Ni(NO3)2溶液产生两种沉淀,溶液中阳离子、阴离子浓度关系如图所示。下列说法错误的是
A. 常温下NiCO3的溶解度大于NiS的溶解度
B. 向d点对应的溶液中加入对应阴离子的钠盐,d点向b点移动 C. 对于曲线I,在b点加热,b点向c点移动 D. P为3.5且对应的阴离子是CO3 【答案】C
【解析】A,常温下Ksp(NiS)Ksp(NiCO3),NiS、NiCO3属于同种类型,常温下NiCO3的溶解
Ksp(NiCO3),则曲线I代表NiS,曲线II代表NiCO3,Ni(aq)+S(aq),加入Na2S,S浓度增大,平
2+
2-2-2-
度大于NiS,A项正确;B,Ksp(NiS)在d点溶液中存在溶解平衡NiS(s)
2+
衡逆向移动,Ni减小,d点向b点移动,B项正确;C,对曲线I在b点加热,NiS的溶解度增大,Ni2+、S2-浓度增大,b点向a点方向移动,C项错误;D,曲线II代表NiCO3, a点c(Ni2+)=c(CO3),Ksp(NiCO3)= c(Ni)·c(CO3)=12-2+
2-
10,c(Ni)=c(CO3)=1-72+2-
10-3.5
,pNi=pB=3.5
且对应的阴离子为CO32-,D项正确;答案选C。
点睛:本题考查与沉淀溶解平衡有关的曲线分析,注意图像中pNi、pB越大,Ni、B浓度越小是解题的关键。注意溶度积与溶解度的关系,当难溶电解质类型相同时,溶度积大的溶解度大;当难溶电解质类型不同时,溶度积大的溶解度不一定大。
8. 工业废水中含+6价的铬会损害环境,必须进行处理。某工厂的处理工艺流程如下:
(1)N2H4的电子式为_____。
(2)下列溶液中,可替代N2H4的是_____。(填选项序号字母)
a.FeSO4溶液 b.浓HNO3溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.Na2SO3溶液
(3)已知加入N2H4后,N2H4转化为无污染的物质,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____。
(4)在实际工业生产中,处理含铬废水还可采用直接沉淀的方法,其成本较低。
2+
2-
①已知酸性废水中存在Cr2O7和CrO4的转化平衡,请用离子方程式表示它们之间的转化反应_____;
②加入沉淀剂BaCl2溶液之前需加入一定量的NaOH溶液,以利于沉淀的生成,则生成的沉淀为_____(写化学式)。
(5)工业上还可用电解法来处理含Cr2O7的酸性废水,通过电解制得还原剂。右图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。
2-
2-2-
①装置中b电极的材料是_____(填“铁”或“石墨”)。 ②该处理过程中,Cr2O7被还原成Cr的离子方程式为_____。 【答案】 (1).
(2). ad (3). 2∶3 (4). Cr2O72-+H2O
2-2+
+
3+
3+
2-3+
2CrO42-+2H+
(5). BaCrO4 (6). 铁 (7). Cr2O7+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H2O
【解析】试题分析:本题以处理含Cr2O7的工业废水的流程为载体,考查氧化还原反应的基本概念和有关计算,外界条件对化学平衡的影响,电解原理。 (1)N2H4中只存在共价键,电子式为
2-3+
2-
。
(2)根据流程加入N2H4,Cr2O7被还原成Cr,N2H4在反应中作还原剂,能替代N2H4的物质具有还原性,FeSO4溶液、Na2SO3溶液具有还原性,可替代N2H4;浓HNO3溶液、酸性KMnO4溶液具有强氧化性,不能替代N2H4;答案选ad。
(3)N2H4转化为无污染的物质,N2H4被氧化成N2,N2H4作还原剂,N元素的化合价由-2价升至0价;Cr2O7被还原成Cr,Cr2O7作氧化剂,Cr元素的化合价由+6价降至+3价;根据得失电子守恒,4n(N2H4)=6n(Cr2O7),n(Cr2O7):n(N2H4)=2:3,即氧化剂与还原剂物质的量之比为2:3。
(4)①Cr2O7和CrO4之间的转化平衡用离子方程式表示为Cr2O7+H2O②先加入一定量的NaOH溶液,OH消耗H,平衡“Cr2O7+H2O浓度增大,则加入沉淀剂BaCl2溶液,生成的沉淀为BaCrO4。
(5)①根据题意通过电解制得还原剂,铁为活性电极,石墨为惰性电极,则Fe作阳极,Fe失电子生成还原剂Fe2+,装置中b电极为阳极,则b电极的材料是铁。
