第一章《物质及其变化》检测题
一、单选题
1.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.pH=1的溶液中:Na+、NH、SO、S2O
B.与铝反应产生大量氢气的溶液中:Ca2+、Fe2+、Cl-、NO
C.=10-6的溶液中:K+、Na+、I-、SO
D.c(Fe3+)=1.0 mol·L-1的溶液中:Na+、K+、NH、HCO
2.下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是
A.硫酸酸化的淀粉KI溶液久置后变蓝:
B.铁和足量稀硝酸反应:
C.溶液与过量的溶液反应:
D.通入漂白粉溶液中产生浑浊:
3.下图中“——”表示相连的物质间在一定条件下可以反应,“→”表示甲在一定条件下可以转化为戊,下面四组选项中符合如图要求的是
甲 乙 丙 丁 戊
A H2SO4 Fe HCl Cu AgNO3
B C CuO H2SO4 Fe2O3 CO
C Na2CO3 HCl CaCO3 H2O CO2
D Zn H2SO4 NaOH CuCl2 Ca(OH)2
A.A B.B C.C D.D
4.当光束通过下列分散系时,能观察到丁达尔效应的是
A.乙醇溶液 B.蔗糖溶液 C.胶体 D.溶液
5.下列说法正确的是
A.NaCl在电流的作用下可以电离出钠离子和氯离子
B.CO2溶于水能导电,CO2属于电解质
C.熔融的NaOH属于电解质
D.H2SO4属于电解质,在水溶液和熔融状态下可以导电
6.下列各组物质,按混合物、单质、化合物顺序排列的是
A.碘酒、液态氧、烧碱 B.熟石灰、白磷、生石灰
C.氯化氢、钠、干冰 D.胆矾、氮气、空气
7.可用CO+2H+=H2O+CO2↑表示离子反应的是
A.稀硫酸和碳酸钡 B.稀盐酸和碳酸氢钠
C.醋酸和碳酸钠 D.稀硫酸和碳酸钾
8.下列电离方程式不正确的是
A. B.
C. D.
9.室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.0.1mol·L-1KI溶液:
B.0.1溶液:
C.0.1溶液:
D.0.1溶液:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
10.下列关于物质的分类中,正确的是
酸性氧化物 酸 盐 混合物 电解质
A 烧碱
B 石灰水
C 纯碱 漂白粉 液态氯化氢
D 氯水 熔融氢氧化钠
A.A B.B C.C D.D
11.下列不能说明氯的非金属性比硫强的事实是( )
①HClO酸性比H2SO4弱
②HCl比H2S稳定
③HCl和H2S 的水溶液,前者的酸性强
④Cl2能与H2S 反应生成S
⑤Cl原子能得1个电子变成稳定离子而S原子能得2个电子
⑥HCl 比H2S更易溶解于水中
A.①⑤⑥ B.③⑥ C.②④ D.①③⑤⑥
12.已知结合 OH-能力:Al3+>NH4+>Al(OH)3,0.1mol·L-1 NH4Al(SO4)2 溶液与 0.1mol·L-1 Ba(OH)2 溶液混合,离子反应方程式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
13.下列反应的离子方程式正确的是
A.向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+
B.用碳酸氢钠治疗胃酸过多:HCO+H+=CO2↑+H2O
C.稀硫酸滴在铁片上:6H++2Fe=3H2↑+2Fe3+
D.用铜片插入硝酸银溶液:Ag++Cu=Ag+Cu2+
14.下列离子方程式或电离方程式正确的是
A.NaHSO3溶液呈酸性:
B.向Na2SiO3溶液中通入少量CO2:
C.工业制漂白粉的反应:
D.在Na2S2O3溶液中滴加稀硝酸:
15.科学家发现了利用泪液来检测糖尿病的方法,其原理是用氯金酸钠(NaAuCl4)溶液与溶液中的葡萄糖发生反应生成纳米金单质颗粒(直径为20~60nm)。下列有关说法错误的是
A.纳米金单质颗粒能产生丁达尔效应
B.葡萄糖具有还原性
C.氯金酸钠中金元素的化合价为+ 3
D.检测时, NaAuCl4发生还原反应
二、填空题
16.某课外活动小组进行胶体的制备实验并检验其相关性质。
(1)若将溶液分别滴入下列物质中,能形成胶体的是___________;(填序号)
A.冷水 B.沸水 C.NaOH浓溶液 D.NaCl浓溶液
(2)根据质量守恒定律,写出制备胶体的化学反应方程式___________;
(3)取少量制得的胶体加入试管中,再加入少量溶液,观察到的现象___________;
