(12分)蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:
I.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁
(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子)。
II.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1 mol/L H2O2溶液,再
调节溶液pH至7~8,并分离提纯。
III.制取氢氧化镁:向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pH
|
Fe3+ |
Al3+ |
Fe2+ |
Mg2+ |
开始沉淀时 |
1.5 |
3.3 |
6.5 |
9.4 |
沉淀完全时 |
3.7 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
请回答:
(1)步骤II中,可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是 (填字母序号)。
A. MgO B. Na2CO3 C.蒸馏水
(2)工业上,常通过测定使铁氰化钾(K3[Fe(CN) 6])溶液不变色所需H2O2溶液的量来确
定粗硫酸镁中Fe2+的含量。已知,测定 123 g粗硫酸镁样品所消耗的0.1 mol/L H2O2
溶液的体积如下表所示。
|
平行测定数据 |
平均值 |
|||
实验编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
消耗H2O2溶液的体积/mL |
0.32 |
0.30 |
0.30 |
0.32 |
0.31 |
Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式为 。
(3)工业上常以Mg2+的转化率为考察指标,确定步骤III制备氢
氧化镁工艺过程的适宜条件。其中,反应温度与Mg2+转化率
的关系如右图所示。
① 根据图中所示 50℃前温度与Mg2+转化率之间的关系,可判 断此反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
②图中,温度升高至 50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因 是 。
③Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知:
Mg(OH)2(s) Mg2+ (aq)+ 2OH- (aq) Ksp = c(Mg2+)·c2( OH-) = 5.6×10-12
Ca(OH)2(s) Ca2+ (aq) + 2OH- (aq) Ksp = c(Ca2+)·c2(OH-) = 4.7×10-6
若用石灰乳替代氨水, (填“能”或“不能”)制得氢氧化镁,理由是 。
(12分)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表,请回答:
实验编号 |
HA物质的量浓度(mol·L-1) |
NaOH物质的量浓度(mol·L-1) |
混合溶液的pH |
甲 |
0.2 |
0.2 |
pH=a |
乙 |
c |
0.2 |
pH=7 |
丙 |
0.2 |
0.1 |
pH>7 |
丁 |
0.1 |
0.1 |
pH=9 |
(1)不考虑其它组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a (混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸_________________________________________________________。
(2)不考虑其它组的实验结果,单从乙组情况分析,C是否一定等于0.2________ (选填“是”或“否”)。
(3)丙组实验结果分析,HA是________酸(选填“强”或“弱”)。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________________________
(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=________mol·L-1。
写出该混合溶液中下式的精确结果(不能做近似计算)。
c(Na+)-c(A-)=________mol·L-1
(8分) 硫酸是强酸,中学阶段将硫酸在水溶液中看作完全电离。但事实是,硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离情况为:
H2SO4=H++HSO4—, HSO4 H++SO42—。
请回答下列有关问题:
(1)Na2SO4溶液呈 填“弱酸性”、“中性”或“弱酸性”);
(2)H2SO4溶液与BaCl2溶液反应的离子方程式为 ;
(3)在0.10mol·L—1的Na2SO4溶液中,下列离子浓度关系正确的是 (填写编号)
A.c(Na+)=c(SO42—)+c(HSO4—)+c(H2SO4)
B.c(OH—)=c(HSO4—)+c(H+)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH—)+c(HSO4—)+2c(SO42—)
D.c(Na+)=2 c(SO42—)+2 c(HSO4—)
(4)写出NaHSO4溶液中溶质电离常数(Ka)的表达式 ;
(12分)某烧碱溶液中含有少量杂质(不与盐酸反应),现用中和滴定测定其浓度。
(1)滴定:①用 式滴定管盛装ca mol/L盐酸标准液。右图
表示某次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。请将用去的
标准盐酸的体积填入③表空格中。滴定管中剩余液体的体积
25.10mL(填大于、小于或者等于)。
②下表是3种常见指示剂的变色范围:
指示剂 |
石蕊 |
甲基橙 |
酚酞 |
变色范围(pH) |
5.0—8.0 |
3.1—4.4 |
8.2—10.0 |
该实验可选用 作指示剂;
③有关数据记录如下:
滴定序号 |
待测液体积(mL) |
所消耗盐酸标准液的体积(mL) |
||
滴定前 |
滴定后 |
消耗的体积 |
||
1 |
V |
0.50 |
25.12 |
24.62 |
2 |
V |
|
|
|
3 |
V |
6.00 |
30.58 |
24.58 |
(2)根据所给数据,写出计算烧碱样品的物质的量浓度的表达式(不必化简)
cb= 。
(3)下列几种情况会使测定结果偏高的是
a.若滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶;
b.读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视;
c.若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外;
d.若未充分振荡,刚看到溶液变色,立刻停止滴定。
(10分)常温下有浓度均为0.5mol/L的四种溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③HCl ④NH3・H2O(1)上述溶液中,可发生水解的是 (填序号,下同)。
(2)上述溶液中,既能与氢氧化钠反应,又能和硫酸反应的溶液中离子浓度大到小的
顺序为 。
(3)向溶液④中加入少量氯化铵固体,此时c(NH4+)/c(OH-)的值 (填增大、
减小、不变)。
(4)若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性,则混合前③的体积 ④的体积(填
大于、小于、等于)。
(5)取10mL溶液③,加水稀释到500mL,则该溶液中由水电离出的c(H+)= 。
(8分)
(1)常温下,0.1 mol/L的醋酸和0.1 mol/L的盐酸各100 mL,分别与足
量的锌粒反应,产生的气体体积前者__________后者(填“<”“>”或“=”)。
(2)在25 ℃条件下将pH=5的氯化铵溶液稀释100倍,稀释后溶液的pH为(填选项字
母,下同)__________。
A.5 B.7 C.3~5之间 D.5~7之间
(3)25 ℃时,向0.1 mol/L的醋酸溶液中加入少量醋酸钠晶体,当晶体溶解后测得溶
液pH将__________。
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
(4)室温下,向0.1 mol/L的H2SO4中加入足量的锌粒,若想减慢H2产生的速率,但又
不影响H2的体积,可以向硫酸溶液中加入__________试剂。
A.碳酸钠晶体 B.醋酸钠晶体 C.滴加少量硫酸铜溶液 D.水