【创新设计】2015届高考化学二轮复习 滚动加练3 常见无机物及其综合应用
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滚动加练 化学基本理论综合应用1.(2013·重庆理综,11)化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
(1)催化反硝化法中,H 2能将NO -3还原为N 2。
25 ℃时,反应进行10 min ,溶液的pH 由7变为12。
①N 2的结构式为___________________。
②上述反应的离子方程式为_____________________,其平均反应速率v (NO -3)为________ mol·L -1·min -1。
③还原过程中可生成中间产物NO -2,写出3种促进NO -2水解的方法_______________。
(2)电化学降解NO -3的原理如图所示。
①电源正极为__________(填A 或B),阴极反应式为____________ ②若电解过程中转移了2 mol 电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm 左- Δm 右)为__________克。
解析 (1)2NO -3+5H 2=====催化剂N 2+2OH -+4H 2O当pH 由7变为12时,生成c (OH -)=10-2 mol·L -1所以v (NO -3)=v (OH -)=10-2 mol·L -1-10-7 mol·L -110 min ≈10-2 mol·L -110 min=10-3 mol·L -1·min -1根据NO -2+H 2OHNO 2+OH -,促进水解,应使平衡向右移动,根据影响因素,可采取加热、加H +或加水。
(2)阴极:2NO -3+6H 2O +10e -===N 2↑+12OH - 阳极:10OH --10e -===5H 2O +52O 2↑在阳极区生成的H +通过质子交换膜到达阴极区,所以,当电子过程中转移10 mol e -时,Δm 左=52 mol ×32 g·mol -1+10 g =90 gΔm 右=28 g -10 g =18 g所以当转移2 mol e -时,膜两侧电解液的质量变化差为90 g -18 g 5=14.4 g 。
滚动加练2 化学基本理论综合应用1.(2014·苏北三市一调)氢气是清洁的能源,也是重要的化工原料。
(1)以H2为原料制取氨气进而合成CO(NH2)2的反应如下:N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-12NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s)ΔH=-159.47 kJ·mol-1NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(I)ΔH=+72.49 kJ·mol-1则N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的热化学方程式为____________________________________________________________。
(2)已知叠氮酸(HN3)不稳定,同时也能与活泼金属反应,反应方程式为:2HN3===3N2↑+H2↑2HN3+Zn===Zn(N3)2+H2↑2 mol HN3与过量Zn完全反应,在标准状况下生成67.2 L气体,其中N2的物质的量为__________________。
(3)用丙烷和水为原料在电催化下制氢气,同时得到一种含有三元环的环氧化合物A,则该反应的化学方程式为_______________________________。
该反应也可生成A的同分异构体——另一种环氧化合物B,B的核磁共振氢谱为下图(1)中__________________(填“a”或“b”)。
图(1)(4)已知H2S高温热分解制H2的反应为H2S(g) H2(g)+1/2S2(g)。
在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S的分解实验:图(2)以H 2S 的起始浓度均为c mol·L -1测定H 2S 的转化率,结果如上图(2)所示。
图中a 曲线为H 2S 的平衡转化率与温度的关系曲线,b 曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H 2S 的转化率。
高中化学学习材料(灿若寒星**整理制作)滚动测试卷(二)(测试范围:专题五至专题九)第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(每小题3分,共48分)1.镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低等特点。
一般研究的镁燃料电池可分为镁-空气燃料电池、镁-海水燃料电池、镁-过氧化氢燃料电池和镁-次氯酸盐燃料电池。
