i. 求沉淀的最大量是多少?
ii. 继续添加NaOH溶液至过量,此时溶液中含有的各种离子的浓度分别是多少?
iii. 如果要使得到的偏铝酸根离子浓度达到最大,至少需要加入多少升3摩尔的NaOH溶液?
iv. 如果再向这个偏铝酸盐溶液中加入等量的强酸,会发生什么现象?
v. 如果在上述实验过程中使用了氢氧化钙而不是氢氧化钠,会有何不同?
vi. 根据以上结果,如果要求制得纯的氢氧化铝,应该如何操作?
一、选择题:
1. A
解析:同系物的定义是指结构相似,分子组成相差一个或多个CH2原子团的化合物。选项A中C2H6和C4H10都属于烷烃,且两者之间差两个碳原子,符合同系物的定义。B项中CH3CH3是乙烷,CH3CH2OH是乙醇,虽然都是由相同的碳原子构成,但它们的化学结构和性质都不同,因此不是同系物。C项中CHCl3是氯仿,C2H5OC2H5是乙醚,它们也不是同系物。D项中HCHO是甲醛,HCOOH是甲酸,尽管它们都是醛类,但由于分子结构不同,所以也不属于同系物。
B
解析:要计算氨水的物质的量浓度,我们需要知道氨气的摩尔质量和氨气在水中的溶解度。由于题目没有给出具体的溶解度数据,我们可以假设氨气在水中的溶解度几乎接近理论极限,即考虑亨利定律常数的极限情况。这样,我们就可以近似地将氨气的溶解度视为无限大,从而忽略溶解度的问题。
一、选择题(共15分)
1. (3分) 下列各组物质中,互为同系物的是:A. C2H6和C4H10 B. CH3CH3和CH3CH2OH C. CHCl3和C2H5OC2H5 D. HCHO和HCOOH
2. (3分) 在标准状况下,将一定量的NH3溶于水配成1L溶液,其密度是0.98g·cm-3,则此氨水的物质的量浓度约为:A. 7.5mol/l B. 8.5 mol/l C. 9.5 mol/l D. 10.5 mol/l
3. (3分) 已知Na2O2与CO2反应的产物之一是碳酸钠固体,根据这一事实可以推断出:A. Na2O2一定是碱性氧化物 B. CO2一定是酸性氧化物 C. Na2O2一定是过氧化物 D. CO2一定是非金属氧化物
4. (3分) 某元素原子的价电子构型为nsnnpn+1,其中n不等于零,该元素在周期表中的位置应是:A. n主族 B. n+1主族 C. n-1副族 D. n+1副族
二、填空题(共20分)
1. (5分) 写出以下氧化还原反应的离子方程式并指出电子转移的方向和数目:高锰酸钾溶液与草酸钠溶液反应
2. (5分) 用惰性电极电解KI溶液,当通电时间足够长时,阴极逸出的气体体积(标准状况下)是: 3. (5分) 现有两种一元弱酸HX和HY及其盐NaX和NaxY,已知Ka(HX)=1×10^-6, Ka(HY)=6×10^-10,则:① NaX溶液的pH值约等于_;② NaxY溶液的pH值约等于__;③ HX的水解常数为_;④ HX与HY混合形成的缓冲液中,若c(H+) = c(OH-),则[HX]/[HY]的比值为______。
4. (5分) 钨在高温下可被氧气缓慢氧化生成W2O5,而W2O5进一步被空气中的氧气氧化最终得到WO3。设开始时有足量的W粉,问在温度逐渐下降的过程中,生成的WO3的质量分数随温度的变化规律是:三、简答题(共25分)
1. (5分) 为什么多数有机物易燃烧? 2. (5分) 请解释为什么氢氟酸对玻璃有腐蚀作用? 3. (5分) 试分析BaSO4沉淀转化为BaS的条件是什么? 4. (5分) 请说明在工业生产硫酸过程中,使用V2O5做催化剂来催化氧化的原因。 5. (5分) 请阐述铜冶炼过程中的主要反应原理及工艺流程。四、计算题(共40分)
1. (10分) 取3.84g由MgF2和AlF3组成的混合物,加入适量强碱溶液使其完全溶解,然后将所得溶液小心地加到过量的硝酸银溶液中,经适当操作后,称得沉淀质量为3.87g。计算混合物中MgF2和AlF3的百分组成。 2. (10分) 将4.80克镁铝合金完全溶于80毫升18摩尔浓度的稀硫酸中,然后向溶液中逐滴加入3摩尔浓度的NaOH溶液,直至沉淀不再增加为止。i. 求沉淀的最大量是多少? ii. 继续添加NaOH溶液至过量,此时溶液中含有的各种离子的浓度分别是多少? iii. 如果要使得到的偏铝酸根离子浓度达到最大,至少需要加入多少升3摩尔的NaOH溶液? iv. 如果再向这个偏铝酸盐溶液中加入等量的强酸,会发生什么现象? v. 如果在上述实验过程中使用了氢氧化钙而不是氢氧化钠,会有何不同? vi. 根据以上结果,如果要求制得纯的氢氧化铝,应该如何操作?
