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准确称取22.7g某矿石样品(含Al2O3、Fe2O3和不溶于水和酸的杂质),放...

准确称取22.7g某矿石样品(含Al2O3、Fe2O3和不溶于水和酸的杂质),放入盛有100mL某浓度的硫酸的烧杯中,充分反应后过滤,向滤液中加入10mol/L的NaOH溶液,产生的沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积V的关系如图所示.请回答:

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(1)硫酸的物质的量浓度是多少?

(2)若a=10,矿石样品中Fe2O3的质量是多少?

(3)试计算a的取值范围.

 

(1)5mol/L(2)16g(3)4ml<a<70ml 【解析】(1)依据图象分析可知,当生成最大量沉淀时,依据硫酸根离子,钠离子守恒,最后生成硫酸钠,2NaOH~H2SO4,氢氧化钠物质的量=0.1L×10mol/L=1mol/L,反应的硫酸物质的量为0.5mol,硫酸物质的量浓度==5mol/L; 答:硫酸溶液的浓度为5mol/L; (2)Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O,消耗氢氧化钠溶液体积10ml,铝离子物质的量=0.010L×10mol/L=0.1mol,生成氢氧化铝沉淀消耗氢氧化钠物质的量为0.3mol;图象分析可知,溶解矿石加入的硫酸过量,开始先发生反应OH﹣ + H+ = H2O ,Fe3+ + 3OH﹣ = Fe(OH)3↓,Al3+ + 3OH﹣ = Al(OH)3↓;当a = 10ml,氢离子消耗氢氧化钠物质的量=0.01L×10mol/L=0.1mol,计算得到沉淀铁离子消耗的氢氧化钠物质的量=0.1L×10mol/L﹣0.1mol﹣0.3mol=0.6mol,Fe3+物质的量为0.2mol,Fe2O3的物质的量为0.1mol,矿石样品中Fe2O3的质量=0.1mol×160g/mol=16g; (3)铝离子物质的量为0.1mol,依据极值法计算得到a的最大值为:只有铝离子时沉淀需要氢氧化钠物质的量为0.3mol,需要氢氧化钠溶液体积为30ml,则a=100ml﹣30ml,但样品中含有氧化铁,a一定小于70ml;假设22.7g某矿石样品中只有含Al2O3、Fe2O3,依据(2)计算可知,Al2O3物质的量为0.05mol,质量=0.05mol×102g/mol=5.1g,则Fe2O3的质量=22.7g﹣5.1g=17.6g,Fe2O3的物质的量==0.11mol,Fe3+物质的量为0.22mol,消耗氢氧化钠0.66mol,反应形成最大量沉淀消耗氢氧化钠物质的量为0.66mol+0.3mol=0.96mol,需要氢氧化钠溶液的体积==0.096L;所以a最小为100ml﹣96ml=4ml;则a的取值为:4ml<a<70ml; 【点评】本题考查混合物的有关计算,难度中等,清楚图象中各阶段发生的反应是关键,注意根据守恒的计算,(3)中注意利用反应判断沉淀最大值时,溶液中的溶质,再利用守恒计算,可以简化计算过程.  
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硫酸铜在生产、生活中应用广泛.某化工厂用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如图:

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(1)写出浸出时铜与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜的化学方程式:                  

(2)取样检验是为了确认Fe3+是否除净,你的检验方法是                   

(3)滤渣c是          

(4)气体a可以被循环利用,用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为2NO+O2═2NO2                    

(5)一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体,且n(SO3):n(SO2)=1:2,写出硫酸铜受热分解的化学方程式:                   .某同学设计了如图所示的实验装置分别测定生成的SO2、SO3气体的质量和O2气体的体积.此设计有不合理之处,请说明理由:           

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制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl,现欲测定样品中Na2CO3的质量分数,某探究性学习小组分别设计了如下实验方案.请回答下列有关问题:

方案一:把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液,将所得沉淀           (填操作名称)、洗涤、烘干、称量、计算.洗涤沉淀的具体操作是                   

方案二:把一定量的样品与足量硫酸反应后,用图1所示装置测定产生CO2的体积,为了确保测定结果的准确性,B中的溶液最好采用               .图1装置中实验仪器a的名称是           

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方案三:利用图2所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去).实验步骤如下:

①按图连接装置,并检查气密性;

②准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为33.4g;

③准确称得6g纯碱样品放入容器b中;

④打开分液漏斗a的旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止;

⑤打开弹簧夹,往试管A中缓缓鼓入空气数分钟,然后称得干燥管D的总质量为35.6g.

(1)若④⑤两步的实验操作太快,则会导致测定结果        (填“偏大”或“偏小”).

(2)装置A中试剂X应选用               

(3)E装置的作用是                     

(4)根据实验中测得的有关数据,计算纯碱样品Na2CO3的质量分数为           (结果保留小数点后一位).

 

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有一包粉末可能含有K+、Fe3+、Al3+、Cl、SO42﹣、CO32﹣中的若干种,现进行以下实验:

①取少量固体,加入稀硝酸搅拌,固体全部溶解,没有气体放出;

②向①溶液中加入一定量Ba(OH)2溶液,生成有色沉淀,过滤后,滤液呈中性,在滤液中滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;

③取②中的有色沉淀加入足量的稀盐酸后,沉淀全部溶解;

④重新取少量固体加入适量蒸馏水搅拌后,固体全部溶解,得到澄清溶液;

⑤向④的溶液中加入氨水使溶液呈碱性,有沉淀生成,过滤.往得到的沉淀中加入过量的NaOH溶液,沉淀减少.

(1)根据上述实验,这包粉末中一定不含有的离子是           ,肯定含有的离子是            ,不能确定是否含有的离子是         ,可通过            实验来进一步确定该离子.

(2)写出⑤中生成有色沉淀反应的离子方程式:

(3)写出⑤中沉淀减少反应的离子方程式:               

 

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(1)KClO3与浓盐酸发生反应:KClO3+6HCl(浓)═KCl+3Cl2↑+3H2O该反应中被氧化的元素和被还原的元素的质量之比为          .转移1mol电子时,产生标准状况下的Cl2         L.

(2)与Cl2相比较,ClO2处理水时被还原成Cl,不生成有机氯代物等有害物质.工业上用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO2反应:NaClO2+HCl→ClO2↑+NaCl+H2O写出配平的化学方程式         .生成0.2mol ClO2转移电子的物质的量为          mol.

(3)取体积相同的KI、Na2SO3、FeBr2溶液,分别通入足量氯气,当恰好完全反应时,三种溶液消耗氯气的物质的量相同,则KI、Na2SO3、FeBr2溶液的物质的量浓度之比为             

 

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某稀溶液中含有Fe(NO33、Cu(NO32、HNO3,向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示.则原溶液中Fe3+与NO3物质的量浓度之比为(   

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A.1:8    B.1:9    C.3:8    D.1:11

 

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