(5)Z2R4为二元弱碱,在水中的电离与氨相似,写出其在水中的第一步电离方程式___________________________,Z2R4与磷酸形成的磷酸二氢盐的化学式为_________。 【答案】(1). 第一周期第ⅠA族 (2). 离子键、共价键 (3).
(4). Cl
(5). b (6). 4Cl2+4H2O+HS-=9H++SO42-+8Cl- (7). N2H4+H2O?N2H5++OH- (8). N2H6(H2PO4)2
【分析】从表格中可知,X的化合价为-2,X为O,Y的最高化合价为+7、最低化合价为-1,Y为Cl,W的最高化合价为+6、最低化合价为-2,W为S,Z的最高化合价为+5、最低化合价为-3,Z为N或P,且半径小于Y和W,所以Z为N,M的焰色反应为黄色,M为Na,X、Y、R位于周期表中不同周期,R为H,Q的单质为半导体材料,Q为Si。
【详解】(1)Q为H,在周期表中的位置是第一周期第ⅠA族;M为Na、X为O,构成化合物M2X2的化学式为Na2O2,化学键类型为离子键、共价键;
(2)X为O、Y为Cl、R为H,X、Y、R按原子个数之比为1:1:1形成的化合物为HClO,其电子式
;
(3)Y为Cl、W为S,Y与W相比,非金属性较强的Cl; a. 状态不能作为判断非金属性强弱的依据,a错误;
b. Cl与S形成的化合物中S呈正价,说明Cl吸引电子的能力强,Cl元素的非金属性更强,b正确;
c. 得电子数目与非金属性强弱无必然的联系,c错误;
(4)R为H、W为S,R、W两种元素组成的离子为HS-,在水溶液中与H+和OH-都反应,所以不能大量共存,能与氯水反应,其与新制氯水反应的离子方程式为:4Cl2+4H2O+HS-=9H++SO42-+8Cl-;
(5)Z为N、R为H,Z2R4为N2H4,二元弱碱,在水中的电离与氨相似,其在水中的第一步电离方程式为:N2H4+H2O?N2H5++OH-,N2H4与磷酸形成的磷酸二氢盐的化学式为N2H6(H2PO4)2
21.我国拥有丰富的稀土矿产资源,在合金中加入适量的稀土金属,能大大改善合金的性能,因而,稀土金属又被称为冶金工业的维生素。铈是一种重要的稀土元素,常见的化合价为+3和+4。某课题小组以平板电视显示屏生产过程中,产生的大量废玻璃粉末为原料(其中含有SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质),制取CeO2和硫酸铁铵矾[NH4Fe(SO4)2?12H2O],流程如下:
已知:CeO2不溶于强酸或强碱
(1)稀酸A中酸的分子式是_______。滤渣2的主要成分_______。(填化学式) (2)滤液1中加入H2O2溶液的目的是_____________________________。滤渣1中加入H2O2,主要利用了H2O2的什么性质?___________。
(3)酸性条件下,H2O2、Fe3+、CeO2三种物质,氧化性由强到弱顺序是_____________。(4)写出由滤液2生成Ce(OH)4的离子方程式_______________________________。 (5)硫酸铁铵矾[NH4Fe(SO4)2?12H2O]广泛用于水的净化处理,其净水原理是_____________________________________(用离子方程式表示)。
(6)取上述流程中所获得的Ce(OH)4样品5.31g,加稀H2SO4溶解后配制成100mL溶液,取出10.00mL,用浓度为0.1000 mol?L-1FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+),消耗25.00mL标准溶液。该样品中Ce(OH)4的纯度是___________。
【答案】(1). H2SO4 (2). SiO2 (3). Fe2+氧化为Fe3+ (4). 还原性 (5). CeO2>
H2O2> Fe3+ (6). 4Ce 3++O2+12OH-+2H2O═4Ce(OH)4↓ (7). Fe3++3H2O?Fe(OH)3(胶体)+3H+ (8).