3. (10分) 用热重法测定含有NaCl杂质的KCl样品的热分解过程。首先加热样品至熔融状体,然后在空气中逐渐升温,记录重量损失情况如下:| 温度(℃) | 失重率% | 剩余固体的成分 | |--------|-------|----------------| | 300 | 15.0 | KCl | | 500 | 35.0 | KCl | | 700 | 37.5 | KCl | | 900 | 38.8 | KCl |
i. 计算样品中NaCl的质量分数。 ii. 通过计算确定KCl分解的温度范围以及每个阶段分解了多少质量的KCl。
4. (10分) 有一瓶混有Na2SO4·10H2O杂质的Na2SO4固体,为了确定杂质含量,进行了以下实验:准确称取样品1.440克,加水溶解后定容至250毫升。从中取出25.00毫升溶液,先用稀硫酸酸化,然后再用0.1000摩尔/升的标准BaCl2溶液滴定至终点,消耗了20.00毫升的BaCl2溶液。i. 计算样品中Na2SO4·10H2O的质量分数。 ii. 计算从样品中提取Na2SO4·10H2O的最适宜溶剂。
五、综合应用题(共10分)
1. (10分) 以Fe2O3、CO、H2O为主要原料,设计一个循环流程,制备FeSO4·7H2O晶体。答案及解析:
一、选择题: 1. A 解析:同系物的定义是指结构相似,分子组成相差一个或多个CH2原子团的化合物。选项A中C2H6和C4H10都属于烷烃,且两者之间差两个碳原子,符合同系物的定义。B项中CH3CH3是乙烷,CH3CH2OH是乙醇,虽然都是由相同的碳原子构成,但它们的化学结构和性质都不同,因此不是同系物。C项中CHCl3是氯仿,C2H5OC2H5是乙醚,它们也不是同系物。D项中HCHO是甲醛,HCOOH是甲酸,尽管它们都是醛类,但由于分子结构不同,所以也不属于同系物。
根据题意,氨水的密度是0.98 g/mL,那么1 L氨水的质量就是0.98 kg。又因为1 mol NH3的质量是17 g,所以我们有:
[ ext{moles of } mathrm{NH}_3 = frac{ ext{mass}}{ ext{molar mass}} = frac{0.98 ; ext{kg}}{17 ; ext{g}/ ext{mol}} = 0.5767 ; ext{mol} ]
所以,氨水的物质的量浓度大约是:
[ ext{Molarity} = frac{ ext{moles}}{ ext{liters}} = frac{0.5767 ; ext{mol}}{1 ; ext{L}} approx 0.5767 ; ext{mol/l} ]
但是,实际上氨气的溶解度并不是无限的,因此在实际情况下,氨水的物质的量浓度会比这个数值小一些。不过,对于粗略估计来说,这个结果是合理的。
至于是否是碱性氧化物,这取决于如何定义碱性氧化物。传统上,碱性氧化物指的是那些能与水和二氧化碳以外的其他酸反应生成盐和水的氧化物。然而,Na2O2并不满足这个条件,因为它可以直接与二氧化碳反应生成碳酸钠。因此,Na2O2不能被认为是传统的碱性氧化物。
同样,CO2也不能简单地称为酸性氧化物,因为它不会直接与水反应生成碳酸。CO2确实会与碱性物质如NaOH反应生成碳酸钠,但这并不能将其归类为酸性氧化物。
只有Na2O2可以被确认为是过氧化物。
在元素周期表中,随着原子序数的增大,最外层电子数也会增加。如果n=1,那么该元素将是氢元素,这不是我们所讨论的情况。因此,n必须大于1。当n增加时,最外层电子数也随之增加。当最外层电子数达到8个时,意味着该元素位于第ⅤⅡA族(氙除外,它是稀有气体中的一个例外)。所以,该元素的位置应该是n+1主族。
选择B作为正确答案。