- 硫和氮的氧化物
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现有硫酸和硫酸钠的混合溶液200 mL,其中硫酸的浓度为0.4 mol·L-1,硫酸钠的浓度为0.5mol·L-1。若使硫酸和硫酸钠的浓度分别为2mol·L-1。和0.2 mol·L-1,现有98%的密度为1.84g·cm-3。的浓硫酸和蒸馏水,配制完成后能得到多少毫升新的混合液?需98%的浓硫酸多少毫升?
正确答案
500ml 50ml
略
有下列三组固体混合物:
①Na2O2、NaOH混合物,含Na元素58%
②FeSO4、Fe2(SO4)3混合物,含Fe元素31%
③Na2S、Na2SO3、Na2SO4混合物,含S元素25.6%(以上均为质量分数)
则上述固体混合物中氧元素的质量分数分别是_______、_______、_______。
正确答案
40.35% 46% 37.6%
先仔细观察化学式的特征及已知数据:①中Na2O2、NaOH两种物质中Na、O原子个数比均为1∶1,则m(Na)∶m(O)=23∶16(质量比);②中两组分含三种元素,已知含Fe为31%,那么S、O两种元素的含量共为69%,而S、O原子个数比为1∶4,则其质量比为1∶2;③中三种物质中,Na、S原子个数比为2∶1,则其质量比为46∶32,已知混合物含S元素25.6%,由此可知含Na、O元素的质量分数,通过观察、分析,便可计算出结果。
将过量的铁粉投入一定量的热浓硫酸中(含2 mol H2SO4),按照中学教材上H2SO4与铁反应的有关知识填空:
(1)若反应结束后,有1.5 mol铁被溶解,产生的气体是_______,质量为_______g。
(2)反应停止后,有W g铁粉溶解,产生的SO2在标准状况下所占有的体积是_______L。
正确答案
(1)SO2、H2 34
(2)
(1)根据浓、稀硫酸的性质不同,当向浓H2SO4中投入过量铁粉时,先生成SO2,后生成H2。由Fe+2H2SO4====FeSO4+SO2↑+2H2O和Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑,设生成H2的物质的量为x,SO2为y。
则x+y="1.5 " ①
x+2y="2 " ②
解之:x="1" mol,y="0.5" mol。
(2)设此时生成SO2的物质的量为m,H2的物质的量为n,则m+n="W/56 " ①
2m+n="2 " ②
解之:,其体积为
。
常温下,将Fe粉和S粉混合,不发生反应。某课外活动小组将Fe粉和S粉按物质的量比1∶1混合均匀,并置于水平放置且隔绝空气的玻璃管中,加热片刻,反应开始,然后撤去酒精灯,发现反应仍能剧烈进行,并使生成的固体呈红热状态。试完成下列问题:
(1)上述现象说明了_____________________________。
(2)将生成的黑色固体置于稀H2SO4中,有气体放出,写出发生反应的离子方程式__________________________________________________________。
(3)已知H2S是一种剧毒、有刺激性气味的气体,试说明实验室制取H2S时应采用的一条安全措施___________________________。
(4)将21.0 g铁粉(过量)和硫粉混合,在隔绝空气情况下加热,将反应后的全部物质装入到足量的稀盐酸中,则生成气体的体积为____________(标准状况)。
正确答案
(1)Fe与S的反应是放热反应
(2)FeS+2H+====Fe2++H2S↑
(3)在制H2S的反应装置和收集装置后连接盛有NaOH(aq)〔或CuSO4(aq)〕的洗气瓶(或制取H2S时在通风橱中进行)
(4)8.40 L
(1)撤去酒精灯,反应仍能继续,表明有热量来源。热量何来?只能说反应是放热反应。
(2)FeS与H2SO4发生复分解反应。
(3)应将多余的H2S吸收或通过通风橱排走,以免中毒。
(4)n(Fe)="0.375" mol
题设条件下加热发生的反应为:
①Fe+S====FeS
生成的FeS和剩余的Fe都能与HCl(aq)反应放出气体:
②FeS+2HCl====FeCl2+H2S↑
③Fe+2HCl====FeCl2+H2↑
由①②两反应可知Fe与H2S的关系:
Fe~H2S
结合③便知,生成气体的物质的量等于Fe的物质的量。则:
V(气体)="0.375" mol×22.4 L· mol-1="8.40" L
假设116号元素存在,完成下列问题:
(1)116号元素在元素周期表中的位置是___________________________________。
(2)下列关于116号元素的说法中正确的是_________________。
A.无氧酸钠盐的化学式为Na2R的形式
B.最高价氧化物可能是碱性氧化物
C.原子的近似相对原子质量必定为332
正确答案
(1)第七周期、ⅥA族 (2)B
已知元素的原子序数判断元素在周期表中的位置,方法之一是参照ⅠA族和0族元素原子序数法。元素周期表第七周期的ⅠA族元素原子序数为87,0族元素原子序数为118,87<116<118。故116号元素在周期表的第七周期、倒数第三个族——ⅥA族。