5.2g?97.9% 5.31g【分析】反应过程为:废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)中加入稀硫酸,FeO转化为FeSO4、Fe2O3转化Fe2(SO4)3存在于滤液1中,滤渣1为CeO2和SiO2;滤液1中加入稀硫酸和过氧化氢,被FeSO4氧化为Fe2(SO4)3,溶液1为Fe2(SO4)3溶液,加入硫酸铵混合蒸发浓缩、常温晾干后得到硫酸铁铵晶体;滤渣1中加入稀硫酸和H2O2,CeO2转化
的为Ce3+存在于滤液2中,反应为2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O,滤渣2为SiO2;滤液2加入NaOH并通入氧气将Ce从+3氧化为+4后Ce3+转化为沉淀Ce(OH)4,反应为:4Ce 3++O2+12OH-+2H2O═4Ce(OH)4↓,加热分解Ce(OH)4得到产品CeO2。
【详解】(1)已知:CeO2不溶于强酸强碱,废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物FeO分离,质)中SiO2也不溶于强酸,加入稀硫酸可将CeO2和SiO2与Fe2O3、稀酸为H2SO4;
滤渣2为SiO2;
(2)滤液1中加入H2O2溶液的目的是使Fe2+氧化为Fe3+;滤渣1中加入H2O2,主要利用了H2O2的还原性;
(3)酸性环境下,2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O,CeO2中Ce元素化合价从+4变为+3,化合价降低,被还原,发生还原反应,CeO2作氧化剂,其氧化性:CeO2> H2O2,2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,H2O2中O元素的化合价从-1变为-2,化合价降低,被还原,发生还原反应,H2O2作氧化剂,其氧化性:H2O2> Fe3+,所以氧化性:CeO2> H2O2> Fe3+; (4)液2加入NaOH并通入氧气将Ce从+3氧化为+4后Ce3+转化为沉淀Ce(OH)4,滤液2生成Ce(OH)4的离子方程式为:4Ce 3++O2+12OH-+2H2O═4Ce(OH)4↓
(5)硫酸铁铵矾[NH4Fe(SO4)2?12H2O]广泛用于水的净化处理,Fe3+的水解生成具有吸附作用的Fe(OH)3胶体,其离子方程式为:Fe3++3H2O?Fe(OH)3(胶体)+3H+ (6)Ce(OH)4 ~ FeSO4
0.0025mol 0.1000mol/L-1×0.025L
208g/mol = 5.2g, 所以m(Ce(OH)4 )= 0.025mol×产品中Ce(OH)4的质量分数为:
5.2g?97.9%。 5.31g22.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是白色砂状或淡黄色粉末状固体,易溶于水、不溶于醇,该物质具有强还原性,在空气中易被氧化为NaHSO4,75℃以上会分解产生SO2。是重要的有机合成原料和漂白剂。
制取Na2S2O4常用甲酸钠法:控制温度60~70℃,在甲酸钠(HCOONa)的甲醇溶液中,边搅拌边滴加Na2CO3甲醇溶液,同时通入SO2,即可生成Na2S2O4。反应原理如下:2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2
(1)如图,要制备并收集干燥纯净的SO2气体,接口连接的顺序为:a接__,__接__,__接__。制备SO2的化学方程式为_____________________________________________。 (2)实验室用图装置制备Na2S2O4。
① Na2S2O4中硫元素的化合价为_____。 ② 仪器A的名称是_______________。
③ 水浴加热前要通一段时间N2,目的是_______________________________________。 ④ 为得到较纯的连二亚硫酸钠,需要对在过滤时得到的连二亚硫酸纳进行洗涤,洗涤的方法是_______________________________________________________________。
⑤ 若实验中所用Na2SO3的质量为6.3g,充分反应后,最终得到mg纯净的连二亚硫酸钠,则连二亚硫酸钠的产率为_________(用含m的代数式表示)。
【答案】(1). b (2). c (3). f (4). g (5). d (6). Na2SO3+H2SO4(浓)═Na2SO4+SO2↑+H2O (7). +3 (8). 恒压滴液漏斗 (9). 排净系统中的空气 (10). 向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸没晶体,待甲醇顺利流下,重复2-3次 (11).
m?100% 4.35【详解】(1)亚硫酸钠和硫酸反应生成二氧化硫,反应的方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)═Na2SO4+SO2↑+H2O,生成的二氧化硫含有水蒸气,可用浓硫酸干燥,用向上排空气法收集,且用碱石灰吸收尾气,避免污染环境,则连接顺序为a接b,c接f,g接d;
(2)①Na2S2O4中硫元素的化合价为+3; ②由装置可知,仪器A的名称为恒压滴液漏斗;
③实验时应避免Na2S2O4和HCOONa被氧化,可应先通入二氧化硫,排净系统中的空气,防止加热时Na2S2O4和HCOONa被氧化,也可通一段时间N2,排净系统中的空气; ④洗涤连二亚硫酸钠时应与空气隔离,洗涤剂可用甲醇或乙醇,洗涤过程为:在无氧环境中,向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸没晶体,待甲醇顺利流下,重复2-3次; ⑤设连二亚硫酸钠理论产率为x,根据硫原子守恒: 2Na2SO3 ~ Na2S2O4
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