(4)胶体区别于溶液最本质的特征是___________;(填序号)
A.胶体粒子的直径在1~100nm之间
B.胶体具有丁达尔效应
C.胶体是均一的分散系
D.胶体的分散质粒子能透过滤纸
(5)下列应用或事实与胶体的性质没有关系的是___________;(填序号)
A.用明矾净化饮用
B.在溶液中滴加NaOH溶液出现红褐色沉淀
C.在河流入海处易形成沙洲
D.用石膏或盐卤点制豆腐
(6)将用(1)用正确方法制得的氢氧化铁胶体,放入半透膜制成的袋内,如图所示,放置2min后,取少量半透膜外的液体于试管中,置于暗处,用一束强光从侧面照射,观察到___________(填“有”或“无”)丁达尔现象,再向试管中加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶液,可观察到的现象为___________。
17.用“单线桥”法表示反应中电子的转移:
(1)Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2 _______
(2)FeO + COFe + CO2________
(3)MnO2 + 4HClMnCl2 + Cl2↑+ H2O ______
(4)H2S + H2SO4 (浓) = S↓+ SO2 + 2H2O_______
三、实验题
18.四川省部分地区遭遇强降雨天气,当地居民饮用水受到严重污染。高铁酸钾是一种重要的绿色净水剂,具有净水和消毒双重功能。某课外学习小组设计如下方案制备高铁酸钾:
(1)高铁酸钾中铁元素的化合价为________,推测它具有的化学性质是__________________。
(2)在NaClO溶液中加入烧碱固体形成碱性环境,将研磨的硝酸铁少量多次地加入上述溶液中,冰水浴中反应1 h。发生的离子反应为2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO+3Cl-+5H2O,氧化剂是________。将KOH加入反应后的溶液中搅拌半小时,静置,过滤粗产品,该过程发生的反应为2KOH+Na2FeO4===K2FeO4+2NaOH,根据复分解反应原理,高铁酸钠的溶解度________(填“大于”、“小于”或“等于”)高铁酸钾的溶解度。
(3)在强碱性溶液中,高铁酸钾能将亚铬酸钾(KCrO2)氧化为铬酸钾(K2CrO4),生成的铬酸盐溶解酸化后,得到的重铬酸钾(K2Cr2O7)用(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,以二苯胺磺酸钠为指示剂。到达滴定终点时,溶液由紫色变为淡绿色(+6价铬转化成+3价铬),有关反应的离子方程式为FeO+CrO+2H2O===CrO+Fe(OH)3↓+OH-,2CrO+2H+===Cr2O+H2O,Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。
现称取5.00 g高铁酸钾样品于烧杯中,加入适量氢氧化钾溶液,加入稍过量的KCrO2,充分反应后,转移到250 mL 容量瓶中,定容,量取25.00 mL,再用稀硫酸酸化,用0.100 0 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,消耗标准溶液33.33 mL。计算上述实验制得的样品中高铁酸钾的质量分数。_______________
19.粗盐中含有少量的Ca2+、Mg2+、SO42-,欲除去这些杂质,正确添加试剂及操作的顺序为:________、NaOH溶液、__________、__________、__________。
四、计算题
20.二氧化硫和氮氧化物(NOx)是大气的主要污染物,治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一。
完成下列计算:
(1)石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的原理是:烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。某电厂用煤300t(煤中含硫的质量分数为2.5%),若燃烧时煤中的硫全部转化为二氧化硫,用该方法脱硫时有96%的硫转化为石膏,则理论上可得到_________吨石膏。
(2)用CH4催化还原NOx,主要产物为N2与CO2。现有1 L NOx(含NO2、NO),用CH4将其还原成N2,消耗同温同压下的CH40.4 L,则混合气体中NO2、NO的物质量之比为____。