其中,镁-次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示,下列有关说法不正确的是()A.放电过程中OH-移向正极B.电池的总反应式为Mg+ClO-+H2O===Mg(OH)2↓+Cl-C.镁燃料电池中镁均为负极,发生氧化反应D.镁-过氧化氢燃料电池,酸性电解质中正极反应式为H2O2+2H++2e-===2H2O解析:本题以镁燃料电池为背景考查了原电池原理、不同条件下电极反应式的书写。
镁燃料电池,镁作负极,失电子,产物由电解质溶液决定,若为酸性溶液,生成Mg2+,若为碱性溶液,生成Mg(OH)2。
ClO-在正极反应,由图可知有Cl-和OH-生成:ClO-+H2O+2e-===Cl-+2OH-,OH-向负极移动,生成Mg(OH)2。
答案:A2.某化学兴趣小组同学受“铝-空气-海水电池”的启发,在老师的指导下用丢弃的易拉罐(铝合金)、家庭常用的漂白水、食盐、氢氧化钠(化学药品店常见试剂)、石墨电极(从废旧干电池中获得)等原料制作了一个原电池。
电池的总反应方程式为2Al+3ClO-+2OH-===3Cl -+2AlO-2+H2O。
下列说法不正确的是()A.该电池的负极反应式为:2Al+8OH--6e-===2AlO-2+4H2OB.该电极的正极反应式为:3ClO-+3H2O+6e-===3Cl-+6OH -C.外电路中电子从石墨电极流向易拉罐D.当有0.1 mol Al完全溶解时,流经外电路的电子个数约为1.806×1023解析:根据题目信息,Al作负极失去电子产生Al3+,生成的Al3+和溶液中的OH-反应生成AlO-2和水,故A选项正确;原电池的总反应方程式减去负极反应式可以得到正极反应式,B正确;该原电池中易拉罐作负极,外电路中电子从易拉罐流向石墨电极,C选项错误;0.1 mol Al完全溶解时,失去电子的物质的量是0.3 mol,流经外电路的电子个数约为1.806×1023,D选项正确。
滚动加练3 常见无机物及其综合应用1.(2014·重庆调研)汽车安全气囊是行车安全的重要保障。
当车辆发生碰撞的瞬间,安全装置通电点火使其中的固体粉末分解释放出大量的氮气形成气囊,从而保护司机及乘客免受伤害。
为研究安全气囊工作的化学原理,取安全装置中的固体粉末进行实验。
经组成分析,确定该粉末仅含Na、Fe、N、O四种元素。
水溶性实验表明,固体粉末部分溶解。
经检测,可溶物为化合物甲;不溶物为红棕色固体,可溶于盐酸。
取13.0 g化合物甲,加热使其完全分解,生成氮气和单质乙,生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72 L。
单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质。
化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。
请回答下列问题:(1)甲的化学式为________,丙的电子式为________。
(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐,则反应的化学方程式为_________________。
(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为________,安全气囊中红棕色粉末的作用是_________。
(4)以下物质中,有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是________。
A.KCl B.KNO3C.Na2S D.CuO(5)设计一个实验方案,探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物)______________ _。
解析本题以汽车安全气囊为载体,主要考查常见单质及其化合物的相互转化关系。
题目体现了能力立意,侧重考查考生的推理能力和运用所学知识综合解决实际问题的能力。
(1)粉末由两种物质混合而成,且仅含Na、Fe、N、O四种元素,所以难溶性红棕色物质应是Fe2O3。
甲分解得到氮气和单质乙,则甲中只有两种元素,必定为N和Na。
n(N2)=6.72 L22.4 L·mol-1=0.3 mol,m(N2)=0.3 mol×28 g·mol-1=8.4 g,则n(Na)=13.0 g-8.4 g23 g·mol-1=0.2 mol,因此Na与N元素的物质的量之比:0.2mol ∶0.6 mol =1∶3,因此化合物甲为NaN 3。
九、无机物及综合应用1.(2013·高考山东卷) 足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )A .氢氧化钠溶液B .稀硫酸C .盐酸D .稀硝酸解析:选A 。
NaOH 溶液、稀硫酸、盐酸与金属铝反应时,存在关系:2Al ~2NaOH,2Al ~3H 2SO 4,2Al ~6HCl ,因此等物质的量的Al 与上述物质反应时,消耗NaOH 的物质的量最少。
Al 与稀硝酸反应,生成硝酸铝、NO 和H 2O ,得不到H 2。
2.(2013·高考广东卷)下列措施不合理的是( )A .用SO 2漂白纸浆和草帽辫B .用硫酸清洗锅炉中的水垢C .高温下用焦炭还原SiO 2制取粗硅D .用Na 2S 作沉淀剂,除去废水中的Cu 2+和Hg 2+解析:选B 。
充分运用物质的性质进行分析。
