Question

（1）在半导体工业中有这样一句行话：“从沙滩到用户”，其中所涉及的化学方程式①

 

②

 

③

 

（2）白磷（P₄）可由Ca₃（PO₄）₂，焦炭和SiO₂在一定条件下反应获得，相关热化学方程式如下：
2Ca₃（PO₄）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₁=+3359.26kJ?mol
CaO（s）+SiO₂（s）═CaSiO₃（s）△H₂=-89.61kJ?mol
2Ca₃（PO₄）₂（s）+6SiO₂（s）+10C（s）═6CaSiO₃（s）+P₄（s）+10CO（g）则△H₃=

 

　kJ?mol．
（3）下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol/L计算）

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Al3+	3.0	5.0
Fe2+	5.8	8.8

①则制备FeCO₃时，选用的加料方式是

 

（填字母），原因是

 

．
a．将FeSO₄溶液与Na₂CO₃溶液同时加入到反应容器中．
b．将FeSO₄溶液缓慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反应容器中．
c．将Na₂CO₃溶液缓慢加入到盛有FeSO₄溶液的反应容器中．
②生成的FeCO₃沉淀需经充分洗涤，检查洗涤是否完全的方法

 

．
（4）甲醛是一种非常重要）有机物原料和燃料，工业上合成甲醛在合成塔中进行，反应如下：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H═-QkJ/mol（Q＞0），温度为T时，反应的平常常数K=140．该温度下，在密闭容器中充入一定量的CO，H₂，反应一段时间后，测得容器中各物质的物质的量浓度如表所示

体系中各物质	CO	H2	CH3OH
物质的量浓度（mol/L）	0.1	0.2	0.4

此时有v（正）

 

v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）
（5）室温时，在乙酸溶液中加入一定量的乙酸钠固体，溶解后测得混合液的pH═6，则溶液中c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=

 

mol/L，若用1L 0.15mol/L的NaOH溶液充分吸收2.24L CO₂气体（标准状态），则溶液中c（CO₃^2-）

 

c（HCO₃^-）（填“大于”“小于”或“等于”）．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡建立的过程,盐类水解的应用,物质的分离、提纯的基本方法选择与应用

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）从沙滩到用户，经历了硅的冶炼和提纯；
（2）根据盖斯定律，由已知热化学方乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数并进行相应的加减，据此计算；
（3）①利用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液反应制备FeCO₃，由于Na₂CO₃溶液碱性很强，可能会生成Fe（OH）₂沉淀，为避免生成Fe（OH）₂沉淀，应将Na₂CO₃溶液缓慢加入到盛有FeSO₄溶液的反应容器中；
②判断沉淀是否洗净的方法：取最后一次洗涤的滤液，检测滤液中是否存在未洗涤干净的杂质．首先要弄清沉淀上的杂质是什么，然后再去检测里面的离子．本题中FeCO₃的制备是用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液的反应，因而沉淀表面可能会有Na₂SO₄杂质，因而应该检验最后一次洗涤滤液中是否含有SO₄^2-，即该题便转化成SO₄^2-的检验；
（4）依据浓度商和平衡常数比较分析反应进行的方向；
（5）从溶液呈电中性的角度分析；根据钠离子的守恒和碳的守恒求出反应后溶液中Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量，再根据CO₃^2-的水解程度和HCO₃^-的电离程度的相对大小来分析．

解答： 解：（1）从沙滩到用户，经历了硅的冶炼和提纯，硅的冶炼的化学方程式：SiO₂ +2C=Si+2CO↑，硅的提纯的化学方程式：Si（粗）+2Cl₂=SiCl₄ ，SiCl₄+2H₂=Si（纯）+4HCl，故答案为：SiO₂ +2C=Si+2CO↑；Si（粗）+2Cl₂=SiCl₄ ；SiCl₄+2H₂=Si（纯）+4HCl；
（2）①2Ca₃（PO₄）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₁=+3359.26 kJ?mol^-1
②CaO（s）+SiO₂（s）═CaSiO₃（s）△H₂=-89.61kJ?mol^-1
①+②×6得2Ca₃（PO₄）₂（s）+6SiO₂（s）+10C（s）═6CaSiO₃（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₃=△H₁+△H₂×6=+2821.6kJ?mol^-1，
故答案为：+2821.6；
（3）①利用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液反应制备FeCO₃，由于Na₂CO₃溶液碱性很强，可能会生成Fe（OH）₂沉淀，为避免生成Fe（OH）₂沉淀，应将Na₂CO₃溶液缓慢加入到盛有FeSO₄溶液的反应容器中；
故答案为：c；避免生成Fe（OH）₂沉淀；
②判断沉淀是否洗净的方法：取最后一次洗涤的滤液，检测滤液中是否存在未洗涤干净的杂质．首先要弄清沉淀上的杂质是什么，然后再去检测里面的离子．本题中FeCO₃的制备是用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液的反应，因而沉淀表面可能会有Na₂SO₄杂质，因而应该检验最后一次洗涤滤液中是否含有SO₄^2-，即该题便转化成SO₄^2-的检验．具体操作为：取最后一次的洗涤滤液1～2 mL 于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl₂溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净；
故答案为：取最后一次的洗涤滤液1～2 mL 于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl₂溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净；
（4）表中数据分析计算浓度商Q_C=

C(CH3OH)

C(CO)?C2(H2)

=

0.4

0.1×0．22

=100＜140，说明反应正向进行，v_正＞v_逆，故答案为：＞；
（5）CH₃COOH和CH₃COONa混合溶液中，溶液不显电性，由电荷守恒可知存在c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），pH=6，c（H⁺）=10^-6mol/L，c（OH^-）=10^-8mol/L，则溶液中c（CH₃COO^- ）-c（Na⁺）=9.9×10^-7mol/L；
设反应后溶液中Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量分别为X和Y，根据钠离子的守恒，有：2X+Y=0.15 ①
                                               根据碳原子的守恒，有：X+Y=0.1   ②
解①②可得：X=0.05mol，Y=0.05mol．根据溶液体积为1L，故C（Na₂CO₃）=0.05mol/L，C（NaHCO₃）=0.05mol/L．
在溶液中，CO₃^2-会水解：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，而且水解程度较大；
HCO₃^-既能电离又能水解：HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，而程度均较小，故可知c（HCO₃^-）大于（（CO₃^2-），
故答案为：9.9×10^-7mol/L；小于．

点评：本题考查了学生在新情境下物质的制备实验中基本的实验技能和对教材相关实验的理解的迁移能力，中档题难度偏大，掌握物质性质和实验技能是解题关键．