准确称量w g样品置于如下装置中,向其中加入足量稀硫酸,通过测定生成气体的体积来求算Na2CO3的含量。请回答下列相关问题:
(2)测定装置中,导管a的作用是___________________________________________。 (3)为提高测定的准确度,溶液b最宜选用___________________________________。 ①饱和食盐水 ②饱和NaHCO3溶液 ③澄清石灰水 ④酸性KMnO4溶液
(4)若根据所取样品的质量估计反应时产生的气体体积最多在30mL左右,则产生气体前对量气装置读数时,装置内的装液量和液面调节最为合理的是_______________________(填虚线框中对应这的字母编号)。
(5)用你以上所选出的最为合理的读数为起点,若终点读数为17.60mL,则反应所产生的气体的测定体积为_____________mL。若实验温度下的气体摩尔体积为VmL.mol-1,由此可得出样品中Na2CO3的含量表达式为: __________________。
【答案】 (1). 硝酸银 (2). 白色沉淀 (3). 平衡气压,便于分液漏斗中的稀硫酸能够顺利流下 (4). ② (5). C (6). 22.40 (7).
22.40?10?3L?106gnmol?1?100% ?1VmLnmol?Wg【解析】 【分析】
实验I为Cl-的检验;实验II通过排液测气法测量碳酸钠产生的二氧化碳的体积,确定碳酸钠的含量。
【详解】Ⅰ.定性测定NaCl的存在:
(1)检验Cl-通常使用硝酸银溶液,但要先加稀硝酸排除碳酸根离子的干扰。取样品少许溶于水,加入足量稀硝酸充分反应后再滴加硝酸银溶液,能观察到有白色沉淀产生,说明块碱中含有NaCl。
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Ⅱ.定量测定Na2CO3的含量:
(2)测定装置中,导管a的作用是平衡气压,便于分液漏斗中的稀硫酸能够顺利流下。 (3)为提高测定的准确度,溶液b最宜选用不能溶解二氧化碳的饱和碳酸氢钠溶液,故选②饱和NaHCO3溶液。二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度大于饱和碳酸氢钠溶液,在酸性高锰酸钾溶液中的溶解度也比较小,但是高锰酸钾具有强氧化性,会把橡皮管氧化。
(4)若根据所取样品的质量估计反应时产生的气体体积最多在30mL左右,则产生气体前对量气装置读数时,应保证量气管中的液面与左边干燥管中的液面在同一水平,防止液面差影响气体的体积,故装置内的装液量和液面调节最为合理的是C。
(5)用所选出的最为合理的读数为起点,若终点读数为17.60mL,则反应所产生的气体的测定体积为40.00mL-17.60mL=22.40mL。若实验温度下的气体摩尔体积为VmL.mol-1,则二氧化碳的
22.40?10?3L物质的量为?1,碳酸钠的物质的量等于其产生的二氧化碳的物质的量,故由此可
VmLnmol22.40?10?3L?106gnmol?1?100%。 得出样品中Na2CO3的含量表达式为:
VmLnmol?1?Wg【点睛】要注意分析图中信息,特别是量气管的读数问题,根据有关量气管的读数信息可知,0刻度在上方,故气体体积为初读数与末读数的差值。在读数时,量气装置两边的液面要在同一水平,防止两边的气体压强不同使得所测气体的体积误差过大。
18.铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某度旧铍铜元件(含25?O、71%CuS、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如下:
已知:I铍、铝元素化学性质相似; Ⅱ.常温下部分难溶物的溶度积常数如下表:
(1)滤液A的主要成分除NaOH外,还有_____________(填化学式),写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式:_______________________________________________。
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.