A 项,SO 2具有漂白性,可以用于漂白纸浆和草帽辫;B 项,水垢的主要成分为CaCO 3和Mg(OH)2,硫酸与CaCO 3反应产生的CaSO 4微溶于水,会覆盖在CaCO 3表面,阻止反应继续进行;C 项,高温下C 和SiO 2反应生成Si 和CO ,可以用于制取粗硅;D 项,Cu 2+、Hg 2+能与S 2-形成CuS 、HgS 沉淀。
3.(2013·高考江苏卷)下列有关物质性质的应用正确的是( )A .液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂B .二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸C .生石灰能与水反应,可用来干燥氯气D .氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝解析:选A 。
依据物质的性质分析其具体用途。
液氨汽化时吸收大量的热,可使周围环境温度降低,可用作制冷剂,A 对。
石英的主要成分为SiO 2,而SiO 2可与氢氟酸反应生成SiF 4和H 2O ,不能用石英器皿盛放氢氟酸,B 错。
生石灰只能用于干燥中性或碱性气体,不能用于干燥Cl 2,C 错。
AlCl 3为共价化合物,熔融AlCl 3不导电,工业上常用电解熔融Al 2O 3的方法冶炼铝,D 错。
专题三 一、选择题 1.(2014·北京市海淀区第二学期期末)下列说法不正确的是( ) A.利用植物油的加成反应可以制得人造黄油 B.75%的酒精可使蛋白质变性从而起到消毒作用 C.纤维素在人体内可水解成葡萄糖,供人体组织的营养需要 D.可用和HCHO 为原料合成 解析:植物油中含有碳碳不饱和键,与氢气加成得到人造黄油,A项正确;医用酒精可使蛋白质发生变性,从而起到消毒的作用,B项正确;人体中没有水解纤维素的酶,所以纤维素在人体中的作用主要是加强肠胃蠕动,不提供人体需要的营养素,C项错误;对甲基苯酚和甲醛经过缩聚反应即可得所需高分子化合物,D项正确。
答案:C 点拨:本题考查化学与生活。
难度中等。
2.(2014·东北三省四市第二次联考)分子式为C10H12O2的有机物满足以下两个条件:①苯环上有两个取代基;②能与NaHCO3溶液反应产生气体,则符合条件的有机物的同分异构体共有( ) A.6种 B.9种 C.12种 D.15种 解析:根据题干要求,该有机物含有羧基,两个取代基的组合可能是①—COOH、—CH2CH2CH3;②—COOH、—CH(CH3)2;③—CH2COOH、—CH2CH3;④—CH2CH2COOH、—CH3;⑤—CH(CH3)COOH、—CH3。
再考虑苯环上二元取代有邻、间、对三种情况,共有5×3=15种。
答案:D 点拨:本题考查同分异构体的数目判断及推理能力。
难度中等。
3.(2014·沈阳市质检(二))下列变化所发生的反应,属于取代反应的是( ) ①由苯制环己烷 ②乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 ③由乙醇制乙醛 ④由苯制硝基苯 ⑤在浓硫酸存在下,乙醇和乙酸混合液共热 ⑥用银做催化剂由乙烯制取环氧乙烷 A.①② B.③④ C.④⑤ D.⑤⑥ 解析:①由苯制取环己烷是加成反应;②乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生氧化还原反应;③由乙醇制乙醛是催化氧化反应;④由苯制硝基苯是发生取代反应;⑤在浓硫酸作用下,乙酸和乙醇混合加热,无论生成乙酸乙酯还是乙醚都属于取代反应;⑥由乙烯制环氧乙烷是加氧的氧化反应。
专题三 一、选择题 1.(2014·山东潍坊联考)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示,下列判断正确的是( ) A.在0~a范围内,只发生中和反应 B.ab段发生反应的离子方程式为CO+2H+===CO2↑+H2O C.a=0.3 D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为12 解析:本题考查了NaOH、Na2CO3与稀盐酸的反应,意在考查考生正确分析图像的能力。
在0~a范围内,先发生中和反应,后发生CO与H+生成HCO的反应,A项错误;ab段发生反应的离子方程式为HCO+H+===H2O+CO2↑,B项错误;因a~0.4范围内发生的反应是H++HCO===CO2↑+H2O,n(CO2)=0.01 mol,n(H+)=n(CO2)=0.01 mol,所以a=0.3,C项正确;由碳元素守恒可知溶液中,n(CO)=n(CO2)=0.01 mol,在0~a范围内,生成0.01 mol HCO消耗0.1 L稀盐酸,故NaOH消耗稀盐酸的体积为0.2 L,n(OH-)=0.2 L×0.1 mol·L-1=0.02 mol,因此原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为21,D项错误。
答案:C 2.(2014·重庆联合测试)某同学胃部不适,医生诊断后让其服用胃舒平[主要成分Al(OH)3],该同学在服药期间不宜食用的食品是( ) A.松花皮蛋 B.醋 C.面条 D.稀饭 解析:本题考查化学知识在生活中的实际应用,意在考查考生理论联系实际的能力该同学服用胃舒平的主要目的是中和体内的胃酸,而醋具有酸性,能与服用的胃舒平反应,故服药期间不宜食用醋。
