Question

Ⅰ.磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。

（1）磷元素的原子结构示意图是 。 

（2）磷酸钙与焦炭、石英砂混合,在电炉中加热到1 500 ℃生成白磷,反应为:

2Ca3（PO4）2+6SiO26CaSiO3+P4O10

10C+P4O10P4+10CO

每生成1 mol P4时,就有 mol电子发生转移。 

（3）硫代硫酸钠（Na2S2O3）是常用的还原剂。在维生素C（化学式C6H8O6）的水溶液中加入过量I2溶液,使维生素C完全氧化,剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定,可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为:

C6H8O6+I2C6H6O6+2H++2I-

2S2+I2S4+2I-

在一定体积的某维生素C溶液中加入a mol/L I2溶液V1 mL,充分反应后,用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2,消耗b mol/L Na2S2O3溶液V2 mL。该溶液中维生素C的物质的量是 mol。

（4）在酸性溶液中,碘酸钾（KIO3）和亚硫酸钠可发生如下反应:

2I+5S+2H+I2+5S+H2O

生成的碘可以用淀粉溶液检验,根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。

某同学设计实验如下表所示:

	0.01 mol/LKIO3酸性溶液（含淀粉）的体积/mL	0.01 mol/LNa2SO3溶液的体积/mL	H2O的体积/mL	实验温度/℃	溶液出现蓝色时所需时间/s
实验1	5	V1	35	25
实验2	5	5	40	25
实验3	5	5	V2	0

 

该实验的目的是 ;表中V2= mL。

Ⅱ.稀土元素是宝贵的战略资源,我国的蕴藏量居世界首位。

（5）铈（Ce）是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解,无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中,NH4Cl的作用是 。

（6）在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节pH≈3,Ce3+通过下列反应形成Ce（OH）4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式:

Ce3++ H2O2+ H2O Ce（OH）4↓+ 。

 

Answer 1

（1）

（2）20

（3）（或其他合理答案）

（4）探究该反应的速率与温度、亚硫酸钠溶液浓度的关系（或其他合理答案） 40

（5）分解出氯化氢气体,抑制CeCl3水解（或其他合理答案）

（6）2Ce3++1H2O2+6H2O2Ce（OH）4↓+6H+

【解析】Ⅰ.（1）P的原子序数是15,因此其原子结构示意图为。

（2）P元素的化合价由+5价降到了P4中的0价,故每生成1 mol P4转移20 mol电子。

（3）根据化学方程式可知,I2的物质的量等于硫代硫酸钠的物质的量的一半加上维生素C的物质的量,则维生素C的物质的量为:（V1·a×10-3-0.5V2·b×10-3）mol。

（4）通过分析表中的数据可知,该实验研究的是温度、浓度对反应速率的影响;由于实验1和实验2的温度相同,故实验2与实验3的溶液的浓度一定相同,即水的体积一定相同,因此V2=40（mL）。

Ⅱ.（5）由于加热时氯化铵分解放出氯化氢气体,可以抑制CeCl3的

水解。

（6）分析反应可知,Ce3+化合价升高到了Ce（OH）4中的+4价,而H2O2中O的化合价由-1价降到-2价,根据电子守恒可确定Ce3+的化学计量数是2,而H2O2的化学计量数为1,再根据电荷守恒可知缺少的物质是H+,最后根据原子守恒配平反应:2Ce3++1H2O2+6H2O2Ce（OH）4↓+6H+。