(2)①滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl,为提纯BeCl2,最合理的实验步骤顺序为_______(填字母)
a.加入过量的氨水 b.通入过量的CO2
c.加入过量的NaOH d.加入适量的HCl e.洗涤 f.过滤
(3)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质.写出反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式:____________________________________________。
(4)滤液D中c(Cu)=2.2mol·L、c(Fe)=0.008mol·L、c(Mn)=0.01mol·L,逐滴加入稀氨水调节pH可将其依次分离,首先沉淀的是___________(填离子符号),为使铜离子开始沉淀,常温下应调节溶液的pH大于___________。
【答案】 (1). Na2BeO2、Na2SiO3 (2). BeO22-+4H+=Be2++2H2O (3). afed (4). CuS+MnO2+2H2SO4=CuSO4+MnSO4+S+2H2O (5). Fe3+ (6). 4 【解析】 【分析】
根据题中信息可知,铍铜元件经氢氧化钠溶液溶解后,铍和氧化铍转化为铍酸钠溶液、二氧化硅转化为硅酸钠溶液,过滤后向滤液中加入过量的盐酸,硅酸钠转化为硅酸沉淀,铍酸钠转化为氯化铍溶液,再过滤,从滤液中分离出氯化铍,最后转化为铍。第一次过滤后的滤渣B与二氧化锰、硫酸反应,其中的铜元素和铁元素转化为硫酸铜溶液和硫酸铁溶液,过虑后的滤液D中加氨水可以依次分离出氢氧化铁和氢氧化铜,最后经一系列操作得到铜。 【详解】(1)滤液A的主要成分除NaOH外,还有Na2BeO2、Na2SiO3,反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式为BeO22-+4H+=Be2++2H2O。
(2)①滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl,为提纯BeCl2,最合理的实验步骤顺序为afed:加入过量的氨水中和盐酸、沉淀Be2+,然后过滤、洗涤沉淀,最后加入适量的HCl将沉淀溶解即可,故顺序为afed。
(3)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质,因此,反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式为CuS+MnO2+2H2SO4=CuSO4+MnSO4+S+2H2O。
(4)滤液D中c(Cu)=2.2mol·L、c(Fe)=0.008mol·L、c(Mn)=0.01mol·L,逐滴加入
2+
-1
3+
-1
2+
-1
2+
-1
3+
-1
2+
-1
2.2?10?20稀氨水调节pH可将其依次分离。Cu开始沉淀时,c(OH)=mol/L=10-10mol/L,pH=4;
2.22+
-
?384.0?10Fe开始沉淀时,c(OH)=3mol/L=35?10?12mol/L;Mn2+开始沉淀时,
0.0083+
-
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2.1?10?12c(OH)=mol/L=1.410-5mol/L。因此,首先沉淀的是Fe3+。为使铜离子开始沉淀,
0.01-
常温下应调节溶液的pH大于4。
19.钼(Mo)是一种难熔稀有金属,我国的钼储量居世界第二。钼及其合金在冶金,农业、电器、化工、环保等方面有着广泛的应用。
(1)已知:①2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s) ΔH1 ②MoS2(s) +2O2(g)=Mo(s)+2SO2(g) ΔH2 ③2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH3
则ΔH3 =________________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示),在反应③中若有0.2mol MoS2参加反应,则转移电子_______________mol。
(2)密闭容器中用Na2CO3(S)作固硫剂,同时用一定量氢气还原辉钼矿(MoS2)的原理是:MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)有关变化曲线如图所示:
Mo(s) +2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH,实验测得平衡时的
①由图可知,该反应的ΔH_____0(填“>”或“<”);P2__________0.1MPa(填“>”或“<”)。 ②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达平衡,下列说法错误的是______(选填编号)。 A.v正(H2)=v逆(H2O)
B.再加入MoS2,则H2转化率增大
C.容器内气体密度不变时,一定达平衡状态 D.容器内压强不变时,一定达平衡状态
③由图可知M点时氢气的平衡转化率为________ (计算结果保留0.1%)。
④平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算,气体分压=气体总压×物质的量分数。求图中M点的平衡常数Kp=________________________(MPa)2
【答案】 (1). ΔH1+2ΔH2 (2). 2.8 (3). > (4). > (5). B (6). 66.7% (7). 0.01
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