答案:B 3.(2014·江苏南京一模)下列各组物质中,满足表中图示物质在通常条件下能一步转化的组合只有( ) 序号XYZW①CuCuSO4Cu(OH)2CuO②NaNaOHNa2CO3NaCl③Cl2Ca(ClO)2HClOHCl④FeFeCl3FeCl2Fe(OH)2A.①②③ B.①③④ C.②③ D.①②④ 解析:本题考查了元素单质及其化合物的转化规律,意在考查考生的理解能力及应用能力。
阶段滚动练二1.(2015·辽宁沈阳检测,4)“结构决定性质”,关于下列几种物质的说法中错误的是( )A.由12C和13C组成的C60是纯净物B.C60、纳米碳管和石墨烯互为同位素C.C60、纳米碳管和石墨烯中只存在共价键D.石墨烯能导电,其导电过程是物理变化2.(2015·山东青岛期末,2)2013年2月,俄罗斯境内有大量陨石坠落,该陨石的金属铁含量约为10%,此外还有橄榄石(Fe2SiO4)、亚硫酸钾等化学成分。
下列有关说法正确的是( )A.橄榄石属于硅酸盐B.该陨石具有耐酸碱的特性C.亚硫酸钾属于弱电解质D.橄榄石中铁为+3价3.(2015·辽宁大连一次质检,3)下列物质的分类结果全部正确的是( )A.SiO2——酸性氧化物Na2O2——碱性氧化物Al2O3——两性氧化物B.水玻璃——混合物冰水混合物——纯净物HT——单质C.火碱——碱石炭酸——羧酸小苏打——酸式盐D.王水——强电解质硫酸钡——强电解质醋酸——弱电解质4.(2014·福建福州期末,7)属于非氧化还原反应的是( )A.分解反应 B.复分解反应C.吸热反应 D.银镜反应5.(2015·广东深圳一次调研,5)下列应用不涉及氧化还原反应的是( )A .Na 2O 2用作呼吸面具的供氧剂B .工业上电解熔融状态的Al 2O 3制备AlC .工业上利用合成氨实现人工固氮D .实验室用NH 4Cl 和Ca(OH)2制备NH 36.(2014·乌鲁木齐一次诊断,10)下列叙述正确的是( )A .溶液和胶体的本质区别是有无丁达尔效应B .玻璃、水泥和光导纤维的主要成分都是硅酸盐C .NaCl 和NH 4Cl 中所含化学键种类相同D .熵增大的自发反应,可能是吸热反应7.(2014·甘肃一次诊断,9)若阿伏加德罗常数的值为6.02×1023,则下列叙述正确的是( )A .标准状况下,2.24 L 戊烷中含有2.048×1023个碳碳单键B .100 mL 1 mol/L 的Na 2CO 3溶液中含有6.02×1022个CO 2-3C .1 mol 氨气与1 mol NH +4中所含电子数均为6.02×1024D .将3.9 g Na 2O 2放入足量的水中,反应时转移6.02×1022个电子8.(2015·山东济南期末,4)下列有关叙述中,正确的是( )A .单质溶于水的过程中一定存在氧化还原反应B .Na 2O 2是离子化合物,该物质中含有共价键C .氧化还原反应中的反应物若不是氧化剂则必然是还原剂D .在化学反应中,氧化剂中的各元素都一定被氧化9.(2014·北京东城区期末,6)解释下列事实的反应方程式正确的是( )A .氨气遇氯化氢时产生白烟:NH 3+HCl===NH 4ClB .铜与浓硫酸共热产生气体:Cu +H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4+H 2↑C .铁钉在潮湿的空气中很快就被腐蚀:Fe -3e -===Fe 3+D .纯碱溶液能清洗油污:CO 2-3+2H 2O H 2CO 3+2OH -10.(2015·河南郑州期末,7)下列各组离子或分子在溶液中能大量共存的是( )A .C 2H 5OH 、H +、Cr 2O 2-7、SO 2-4B .NH +4、Na +、NO -3、I -C .Na +、Cl 2、CO 2-3、S 2O 2-3D .Ag +、Na +、S 2-、NO -311.(2015·上海长宁区期末,5)氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂。
滚动加练3 常见无机物及其综合应用1.0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。
请回答下列问题:(1)试确定200 ℃时固体物质的化学式______________(要求写出推断过程)。
(2)取270 ℃所得的样品,于570 ℃下灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________。
把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该晶体的化学式为____________,其存在的最高温度是________。
(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物,该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________。
