为了防治环境污染并对尾气进行综合利用,某硫酸厂用氨水吸收尾气中的SO2,再向吸收液中加入浓硫酸,以回收高浓度的SO2并得到副产品化肥(NH4)2SO4和NH4HSO4。为测定上述(NH4)2SO4和NH4HSO4固体混合物的组成,现称取该样品四份,分别加入相同浓度的NaOH溶液各40.00mL,加热至120℃左右,使氨气全部逸出[已知:(NH4)2SO4和NH4HSO4的分解温度均高于200℃],测得有关实验数据如下(标准状况):
实验序号 | 样品的质量/g | NaOH溶液的体积/mL | 氨气的体积/L |
Ⅰ | 7.4 | 40.00 | 1.68 |
Ⅱ | 14.8 | 40.00 | 3.36 |
Ⅲ | 22.2 | 40.00 | 1.12 |
Ⅳ | 37.0 | 40.00 | 0 |
(1) 测定过程中有关反应的离子方程式为
______________________________________。
(2) 3.7g该样品进行同样实验时,生成的氨气在标准状况下体积为__________L。
(3) 试求算该混合物中(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比。
(4) 欲计算该NaOH溶液的物质的量浓度应选择第______组数据,并由此计算NaOH溶液的物质的量浓度,写出计算过程。
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绿矾(FeSO4·7H2O)硫酸法生产一种稀有金属产品过程中产出的副产品,产品外观为淡绿色或淡黄绿色结晶固体。加入适量可调节碱性水中的pH,与水中悬浮物有机结合,并加速沉淀,主要应用于水质净化和工业废水处理,同时具有杀菌作用。
(1)98% 1.84 g/cm3的浓硫酸在稀释过程中,密度下降,当稀释至50%时,密度为1.4g/cm3,50%的硫酸物质的量浓度为 (保留两位小数),50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合,混合酸的浓度为 (填>、<、=)40% 。
(2)实际生产用20%发烟硫酸(100克发烟硫酸含SO3 20克)配制稀硫酸,若用SO3·nH2O表示20%的发烟硫酸,则n=____________(保留两位小数)。
(3)绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁,现取7.32克晶体溶于稀盐酸后,加入足量的BaCl2溶液,过滤得沉淀9.32克;再通入112mL(标准状况)氯气恰好将Fe2+完全氧化,推测晶体的化学式为 。
(4)硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O](俗称莫尔盐),较绿矾稳定,在分析化学中常用来配制Fe2+的标准溶液,用此Fe2+的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量。现取8.64克Cu2S和CuS的混合物用200 mL 2 mol/L稀硝酸溶液处理,发生反应如下:
10NO3-+3Cu2S+16H+=6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O
8NO3-+3CuS+8H+=3Cu2++3 SO42-+8NO↑+ 4H2O
剩余的稀硝酸恰好与V mL 2 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。
已知:NO3-+3Fe2++4H+= NO↑+3Fe3++2H2O
① V值范围 ;
② 若V=48,试计算混合物中CuS的质量分数 (保留两位小数)。
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(本题共14分)金属除了可以形成氧化物,氢化物之外,还能以碳化物、氮化物等形式存在,请根据题意完成下列计算:
57、某CaC2样品中含碳量为25%(杂质不含碳),该CaC2样品中CaC2的质量分数为 。
58、已知2Mg3N2 + 3CO2 → 3C + 6MgO + 2N2,10.0g Mg3N2与标准状况下4.48L CO2反应,固体质量增加 g。
第IIA族碳化物Be2C与CaC2组成的混合物与一定量的水反应,相关数据如下:
实验组号 | ① | ② | ③ | ④ |
碳化物(g) | 6.2 | 9.3 | 15.5 | 21.7 |
水(mL) | 18 | 18 | 18 | 18 |
气体(L,标准状况) | 3.36 | 5.04 | 8.4左右 | 8.4左右 |
59、求该混合物中Be2C与CaC2的物质的量之比 。
60、与18mL水恰好完全反应消耗该金属碳化物样品的质量是多少克?(保留一位小数)
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某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为45.3 g的该结晶水合物,分别制成溶液。向其中一份逐滴加入NaOH溶液,开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多;一段时间后有气体逸出,该气体有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,加热后共计可收集到2.24 L该气体(标准状况);最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。
另一份逐滴加入Ba(OH)2溶液,开始现象类似,但最终仍有白色沉淀;过滤,用稀硝酸处理沉淀物,经洗涤和干燥,得到白色固体46.6 g。
请回答以下问题:
(1)试通过计算确定该结晶水合物的化学式为 ;
(2)假设过程中向该溶液中加入的Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为2.0 mol·L-1。
①加入少量Ba(OH)2溶液,则反应的离子方程式为 ;
②加入一定量的Ba(OH)2溶液后,若所得沉淀的总物质的量最大,则反应的离子方程式为 ;
③若加入75 mL的Ba(OH)2溶液,则得到的沉淀质量为 。
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草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。
(1)为证明浓度对反应速率的影响,曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验:取两支试管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分别向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL,记录溶液褪色所需时间。
实验中发生反应的离子方程式为:________;
预期现象是:
①溶液的颜色由________色变为________色,
②其中加入________mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。
然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂,且褪色先缓慢,后逐渐加快;最大的问题是草酸浓度大,反应速率却更慢。
本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响?适宜的条件是怎样的?某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分:
