【题目】某无色溶液100mL,其中可能含Fe3+、Al3+、Na+、Mg2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32-、SO42-等离子中的几种,为分析其成分,取此溶液分别进行了四个实验,其操作和有关现象如图所示。
请回答下列问题:
(1)焰色反应是_____(填“物理”或“化学”)变化;实验③中产生的无色无味气体是_____(填化学式)。
(2)原溶液中一定存在的离子有_____,一定不存在的离子有_____(写化学式)。
(3)若溶液中K+物质的量为0.04mol,则c(Na+)=_____。
【答案】物理 O2 Na+、Mg2+、Al3+、SO42- Fe3+、Cu2+、CO32-、NH4+ 0.6mol/L
【解析】
溶液焰色反应呈黄色,说明溶液中含有Na+离子,溶液呈无色,则一定不含有色离子:Fe3+、Cu2+,加入氯化钡和盐酸后生成白色沉淀,由于溶液中没有Ag+离子,则生成沉淀为BaSO4,溶液中含有SO42-离子,逐滴加入过量NaOH溶液有白色沉淀,则溶液中含有Mg2+离子,判断一定无CO32-,图象分析可知,实验中生成白色沉淀的量与加入NaOH的量的先增大后减小,则说明溶液中含有Al3+离子,加入过氧化钠产生的是无色无味的气体,可以判定一定没有NH4+,可以推断一定含有Mg2+、Na+、Al3+,由于Mg2+和CO32-不能共存,所以一定没有CO32-,不能判断溶液中是否含有K+,据此进行解答。
(1)焰色反应是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应,焰色反应是物理变化;实验③是过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,则产生的无色无味气体是O2;
(2)根据以上分析,原溶液中一定存在的离子有Al3+、Na+、Mg2+、SO42-,一定不存在的离子有Fe3+、Cu2+、CO32-、NH4+;
(3)依据图形变化可知,Mg2+物质的量为0.1mol,Al3+物质的量为0.1mol,SO42-离子物质的量等于硫酸钡沉淀物质的量==0.3mol,溶液体积为100mL,若溶液中K+物质的量为0.04mol,依据电荷守恒计算c(K+)+c(Na+)+3c(Al3+)+2c(Mg2+)=2c(SO42-),c(Na+)=2×3mol/L-0.4mol/L-3×1mol/L-2×1mol/L=0.6mol/L。
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【题目】氮及其化合物对环境具有显著影响。
(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+68 kJ/mol
则 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=__________ kJ/mol
(2)对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程如下:
第一步:2NO(g)N2O2(g)(快速平衡)
第二步:N2O2(g)+O2(g) 2NO(g)(慢反应)
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:υ正=k1 正·c2(NO),υ 逆=k1 逆·c(N2O2),k1正、k1 逆为速率常数,仅受温度影响。下列叙述正确的是__________
A. 整个反应的速率由第一步反应速率决定
B. 同一温度下,平衡时第一步反应的越大,反应正向程度越大
C. 第二步反应速率慢,因而平衡转化率也低
D. 第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高
(3)在密闭容器中充入一定量的CO和NO气体,发生反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H<0,图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系:
①温度:T1__________T2(填“>”、“<”或“=”)。
②若在D点对反应容器升温,同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的__________点(填字母)。
③某研究小组探究该反应中催化剂对脱氮率(即NO转化率)的影响。将相同量的NO和CO 以一定的流速分别通过催化剂a和b,相同时间内测定尾气,a结果如图中曲线I所示。已知:催化效率 b>a;b的活性温度约450℃。在图中画出b所对应的曲线(从300℃开始画) _______。
(4)在汽车的排气管上加装催化转化装置可减少NOx的排放。研究表明,NOx的脱除率除与还原剂、催化剂相关外,还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。以La0.8A0.2BCoO3+X(A、B 均为过渡元素)为催化剂,用H2还原NO的机理如下:
第一阶段:B4+(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)
第二阶段:I . NO(g)+□→NO(a)
II . 2NO(a)→2N(a)+O2(g) III. 2N(a)→N2(g)+2□
IV. 2NO(a)→N2(g)+2O(a) V. 2O(a)→O2(g)+2□
注:□表示催化剂表面的氧缺位,g表示气态,a表示吸附态
第一阶段用氢气还原 B4+得到低价态的金属离子越多,第二阶段反应的速率越快,原因是________。
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【题目】在10mL pH=4的盐酸中加水,稀释到100mL时,溶液pH为______;若加水稀释到1000mL时,溶液pH为________;若加水稀释到10000L时,溶液pH________
