【题目】某强酸性溶液X中可能含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32﹣、SO32﹣、SO42﹣、Cl﹣、NO3﹣中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)仅根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有的阳、阴离子分别是 .能证明该阴离子是否存在的简单实验操作为____ __.
(2)用离子方程表达下列反应:
①中生成气体A: .②中生成溶液H: .
(3)若②中所用氢氧化钠浓度为2mol/L,当加入l0ml时开始产生沉淀,55ml时沉淀的量达到最大值0.03mol,继续滴加沉淀的量保持不变,随后再滴加沉淀部分溶解,到60ml时沉淀的量降为0.025mol且保持不变,则原溶液中c(Fe2+)为 mol/L、c(Fe3+)为 mol/L、c(Cl﹣)为 mol/L.(若有些离子不存在,请填0mol/L)
【答案】(1)Fe3+、Cl﹣ 取少量废水试样,滴加足量的Ba(NO3)2溶液,静置,取上层清液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则存在Cl﹣,若无白色沉淀产生,则不存在 )
(2)①3Fe2++4H++NO3﹣=3Fe3++NO↑+2H2O②Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O
(3)0.15 0.1 0.4
【解析】
试题分析:强酸性溶液中一定不会存在CO32-、SO32-离子;加入过量硝酸钡生成沉淀,则该沉淀C9.32g为BaSO4,说明溶液中含有SO42-离子,根据硫酸钡的质量可以计算硫酸根离子的物质的量为=0.04mol,浓度是0.04mol÷0.1L=0.4mol/L,生成气体A,A连续氧化生成D和E,则A为NO,D为NO2,E为HNO3,说明溶液中含有还原性离子,则一定为Fe2+离子,根据NO的体积可以计算亚铁离子的量,溶液B中加入过量NaOH溶液,沉淀G只为Fe(OH)3,生成气体F,则F为NH3,112mL氨气的物质的量是0.005mol,根据氮元素守恒,溶液中含有NH4+离子物质的量是0.005mol,浓度是0.05mol/L;溶液H中通入CO2气体,生成沉淀I,则I为Al(OH)3,H为NaOH和NaAlO2,说明溶液中含有Al3+离子,再根据离子共存知识,溶液中含有Fe2+离子,则一定不含NO3-离子,含有SO42-离子就一定不含Ba2+离子,不能确定是否含有的离子Fe3+和Cl-;
(1)根据以上分析可知,溶液中不能确定的阳离子为Fe3+,溶液中不能确定的阴离子为Cl-, 可以取少量废水试样,滴加足量的Ba(NO3)2溶液,静置,取上层清液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则存在Cl﹣,若无白色沉淀产生,则不存在;
(2)①中得到的气体A是NO,Fe2+离子被氧化为Fe3+离子,NO3-离子被还原为NO气体,反应的离子方程式为:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O;
②H是偏铝酸钠溶液,铝离子与过量氢氧化钠的反应,生成偏铝酸根离子和水,离子方程式是Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;
(3)根据反应:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,得到112mL0.005molNO,Fe2+的物质的量是0.015mol,所以原溶液中c(Fe2+)=0.015mol÷0.1L=0.15mol/L,加入氢氧化钠是60ml时,沉淀的量降为0.025mol,即氢氧化铁的物质的量是0.025mol,根据铁元素守恒,所以Fe3+的物质的量是0.01mol,所以原溶液中c(Fe3+)=0.01mol÷0.1L=0.1mol/L,硫酸根离子的物质的量为=0.04mol,浓度是0.04mol÷0.1L=0.4mol/L,NH4+离子物质的量是0.005mol,浓度是0.05mol/L,Al3+的物质的量是0.005mol,浓度是0.05mol/L,根据反应:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,可知参加反应H+为0.005mol×4=0.02mol,加入氢氧化钠消耗H+为0.01L×2mol/L=0.02mol,故原溶液中H+为0.02mol+0.02mol=0.04mol,由于2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+3c(Al3+)+c(NH4+)=(2×0.15+3×0.1+3×0.05+0.05)mol/L=0.8mol/L,2c(SO42-)=0.8mol/L,原溶液中含有Cl-,根据电荷守恒,c(Cl-)=c(H+)=0.04mol÷0.1L=0.4mol/L。
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【题目】298 K时,各反应的平衡常数如下:
①N2(g)+O2(g)2NO(g),K=1×10-30;