②电解时阳极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,Cr2O72-被还原成Cr3+,则Fe2+被氧化成Fe3+,反应可写
-+
2-2-+
2-2-2-2-2-2-3+
2-
2CrO4+2H。
2-
2-+
2CrO4+2H”正向移动,CrO4
成Fe+Cr2O7→Fe+Cr,根据得失电子守恒配平为6Fe+Cr2O7→6Fe+2Cr,结合废水呈酸性和原子守恒,写出离子方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
9. 绿矾(FeSO4·7H2O)在不同温度下可分解得到各种铁的氧化物和硫的氧化物。已知SO3是一种无色晶体,熔点16.8℃,沸点44.8℃,氧化性及脱水性较浓硫酸强,能漂白某些有机染料,如品红等。回答下列问题:
2+2-3+3+2+2-3+3+
(1)同学甲按右图所示装置实验检验绿矾的分解产物。装置B中可观察到的现象是_____,由此得出绿矾的分解产物中含有SO2。装置C的作用是_____。
(2)同学乙认为同学甲的实验结论不严谨。乙对甲做完实验的B装置试管进行加热,发现褪色的品红溶液未恢复红色,则可证明绿矾分解的产物中_____。(选填字母) A.不含SO2 B.可能含SO2 C.一定含有SO3
(3)同学丙查阅资料发现绿矾受热分解还可能有O2放出,为此,丙选用甲的部分装置和下图部分装置设计出了一套检验绿矾分解气态产物的装置:
①同学丙的实验装置中,依次连接的合理顺序为_____。 ②能证明绿矾分解产物中有O2的实验操作及现象是_____。
(4)为证明绿矾分解产物中含有三价铁,选用的实验仪器有试管、药匙、_____;选用的试剂为_____。
【答案】 (1). 品红溶液褪色 (2). 吸收尾气,防止SO2(SO3)等气体扩散到空气污染环境 (3). BC (4). AFGBDH (5). 把H中的导管移出水面,撤走酒精灯,用拇指堵住试管口,取出试管,立即把带火星的木条伸入试管口内,木条复燃,证明试管中收集的气体是氧气 (6). 胶头滴管 (7). 盐酸,KSCN溶液
【解析】试题分析:本题以探究绿矾分解产物为载体,考查SO2的性质,实验装置的连接,物质的检验,实验方案的设计和评价。
(1)根据题意,绿矾在不同温度下可分解得到各种铁的氧化物和硫的氧化物,SO2、SO3都能使品红溶液褪色,装置B中可观察到的现象是:品红溶液褪色。装置C的作用是:吸收尾气,防止SO2(SO3)等气体扩散到空气污染环境。
(2)经SO2漂白过的品红溶液加热后可恢复红色,SO3也能漂白品红。对B装置试管进行加热,褪色的品红溶液未恢复红色,说明产物中一定含SO3,可能含SO2,答案选BC。
(3)①根据题意,绿矾分解的气态产物可能有H2O(g)、SO2、SO3和O2。检验H2O(g)用无水CuSO4;检验SO2用品红溶液;根据题给SO3的物理性质,检验SO3将气态产物冷却观察是否有晶体析出;检验O2用带火星的木条。为了防止检验其它气体时带出的H2O(g)干扰分解产物H2O(g)的检验,故先检验产物H2O(g);由于SO3也能漂白品红,所以先检验SO3并除去SO3后检验SO2;检验SO2后用碱液吸收SO2,收集O2并检验O2;装置连接的合理顺序为AFGBDH。 ②O2能使带火星的木条复燃,证明绿矾分解产物中有O2的实验操作及现象是:把H中的导管移出水面,撤走酒精灯,用拇指堵住试管口,取出试管,立即把带火星的木条伸入试管口内,木条复燃,证明试管中收集的气体是O2。
(4)绿矾分解得到铁的氧化物和硫的氧化物,要证明分解产物中含有三价铁,用非氧化性酸将分解的固体产物溶解,再用KSCN溶液检验;选用的实验仪器有试管、药匙、胶头滴管;选用的试剂是盐酸、KSCN溶液。实验操作为:取固体分解产物少许于试管中,加入足量稀盐酸使固体充分溶解,再向溶液中加入KSCN溶液,若溶液呈血红色,则分解产物中含三价铁。 点睛:本题的难点是第(3)问中装置的连接顺序,物质检验时一般用特征方法,但需要注意其它物质的干扰,所以检验时要确定检验的顺序(如本题中先用无水CuSO4检验水蒸气等),若有干扰必须先排除干扰(如本题中SO3会干扰SO2的检验,检验SO2之前必须除去SO3)。 10. 汽车尾气(主要成分为NOx和CO)已成为主要的空气污染物来源之一,有发生光化学烟雾污染的潜在危险。
(1)某小组同学为研究光化学烟雾的形成进行了模拟实验。测得烟雾的主要成分为CxHy(烃)、NO、NO2、O3、PAN (CH3COOONO2),各种物质的相对浓度随时间的变化如右图。根据图中数据,下列推论最不合理的是_____。(填选项序号字母)
a.NO的消失的速率比CxHy快 b.NO生成NO2