(3)乙二酸(H2C2O4)的制备有如下反应:
C6H12O6+18HNO3→3H2C2O4+18NO2↑+12H2O
C6H12O6 +6HNO3→3H2C2O4+6NO↑+6H2O
上述反应产生的NOx用氧气和水吸收后生成硝酸循环利用,若尾气NOx中n(NO2)︰n(NO)=2︰1,且NOx的吸收转化率为90%。每生产9 kg乙二酸至少需要补充质量分数为63%的硝酸溶液多少千克?____
(4)用碱液吸收法处理某工业尾气(含NOx:NO、NO2和N2O4)的反应为:
2NO2+ 2NaOH→ NaNO2+ NaNO3 + H2O;
NO + NO2+ 2NaOH→ 2NaNO2+ H2O。
当N2O4体积分数为0.2时,处理1mol该NOx,计算生成NaNO3和NaNO2的物质的量(x可作为已知条件使用)。____
21.将5.76 g铜粉投入30mL的浓HNO3中,随着铜粉的溶解,反应生成的气体颜色逐渐变浅,铜粉恰好与HNO3完全反应,共收集到标准状况下由NO2和NO组成的混合气体3. 36 L。
请回答下列问题:
(1)被还原的HNO3有___________mol
(2)HNO3物质的量浓度为___________
(3)标准状况下,混合气体中NO的体积为___________ L。
参考答案:
1.C
【详解】A.pH=1的溶液显酸性,存在大量H+,H+与S2O会发生反应而不能共存,A项错误;
B.与铝反应产生大量氢气的溶液可以显酸性也可以显碱性,若为酸性溶液,则H+、Fe2+、NO不能共存,若为碱性溶液,则Fe2+与OH-不能共存,B项错误;
C.=10-6的溶液显酸性,K+、Na+、I-、SO与H+不反应,可以大量共存,C项正确;
D.c(Fe3+)=1.0 mol·L-1的溶液中,Fe3+与HCO发生双水解而不能共存,D项错误;
答案选C。
2.A
【详解】A.硫酸酸化的淀粉KI溶液在空气中久置,I-被空气中的氧气氧化为I2,I2遇淀粉变蓝,离子方程式为:,故A正确;
B.铁和足量稀硝酸反应时,生成三价铁,离子方程式为,故B错误;
C.溶液与过量的溶液反应:,故C错误;
D.通入漂白粉溶液中产生浑浊,生成的次氯酸具有强氧化性,能氧化亚硫酸钙,故D错误;
答案选A。
3.B
【详解】A.铜是不活泼金属,不能与稀盐酸和稀硫酸反应,稀硫酸与硝酸银溶液反应生成硫酸银沉淀,则硫酸不可能转化为硝酸银,故A不符合题意;
B.碳与氧化铜共热反应生成铜和二氧化碳或一氧化碳、碳与氧化铁共热反应生成铁和二氧化碳或一氧化碳、氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水、氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,故B符合题意;
C.碳酸钠、碳酸钙与水不反应,故C不符合题意;
D.锌不能转化为氢氧化钙,故D不符合题意;
故选B。
4.C
【分析】胶体具有丁达尔效应,其他分散系不具有此性质,据此分析;
【详解】区分胶体与溶液的方法是丁达尔效应,乙醇溶液、蔗糖溶液、氯化铁溶液为溶液,氢氧化铁胶体为胶体,胶体具有丁达尔效应,选项C正确;
答案为C。
5.C
【详解】A.NaCl在水溶液中自动电离出Na+、Cl ,不需要在电流的作用,故A错误;
B.CO2溶于水生成的 H2CO3才能发生电离,CO2属于非电解质,故B错误;
C.熔融的NaOH中存在自由移动的离子,能导电,属于电解质,故C正确;
D.H2SO4属于电解质,在水溶液中可以导电,但是H2SO4为共价化合物,在熔融状态下不能导电,故D错误。
故选C。
6.A
【详解】A. 碘酒为混合物,液态氧为单质,烧碱为化合物,符合题意,A正确;
B. 熟石灰、生石灰均为化合物,白磷为单质,与题意不符,B错误;
C. 氯化氢、干冰为化合物,钠为单质,与题意不符,C错误;
D. 胆矾为化合物,氮气为单质,空气为混合物,与题意不符,D错误;
答案为A。
7.D
【分析】CO+2H+=H2O+CO2↑可表示可溶性碳酸盐与稀的强酸溶液发生复分解反应的一类反应,据此结合离子方程式书写的注意事项分析解答。
【详解】A.碳酸钡是难溶性盐,书写离子方程式时不能拆分,A不符合题意;
B.碳酸氢钠在水中可电离生成钠离子和碳酸氢根离子,而不能直接电离生成碳酸根离子,B不符合题意;
C.醋酸为弱酸,在书写离子方程式时不能拆分,C不符合题意;
D.稀硫酸和碳酸钾发生反应生成硫酸钾、水和二氧化碳,其离子方程式为:CO+2H+=H2O+CO2↑,D符合题意;
故选D。
8.A