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g),K=2×1081;
③2CO2(g)2CO(g)+O2(g),K=4×10-92
则常温下,NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向最大的是( )
A.① B.② C.③ D.无法判断
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【题目】1000 ℃时,FeO(s)+H2Fe(s)+H2O,K=0.52。欲使容器中有1.0 mol FeO被还原,反应前容器中应充入a mol H2。则a的值最接近( )
A.1.0 B.2.0
C.3.0 D.4.0
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【题目】下列离子方程式中正确的是
A.氯气溶于水中:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
B.硫酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液混合至混合液呈中性:2HSO4-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O+SO42-
C.向双氧水中加入稀硫酸和KI溶液:H2O2+2H++2I﹣=I2+2H2O
D.用铜作阳极电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+ 4H+
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【题目】有人认为在元素周期表中,位于第 IA族的氢元素,也可放在第ⅦA族,下列物质能支持这种观点的是
A. HF B. H3O+ C. NaH D. H2O2
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【题目】酒精、乙酸和葡萄糖三种溶液,只用一种试剂就能区别开来,该试剂是( )
A.金属钠 B.石蕊试液
C.新制Cu(OH)2悬浊液 D.NaHCO3溶液
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【题目】若NA代表阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.等物质的量的N2与O2中的所含分子数均为NA
B.标准状况下,5.6L CCl4含有的分子数为0.25NA
C.常温常压下,22gCO2含有的原子数为1.5NA
D.1mol/L NaOH溶液中含有的Na+的数目为NA
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【题目】化学家在探索物质结构与性质方面做出了杰出贡献,发现元素周期律并绘制第一张元素周期表的化学家是
A. 门捷列夫 B. 汤姆生 C. 卢瑟福 D. 道尔顿
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【题目】铁、铜等金属及其化合物在日常生产生活中用途非常广泛.
Ⅰ.实验室欲制备0.3mol Cu(NO3)2晶体,甲、乙两同学分别设计实验方案如下:
甲:CuCu(NO3)2 ;乙:CuCuO Cu(NO3)2
(1)从绿色化学的角度分析,___________同学的方案更合理
(2)乙同学实验时通入O2的速率不宜过大,为便于观察和控制产生O2的速率,宜选择__________装置(填字母序号)。
Ⅱ.某化学实验小组通过实验来探究一包黑色粉是否由Fe3O4、CuO组成探究过程如下:
(1)提出假设:
假设1.黑色粉末是CuO;
假设2.黑色粉末是Fe3O4;
假设3.黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物。
(2)设计探究实验:
取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中滴加KSCN试剂。
①若假设1成立,则实验现象是溶液显蓝色。
②若假设2或3成立,则实验现象是__________。
为进一步探究,继续向所得溶液加入足量铁粉,若产生_________的现象,则假设3成立。
有另一小组同学提出,若混合物中CuO含量较少,可能加入铁粉后实验现象不明显。
查阅资料:Cu2+与足量氨水反应生成深蓝色溶液,Cu2++4NH3·H2O=Cu(NH3)42++4H2O。
为探究是假设2还是假设3成立,另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后,再加入足量氨水,若假设2成立,则产生__________现象;若假设3成立,则产生________现象。
Ⅲ.由Fe3O4、FeO、CuO、Fe组成的固体混合物,在加热条件下用足量的CO还原,得到金属混合物2.86g,将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水吸收后,产生5.00g白色沉淀。固体混合物的质量是________。
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