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【题目】12.0g某液态有机化合物A完全燃烧后,生成14.4g H2O和26.4g CO2。测得有机化合物A的蒸气对H2的相对密度是30,求:
(1)有机物A的分子式_______________________。(写出计算过程)
(2)用如图所示装置测定有机物A的分子结构,实验数据如下(实验数据均已换算为标准状况):a mL(密度为ρ g/cm3)的有机物A与足量钠完全反应后,量筒液面读数为b mL,若1mol A分子中有x mol氢原子能跟金属钠反应,则x的计算式为____________(可以不化简,写出计算过程)。
(3)已知该有机物能够与金属钠或钾发生反应,并对有机物进行核磁共振操作,发现核磁共振氢谱图上有三组吸收峰,且峰面积之比为6:1:1,请写出该物质的结构简式:_________。
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【题目】下列离子方程式书写正确的是( )
A.碘化亚铁中通入过量氯气:2Fe2++2I-+2Cl2=2Fe3++I2+4Cl-
B.明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO42-恰好完全沉淀:2Ba2++3OH-+Al3++2SO42-=2BaSO4↓+Al(OH)3↓
C.1molL﹣1的NaAlO2溶液和2.5molL﹣1的HCl溶液等体积互相均匀混合:2AlO2﹣+5H+=Al3++Al(OH)3↓+H2O
D.用铜作电极电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
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【题目】有一种锂电池,用金属锂和石墨作电极材料,电解质溶液是由四氯铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯()中而形成的,电池总反应方程式为:8Li+3SOCl2===6LiCl+Li2SO3+2S,下列叙述中正确的是( )
A. 电解质溶液中混入水,对电池反应无影响
B. 金属锂作电池的正极,石墨作电池的负极
C. 电池工作过程中,亚硫酰氯(SOCl2)被还原为Li2SO3
D. 电池工作过程中,金属锂提供的电子与正极区析出的硫的物质的量之比为4∶1
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【题目】已知298K时,Ksp(NiS)=1.0×10-21,Ksp(NiCO3)=1.0×10-7;p(Ni)=-lgc(Ni2+),p(B)=-lgc(S2-)或-lgc(CO32-)。在含物质的量浓度相同的Na2S和Na2CO3的混合溶液中滴加Ni(NO3)2溶液产生两种沉淀,溶液中阳离子、阴离子浓度关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.常温下NiCO3的溶解度大于NiS的溶解度
B.向d点对应的溶液中加入对应阴离子的钠盐,d点向b点移动
C.对于曲线Ⅰ,在b点加热,b点向c点移动
D.P为3.5且对应的阴离子是CO32-
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【题目】Ⅰ.据报道,我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。
(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式,除部分氧化外还有以下二种:
水蒸气重整:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+205.9kJ·mol-1 ①
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1 ②
二氧化碳重整:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH3 ③
则反应 ①自发进行的条件是________________,ΔH3 =_____________kJ·mol-1。
Ⅱ.氮的固定一直是科学家研究的重要课题,合成氨则是人工固氮比较成熟的技术,其原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时,平衡后混合物中氨的体积分数(φ)如下图所示。
①其中,p1、p2和p3由大到小的顺序是________,其原因是_________________。
②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(N2)______ vB(N2)(填“>”“<”或“=”)
③若在250℃、p1为105Pa条件下,反应达到平衡时容器的体积为1L,则该条件下B点N2的分压p(N2)为_________Pa (分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)。
Ⅲ.以连二硫酸根(S2O42-)为媒介,使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示:
①阴极区的电极反应式为_____________________________。
②NO吸收转化后的主要产物为NH4+,若通电时电路中转移了0.3mole-,则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为_______mL。
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【题目】一定温度下可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达平衡的标志是( )
A.v正(N2)=v逆(N2)B.v正(N2)=3v正(H2)
C.v正(H2)=3v逆(NH3)D.N2、H2、NH3的体积比为1:3:2
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