【详解】A.HI为强酸,其电离是完全的,电离方程式为:,故A错误;
B.水是一种极弱的电解质,电离生成水合氢离子和氢氧根离子,电离方程式正确,故B正确;
C.NaHCO3为弱酸的酸式盐,盐是强电解质,完全电离,电离产生钠离子和,不能拆,电离方程式正确,故C正确;
D.CH3COOH为一元弱酸,部分电离,电离产生醋酸根离子和氢离子,电离方程式正确,故D正确;
故选A。
9.B
【详解】A.ClO-离子能将I-氧化,不能大量存在,故A不选;
B.和Fe3+之间不发生反应,不产生沉淀、气体和水,能大量共存,故B选;
C.醋酸是弱酸,CH3COO-和H+不能大量共存,故C不选;
D.可能发生以下反应:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,不能大量共存,故D不选;
故选B。
10.C
【详解】A.烧碱是氢氧化钠,是碱,不是盐;CuSO4·5H2O是纯净物不是混合物,A错误;
B.Na2O是碱性氧化物不是酸性氧化物;Mg既不是电解质也不是非电解质;B错误;
C.SO2是酸性氧化物;HNO3是酸;纯碱是碳酸钠,属于盐;漂白粉是氢氧化钙、次氯酸钙和氯化钙的混合物;液态氯化氢属于电解质;C正确;
D.CO是不成盐氧化物,D错误;
故答案为:C。
11.D
【详解】①非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强;HClO不是最高价的酸性,不能用于比较,①错误;
②非金属性越强,气态氢化物越稳定,HCl比H2S稳定可以说明Cl比S非金属性强,②正确;
③非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,HCl 和H2S均不是最高价氧化物对应的水化物,HCl 和H2S为氢化物,应比较其稳定性,③错误;
④Cl2能与H2S 反应生成S,Cl2为氧化剂,S为氧化产物,说明氯气的氧化性强于S的氧化性,可以说明Cl的非金属性强于S,④正确;
⑤得电子的多少与非金属性的强弱无关,Cl原子能得1个电子变成稳定离子而S原子能得两个电子不能说明非金属性的强弱,⑤错误;
⑥HCl比H2S更易溶解于水,与非金属性的强弱无关,⑥错误;
综上①③⑤⑥符合题意;
答案为D。
12.C
【详解】0.1mol·L-1 NH4Al(SO4)2 溶液与 0.1mol·L-1 Ba(OH)2 溶液混合,由于Al3+>NH4+,则Al3+先与OH-结合形成Al(OH)3,SO42-和Ba2+结合形成BaSO4,当有溶液中2mol Al3+时会消耗6mol OH-,则NH4Al(SO4)2中SO42-的物质的量为4mol,NH4+的物质的量为2mol,Ba2+的物质的量为3mol,SO42-过量1mol,刚好与2mol NH4+结合形成硫酸铵,则离子反应方程式为2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Al(OH)3↓,若Ba(OH)2继续过量,由于NH4+>Al(OH)3,则Al(OH)3沉淀不溶解,先发生NH4+和OH-结合生成NH3 H2O,即产生一水合氨的同时,Al(OH)3也同时存在,此时的离子反应方程式为:NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3 H2O;当溶液中NH4+全部反应完,还有Ba(OH)2,最后才能发生Al(OH)3与Ba(OH)2反应生成AlO2-,则生成AlO2-时,溶液中必然存在NH3 H2O,当Al(OH)3完全溶解,此时的离子反应方程式为:NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++5OH-=2BaSO4↓+AlO2-+NH3 H2O+2H2O,综上分析,答案选C。
13.B
【详解】A.制备胶体,方程式中写胶体,不能写沉淀符号,A错误;
B.碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠和水和二氧化碳,碳酸氢钠和盐酸和氯化钠都能拆成离子形式,B正确;
C.铁和稀硫酸反应生成亚铁离子,C错误;
D.电荷不守恒,D错误;
故选B。
14.B
【详解】A. NaHSO3中的HSO3-不能完全电离,NaHSO3溶液呈酸性的原因是HSO3-的电离程度大于HSO3-的水解程度,故A不选;
B. 向Na2SiO3溶液中通入CO2,发生强酸制取弱酸的复分解反应,生成硅酸。由于通入的CO2是少量的,所以生成的是碳酸盐,故B选;
C. 工业制漂白粉是把氯气通入石灰乳中,氢氧化钙不能写成离子形式,故C不选;