(4)在0.10 mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,常温下,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=________ mol·L-1{K sp[Cu(OH)2]=2.2×10-20}。
若在0.1 mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是________ mol·L-1。
解析本题主要考查考生的读图能力、分析能力以及运用已有知识解决未知问题的能力。
(1)0.80 g CuSO4·5H2O的物质的量是0.003 2 mol,加热到200 ℃时,固体质量为0.57g 。
滚动加练3 常见无机物及其综合应用1.0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。
请回答下列问题:(1)试确定200 ℃时固体物质的化学式______________(要求写出推断过程)。
(2)取270 ℃所得的样品,于570 ℃下灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________。
把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该晶体的化学式为____________,其存在的最高温度是________。
(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物,该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________。
(4)在0.10 mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,常温下,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=________ mol·L-1{K sp[Cu(OH)2]=2.2×10-20}。
若在0.1 mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是________ mol·L-1。
解析本题主要考查考生的读图能力、分析能力以及运用已有知识解决未知问题的能力。
(1)0.80 g CuSO4·5H2O的物质的量是0.003 2 mol,加热到200 ℃时,固体质量为0.57g。
设该固体物质含有x个结晶水,则列式:0.003 2×(160+18x)=0.57,得x≈1,可得200 ℃时该固体物质的化学式为CuSO4·H2O。
(2)由图可知270 ℃时的固体质量与258 ℃时相同,均为0.51 g,经计算所得的样品为CuSO4,570 ℃下灼烧硫酸铜生成黑色粉末和一种氧化性气体,其反应的方程式为CuSO 4=====570 ℃CuO +SO 3↑,氧化铜溶于稀硫酸中,结晶得到CuSO 4·5H 2O ,由图可知温度高于102 ℃,CuSO 4·5H 2O 就会分解。
故其存在的最高温度为102 ℃,(3)SO 3与水反应生成硫酸,则有:Cu +2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4+SO 2↑+2H 2O 。
(4)pH =8时c (OH -)=10-6,由氢氧化铜的沉淀溶解平衡常数可知K sp =c (Cu 2+)·c 2(OH -)=10-12×c (Cu 2+)=2.2×10-20,得c (Cu 2+)=2.2×10-8 mol ·L -1;通入过量H 2S 使Cu 2+沉淀完全,已知c (Cu 2+)=0.1 mol·L -1,根据反应关系式:Cu 2+~S 2-~2H+得c (H +)=0.2 mol·L -1。
答案 (1)CuSO 4·H 2OCuSO 4·5H 2O=====△CuSO 4·(5-n )H 2O +n H 2O250 18n0.80 g 0.80 g -0.57 g =0.23 g可得n ≈4200 ℃时该固体物质的化学式为CuSO 4·H 2O(2)CuSO 4=====570 ℃CuO +SO 3↑CuSO 4·5H 2O 102 ℃(3)2H 2SO 4(浓)+Cu=====△CuSO 4+SO 2↑+2H 2O(4)2.2×10-8 0.2 2.(2014·绍兴联考)有一未知的无色溶液,只可能含有以下离子中的若干种:H +、NH +4、K+、Mg 2+、Cu 2+、Al 3+、NO -3、CO 2-3、SO 2-4,现取三份100 mL 溶液进行如下实验: ①第一份加入足量AgNO 3溶液后,有白色沉淀产生。
②第二份加入足量BaCl 2溶液后,有白色沉淀产生,经洗涤、干燥后,沉淀质量为6.99 g 。
③第三份逐滴滴加NaOH 溶液,测得沉淀与NaOH 溶液的体积关系如图所示。
根据上述实验,完成下列问题:(1)原溶液中一定存在的离子是______________,一定不存在的离子是_____________,无法确定是否存在的离子是______________。
(2)25~35段发生反应的离子方程式为________________________________。
(3)实验所加的NaOH的浓度为________。
