如下,配平并填写空缺:
4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑;
②Na2CO3+Al2O3═2NaAlO2+CO2↑.
(2)固体A中主要含有Fe2O3、MgO(填写化学式).
(3)已知重铬酸钾溶液中存在如下平衡:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O.Ⅳ中调节溶液pH<5时,其目的是由于存在反应平衡2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O,加入酸,氢离子浓度增大,平衡右移,作用是使CrO42-转化为Cr2O72-
(4)Ⅴ中发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl,已知如表数据
物质KClNaClK2Cr2O7Na2Cr2O7
溶解度
(g/100g水)
0℃2835.74.7163
40℃40.136.426.3215
80℃51.33873376
①该反应能发生的理由是温度对氯化钠的溶解度影响小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,利用复分解反应在低温下可以得到重铬酸钾.
②获得K2Cr2O7晶体的操作有多步组成,依次是:加入KCl固体、加热蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体.
(5)Ⅲ中固体B中主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析固体B中氢氧化铝含量的方法是:称取n g样品,加入过量氢氧化钠溶液(填写试剂名称)、溶解、过滤、再通入过量的CO2、…灼烧、冷却、称量,得干燥固体m g.计算样品中氢氧化铝的质量分数为$\frac{26m}{17n}$ (用含m、n的代数式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.已知阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是(  )
①标准状况下,22.4LCHCl3中含有的氧原子数目为3NA
②14g乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3NA
③0.1mol/L的氢氧化钠溶液中含钠离子数为0.1NA
④1molNaHSO4晶体中含有的离子总数为3NA
⑤标准状况下,NO和O2 各11.2L混合,所得混合气体的分子总数为0.75NA
⑥1L 1mol/L FeCl3完全水解生成NA个胶体粒子
⑦101kPa4℃时18mL水和202kPa27℃时32g O2所含分子数均为NA
⑧常温常压下,4.9L的CO、O2、CO2混合气体含分子数共0.2NA个.
A.只有①③⑦B.除①⑧外C.除⑥外D.只有②⑦⑧

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.某实验需要95mL1mol/L的稀硫酸溶液,现用98%的浓硫酸(密度为1.84g/cm3)进行配置,该实验中,按使用仪器先后顺序排列正确的是(  )
①100mL量筒 ②10mL量筒 ③50mL烧杯 ④托盘天平 ⑤100m容量瓶⑥95mL容量瓶 ⑦胶头滴管 ⑧玻璃棒.
A.②③⑧⑤⑦B.③②⑧①⑤⑦C.④⑤⑧⑥⑦①D.①③⑧⑤⑦

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.常温下,将200mLpH=a的CuSO4和K2SO4的混合溶液用石墨电极电解一段时间,测得溶液的pH变为b(溶液体积的变化忽略不计),在整个电解过程中始终发现只有一个电极有气体产生.下列说法错误的是(  )
A.若使电解质溶液恢复到电解前的浓度可向溶液中加入9.8×(10-b-10一a)g Cu(OH)2
B.b<a<7
C.阳极产生的气体是O2,其体积(标准状况下)为:1.12×(10-b-10-a)L
D.阴极电极反应式为:Cu2++2e-=Cu

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