D. 在Na2S2O3溶液中滴加稀硝酸,硫被氧化为+6价,故D不选。
故选B。
15.A
【详解】A、纳米金单质颗粒为金属单质,不属于分散系,不能产生丁达尔效应,A项错误;
B、在该反应中Au的化合价降低,作氧化剂,需要还原剂,而葡萄糖是常见的还原性糖,在该反应中也体现出还原性,B项正确;
C、NaAuCl4中Na的化合价为+1,Cl的化合价为-1,根据化合物中代数和为0,Au的化合价为+3,C项正确;
D、NaAuCl4中Au的化合价从+3降低到0,得到金单质,发生还原反应,D项正确;
答案选A。
16.(1)B
(2)
(3)胶体先发生聚沉得到红褐色沉淀,后沉淀溶解,得到棕黄色溶液
(4)A
(5)B
(6) 无 有白色沉淀生成
【解析】(1)
在沸腾的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液,当溶液变为红褐色时立即停止加热,即得到氢氧化铁胶体,饱和溶液直接加入NaOH浓溶液得到氢氧化铁沉淀,答案选B;
(2)
根据以上分析可知制备胶体的化学反应方程式为;
(3)
取少量制得的胶体加入试管中,再加入少量溶液,胶体发生聚沉得到氢氧化铁沉淀,然后在发生中和反应生成硫酸铁,观察到的现象为胶体先发生聚沉得到红褐色沉淀,后沉淀溶解,得到棕黄色溶液;
(4)
胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质微粒直径的大小不同,胶体的分散质微粒直径介于1~100nm之间,故答案为:A;
(5)
B氯化铁溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应生成氢氧化铁沉淀,不是胶体,所以答案选B
(6)
由于胶体不能透过半透膜,所以取少量半透膜外的液体于试管中,置于暗处,用一束强光从侧面照射,观察不到丁达尔现象;氢氧化铁胶体中的杂质离子是氯离子,可以透过半透膜,所以再向试管中加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶液,可观察到的现象为有白色沉淀生成。
17.(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)CO中碳原子失去电子,Fe2O3中铁原子得到电子,单线桥法表示:;
(2)CO中碳原子失去电子,FeO中铁原子得到电子,单线桥法表示:;
(3)HCl中氯原子失去电子,MnO2中锰原子得到电子,单线桥法表示:;
(4)H2S中硫原子失去电子,H2SO4中硫原子得到电子,单线桥法表示:。
18. +6 强氧化性 NaClO 大于 根据离子方程式得到关系式:K2FeO4~3Fe2+,n(Fe2+)=0.100 0 mol·L-1×33.33×10-3 L=3.333×10-3 mol,n(K2FeO4)=1.111×10-3 mol,w(K2FeO4)=1.111×10-3 mol×198 g·mol-1××100%=44.0%。
【分析】(1)依据高铁酸钾中各元素化合价代数和为0计算得到铁元素的化合价,氧元素化合价为-2价,钾元素化合价为+1价;元素化合价处于最高价态时有强氧化性,处于最低价态有强还原性,中间价态既具有氧化性也具有还原性。
(2)元素化合价降低的物质作氧化剂,反应是向更难溶的方向进行;
(3)根据反应①②③可知:2FeO42-~6Fe2+,根据关系式计算出K2FeO4的物质的量和质量,再计算质量分数。
【详解】(1) 在K2FeO4中,K元素的化合价为+1价,O元素的化合价为-2价,设该化合物中Fe元素的化合价为x,由化学式和化合物中各元素正负化合价的代数和为零,则(+1)×2+x+(-2)×4=0,解得x=+6,铁元素处于最高价态应有强氧化性;正确答案:+6 ;强氧化性。
(2)在该反应中,次氯酸钠中Cl元素化合价降低,被还原,是氧化剂;复分解反应向物质溶解度较小的方向进行,故高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度;正确答案:NaClO; 大于。
(3)根据三个反应可推知:存在K2FeO4~3Fe2+关系,设K2FeO4有nmol,消耗的亚铁离子的量为0.1000×0.03333 mol,据上述关系可知n=(1×0.1000×0.03333)/3≈1.111×10-3mol,高铁酸钾的质量1.111×10-3×198g,样品中高铁酸钾的质量分数w(K2FeO4)=1.111×10-3 mol×198 g·mol-1××100%=44.0%;正确答案:根据离子方程式得到关系式:K2FeO4~3Fe2+,n(Fe2+)=0.100 0 mol·L-1×33.33×10-3 L=3.333×10-3 mol,n(K2FeO4)=1.111×10-3 mol,w(K2FeO4)=1.111×10-3 mol×198 g·mol-1××100%=44.0%。