(4)原溶液中NO-3的物质的量为n(NO-3),根据提供的图像和数据,试计算n(NO-3)的取值范围为________。
解析根据溶液无色可知,溶液中一定不含Cu2+;根据①可知,溶液中至少含有CO2-3、SO2-4中的一种;由图可知开始滴加NaOH溶液时就有沉淀产生,故溶液中不含H+,分析曲线变化可知,溶液中一定含NH+4、Al3+、Mg2+,最终沉淀为Mg(OH)2,则n(Mg2+)=0.01 mol;根据35~40段沉淀减少知,溶解Al(OH)3消耗5 mL NaOH溶液,则0~25段生成Al(OH)3沉淀消耗15 mL NaOH溶液,生成Mg(OH)2消耗10 mL NaOH溶液,而25~35段NH+4消耗10 mL NaOH溶液,结合n(Mg2+)=0.01 mol,可以计算出n(Al3+)=0.01 mol,n(NH+4)=0.02 mol;由于Al3+、Mg2+均不能与CO2-3共存,推出溶液中含有SO2-4而不含CO2-3;根据②,可以计算出n(SO2-4)=0.03 mol;根据35~40段,c(NaOH)=0.01 mol÷0.005 L =2 mol/L;由于3n(Al3+)+2n(Mg2+)+n(NH+4)=0.07 mol,而2n(SO2-4)=0.06 mol,阳离子所带正电荷应等于阴离子所带负电荷,故一定合有NO-3,而K+无法确定。
当原溶液中不存在K+时,n(NO-3)=0.01 mol,当原溶液中存在K+时,n(NO-3)>0.01 mol,综上可知n(NO-3)≥0.01 mol。
答案(1)NH+4、Al3+、Mg2+、SO2-4、NO-3Cu2+、CO2-3、H+K+(2)NH+4+OH-===NH3·H2O(3)2 mol·L-1(4)n(NO-3)≥0.01 mol3.A、B、C、D、E五种物质(或离子)含有同一种元素,它们之间有如下转化关系:(1)若A为单质,C、D的相对分子质量相差16。
常温下0.1 mol/L E溶液中只有3种离子,且溶液中的c(H+)c(OH-)=1012。
据此推断,B的电子式为__________,D→E的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________。
(2)若B 的水溶液呈酸性,C 的水溶液呈碱性,B 、C 的水溶液混合后可生成D ,写出B +C→D 的离子方程式:__________________;若将A 的粉末与硝酸钠溶液混合后加入足量40%的氢氧化钠溶液,有无色刺激性气味的气体生成,用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝,写出反应的离子方程式:_________________________________________________________________;用离子方程式表示C 的水溶液呈碱性的原因:_________________________。
(3)若A ~E 均为化合物。
A 是淡黄色固体;B 、C 两溶液在等物质的量浓度时,C 溶液的pH 较小。
电解D 的水溶液是最重要的工业生产之一,D →E →C 是工业制备C 的普遍方法。
则A 的电子式为________;电解D 的水溶液时,阳极反应式为__________________;除去C 固体中的少量E 应采用的方法是_________________________________________________________________。
解析 (1)c (H +)c (OH -)=1012,则c (H +)=0.1 mol/L ,则E 是一元强酸;C 、D 的相对分子质量相差16,则D 分子比C 分子多一个氧原子,所以D 是氧化物。
据此可以确定:A 是N 2,B 是NH 3,C 是NO ,D 是NO 2,E 是HNO 3。
(2)根据含有同一种元素的两种盐溶液酸碱性相反且混合后能形成沉淀,可推断出A 是铝,B 是铝盐,C 是偏铝酸盐,D 是Al(OH)3,E 是Al 2O 3;铝与硝酸钠、足量NaOH 的混合溶液反应时生成的气体为NH 3,故NO -3参与了反应,反应中Al 转化为AlO -2。
C 的水溶液因AlO -2水解而呈碱性。
(3)A 是淡黄色固体,则A 是Na 2O 2;由转化关系,可确定B 是NaOH ,C 是Na 2CO 3,D 是NaCl ,E 是NaHCO 3。
答案 (1) 3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO(2)Al 3++3AlO -2+6H 2O===4Al(OH)38Al +3NO -3+5OH -+2H 2O===8AlO -2+3NH 3↑AlO -2+2H 2OAl(OH)3+OH - (3)Na +[··O ······O ······]2-Na + 2Cl --2e -===Cl 2↑ 加热 4.(2014·温州中学检测)短周期常见元素形成的纯净物A 、B 、C 、D 、E 的转化关系如图所示,物质A 与物质B 之间的反应不在溶液中进行(E 可能与A 、B 两种物质中的某种相同)。
请回答下列问题:(1)若C 是离子化合物,D 是一种强碱,写出C 的化学式________。
(2)若C 与水发生复分解反应,E 的水溶液呈弱酸性,D 是既能溶于强酸、又能溶于强碱的化合物。