表1 试验安排及结果
实验 编号 | A(KMnO4溶液浓度/mol·L-1) | B(草酸溶液浓度/mol·L-1) | C(硫酸溶液浓度/mol·L-1) | 褪色时间/s |
1 | 3 | 3 | 1 | 336 |
2 | 1 | 2 | 3 | 82 |
3 | 3 | 1 | 3 | 76 |
4 | 1 | 3 | 2 | 133 |
5 | 2 | 3 | 3 | 102 |
6 | 3 | 2 | 2 | 156 |
7 | 2 | 2 | 1 | 300 |
8 | 2 | 1 | 2 | 115 |
9 | 1 | 1 | 1 | 200 |
应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析,结果如下表
表2 各因素水平的数据处理结果
A(KMnO4溶液) | B(草酸溶液) | C(硫酸溶液) | |||||||
浓度/mol·L-1 | 0.005 | 0.010 | 0.015 | 0.1 | 0.5 | 0.9 | 6 | 12 | 18 |
平均褪色时间/s | 138.3 | 172.3 | 189.3 | 130.3 | 179.3 | 190.3 | 278.7 | 134.7 | 86.7 |
(2)由表2可知,三因素中,的浓度(选填“A、B或C”,下空同)对反应速率影响显著,而________的浓度对反应速率的影响不显著。
(3)由表2可知,当高锰酸钾浓度为________mol·L-1、草酸浓度为________mol·L-1时,反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。
根据以上实验结果,该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的,测得如下实验结果:
表3 不同硫酸浓度下的褪色时间
c(H2SO4)/mol·L-1 | 18 | 16 | 14 | 12 | 10 | 8 | 6 |
褪色时间/s | 67 | 83 | 90 | 103 | 129 | 146 | 200 |
(4)根据课堂实验的合适时间,可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液,即此时硫酸的浓度为________mol·L-1和________mol·L-1,这也有利于观察这两个反应速率的差异。
结论:草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应,可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。
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铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值:__________(列出计算过程)。
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为__________。在实验室中,FeCl2可用铁粉和__________反应制备,FeCl3可用铁粉和__________反应制备。
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(1)将100 mL浓度为1 mol·L-1的Na2CO3溶液滴入到浓度为1.2 mol·L-1的100 mL盐酸溶液中,计算生成CO2的体积(在标准状况下)。
(2)将100 mL浓度为1.2 mol·L-1的盐酸溶液逐滴滴入到浓度为1 mol·L-1的100 mL Na2CO3溶液中,计算生成CO2的体积(在标准状况下)。对比二者结果有何不同。
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在50mL a mol·L-1的硝酸溶液中,加入6.4g Cu,全部溶解,假设硝酸的还原产物只有NO2和NO,将反应后溶液用蒸馏水稀释至100mL时测得c(NO3-)=3 mol·L-1。
(1)求稀释后的溶液的pH。
(2)若生成的气体中NO2的物质的量为0.125 mol,则a=
(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收,反应原理如下:
NO2+NO+2NaOH→2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH→NaNO2+NaNO3+H2O
若将上述的NO2和NO的混合气体通入2mol·L-1的NaOH恰好被吸收,求NaOH溶液的体积为________mL。生成的NaNO2为mol。
(4)治理氮氧化物污染的另一种方法,可用氨氧混合气进行选择性催化还原处理。其主要反应原理如下:
4NO + 4NH3 + O24N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH37N2 + 12H2O
某硝酸厂排放的尾气中氮氧化合物的含量为2490mg/m3(体积已折算至标准状况),其中NO与NO2物质的量比为4∶1。设尾气中氮氧化物与氨氧混合气恰好完全反应。
①氨氧混合气的平均相对分子质量为(精确到0.01)。
②要处理5m3的尾气,需要氨氧混合气的体积为 L。
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(1)已知:将Cl2通入适量KOH溶液,产物中可能有KC1、KClO、KC1O3,且c(Cl-):c(ClO-)的值与温度高低有关。当n(KOH)=amol时,若某温度下,反应后c(Cl-):c(ClO-)=11,则溶液中c(ClO-):c(ClO3-)=_________________
(2)在P+CuSO4+H2O→Cu3P+H3PO4+H2SO4(未配平)的反应中,7.5molCuSO4可氧化P的物质的量为________mol。生成1molCu3P时,参加反应的P的物质的量为________mol。
(3)一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中,收集到气体VL(标准状况),向反应后的溶液中(存在Cu2+和SO)加入足量NaOH,产生蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到CuO 16.0g,若上述气体为NO和NO2的混合物,且体积比为1∶1,则V的极小值为________mL。
(4)向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中,加入1 mol/L 硝酸的溶液100 mL,恰好使混合物全部溶解,且放出336 mL(标准状况下)的气体,向所得溶液中加入KSCN溶液,溶液无红色出现;若取相同质量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物,加入1 mol/L的稀硫酸溶液,也恰好使混合物完全溶解(假设还原产物唯一),反应后向所得溶液中加入KSCN溶液,溶液也无红色出现,则所加入的的稀硫酸的体积是__________mL。
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实验室常用盐酸的质量分数为36.5%,密度为1.20g/㎝3。
(1)此浓盐酸的物质的量浓度是多少?(列式计算)
(2)从该溶液中取出1L,加水稀释到10L,稀释后溶液的物质的量浓度为?
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