【点睛】复分解反应能够发生的条件:反应生成了难电离物质、易挥发性物质、难溶性物质等,充分体现了“由强制弱”规律;题中2KOH+Na2FeO4===K2FeO4+2NaOH反应能够发生,体现了反应由溶解度大的物质向溶解度小物质的方向变化规律。
19. BaCl2溶液 Na2CO3溶液 过滤 适量盐酸
【分析】除去溶液中的某种离子,为了确保杂质去除干净,加入的除杂试剂都是过量的;过量的除杂试剂将又成为杂质,又需进行处理。
【详解】粗盐中含有少量的Ca2+、Mg2+、SO42-,除去Ca2+,应加入Na2CO3溶液;除去Mg2+,应加入NaOH溶液;除去SO42-,应加入BaCl2溶液。但考虑到过量除杂试剂也需处理,即BaCl2必须用Na2CO3溶液处理,所以BaCl2一定要放在加入Na2CO3溶液之前加入。另外,加入盐酸前,需对混合物进行过滤。
故正确添加试剂及操作的顺序为:先除SO42-,应加入BaCl2溶液。答案为SO42-
NaOH溶液除去Mg2+。再除去过量BaCl2及Ca2+,加Na2CO3溶液。答案为Na2CO3
为防止BaCO3、CaCO3、Ma(OH)2溶解在盐酸中,在加入盐酸前,需对溶液进行过滤。
答案为过滤
最后去除过量的Na2CO3、NaOH,应加入适量盐酸。答案为适量盐酸
20. 38.7 3︰2 3.6 n(NaNO2)=(2.2-0.8x) mol (2分); n(NaNO3)=(0.8x-1) mol
【详解】(1)根据硫元素守恒确定:300×2.5%×96%÷32×172=38.7t
(2)根据电子守恒得:3n(NO)+n(NO2)= 8n(CH4) n(NO)+n(NO2)=1(单位用mol替代,方便计算)
2n(NO)+4n(NO2)= 8×0.4 n(NO)+n(NO2)=1
n(NO)=0.4mol n(NO2)=0.6mol 则混合气体中NO2、NO的物质量之比为3︰2
(3)根据上述要求每生产9 kg需要硝酸的量计算为:
1/2n(NO) + 1/6n(NO2)= n(H2C2O4)=9000÷90=100
n(NO) :n(NO2)=1:2
联立解得n(NO)=120mol n(NO2)=240mol
反应中气体损失10%,根据氮原子守恒知硝酸的量与气体的量相等,故应补充损失的量即可
(120+240)×63×10%÷63%=3600g=3.6kg
(4)设NO有amol,NO2有bmol
a+b=1-0.2=0.8
(a+2b)/(a+b)=x
解得a=1.6-0.8x b=0.8x-0.8
根据方程式:NO + NO2+ 2NaOH→ 2NaNO2+ H2O,代入NO的物质的量(a),计算求出NaNO2的物质的量=3.2-1.6x
此时剩余NO2的物质的量=0.4+b-a=0.4+0.8x-0.8-(1.6-0.8x)=1.6x-2
根据方程式:2NO2+ 2NaOH→ NaNO2+ NaNO3+ H2O,带入NO2剩余的物质的量,计算求出n(NaNO2)= n(NaNO3)=0.8x-1
故亚硝酸钠的总量为两个方程式产生的和="3.2-1.6x+0.8x-1=2.2-0.8" x
21. 0.15 11mol·L-1 0.336 L
【分析】n(Cu)==0.09mol,随着铜的不断减少,反应生成的气体颜色逐渐变浅,则发生Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,结合反应方程式及原子守恒计算。
【详解】(1)由N原子守恒可知,被还原的硝酸的物质的量等于气体的物质的量,即为 =0.15mol,被还原的HNO3有0.15mol,故答案为:0.15;
(2)n(Cu)==0.09mol,硝酸的物质的量为2n(Cu)+n(气)=2×0.09mol+0.15mol=0.33mol,HNO3物质的量浓度为=11mol·L-1,故答案为:11mol·L-1;
(3)设n(NO)=xmol,n(NO2)=ymol,则气体的总物质的量为:x+y=0.15,根据电子得失守恒或方程式1.5x+0.5y=0.09,解得x=0.015,y=0.135,v(NO)=0.015mol×22.4L/mol=0.336L,标准状况下,混合气体中NO的体积为0.336 L。故答案为:0.336 L。