周期表第ⅥA族第五周期的元素碲虽然为非金属元素,但有一定的金属性,如单质碲为银白色、能导电。根据周期表同主族内元素性质变化的规律判断可知,116号元素是金属元素,且其金属性较强或很强。金属元素的最高价氧化物可能是碱性氧化物,但它不存在无氧酸,自然就没有Na2R这种形式的盐。
原子的近似相对原子质量就是原子的质量数。元素原子序数是116,该元素中可能有同位素,或者说该元素可能包括两种或更多种不同的核素。在现有条件下,不能确定该元素中任何一种核素原子核内的中子数,也就不能确定原子的近似相对原子质量。
某研究性学习小组欲开展一次以化学为主题的活动,确定的课题是“研究浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的产物”。
(1)假如你是小组成员,根据你的推测,浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的产物的可能是。
(2)为了验证你的推测,小组讨论确定用以下装置进行实验:
①你认为装置b中所加的固体是_____________;装置C中所加的溶液是_____________。
②甲、乙、丙三位同学分别设计了三套不同的装置如下:
甲的装置顺序:d a b c
乙的装置顺序:d b a c
丙的装置顺序:d c a b
你认为谁设计的顺序合理?为什么?推测合理的顺序中的a、b、c装置中可能出现的实验现象。
正确答案
(1)CO2、SO2、H2O
(2)①无水硫酸铜 澄清石灰水
②乙。甲只能检出二氧化硫和二氧化碳,丙只能检出二氧化碳,而乙既能检出二氧化硫,又能检出二氧化碳,还能检出水。b处变蓝色;a处的A瓶中品红溶液褪色,B瓶中颜色变浅或刚好褪色,C瓶中的品红不褪色;c处的溶液变浑浊。
木炭与浓硫酸加热反应生成CO2和SO2。CO2和SO2在化学性质上的相同点都是酸性氧化物,都跟澄清石灰水中的Ca(OH)2反应,使澄清石灰水变浑浊,这会相互干扰鉴别。CO2和SO2在化学性质上的明显不同点为SO2有漂白性,CO2则不然;SO2有较强的还原性,CO2则不然。在SO2、CO2混合气体中,首先用品红检验SO2的存在,然后将SO2氧化除去,再用澄清石灰水检验CO2的存在,是一种确认SO2和CO2共存的好方案。
由于对CO2、SO2的确认都是在水溶液中进行的,所以应在确认CO2和SO2之前确认H2O。与H2O发生作用并伴有明显现象的物质,中学生应该熟知的是无水CuSO4。白色的CuSO4粉末与H2O反应生成蓝色的CuSO4·5H2O晶体。CuSO4与CO2和SO2都不发生任何作用。
取50 mL硫酸、盐酸混合溶液,当加入0.4 mol·L-1 Ba(OH)2溶液250 mL时,不再生成沉淀,但溶液仍为酸性;再加入125 mL Ba(OH)2溶液后,恰好使溶液呈中性。求该溶液中硫酸和盐酸的物质的量浓度。
正确答案
2 mol·L-1 2 mol·L-1
n(Ba2+)=n()="0.25" L×0.4 mol·L-1="0.1" mol,
n(H+)=n(OH-)="2×0.375" L×0.4 mol·L-1="0.3" mol。
所以,n(H2SO4)="0.1" mol,
c(H2SO4)=="2" mol·L-1,
n(HCl)="0.3" mol-2×0.1 mol="0.1" mol,
c(HCl)= ="2" mol·L-1。
实验证明铜在低温下不能和O2发生反应,也不能和稀H2SO4共热发生反应,但工业上却是将铜屑倒入热的稀H2SO4中并不断地通入空气来制取CuSO4溶液的。铜屑在此状态下发生的一系列化学反应的方程式为:________________________________________________。利用铜与浓H2SO4在加热条件下也能制备CuSO4溶液,其化学方程式为:___________________________________。以上两种方法前者好还是后者好?原因是什么?
正确答案
2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4(稀)====CuSO4+H2O〔或总式:2Cu+O2+2H2SO4(稀)====2CuSO4+2H2O〕 Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O 第一种方法好。原因是:①制得相同质量的产品,第一种方法消耗硫酸少;②第二种方法生成的SO2会造成大气污染;③第一种方法节省能源。
在稀硫酸存在的条件下,Cu与O2反应后的生成物CuO迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4;第二种方法是在加热条件下铜与浓硫酸反应,H2SO4会被还原为SO2,其利用率降低且生成的气体有毒。
某化学小组为了测定石膏(CaSO4·xH2O)的组成,即测定x值,做如下实验:将石膏加热使之脱水,加热过程中固体的质量与时间的变化关系如右图所示。数据表明当固体的质量为2.72 g后不再改变。求(必须写出计算过程):
(1)石膏的化学式。
(2)图象中AB段对应化合物的化学式。
正确答案
(1)CaSO4·2H2O
(2)2CaSO4·H2O或CaSO4·H2O
CaSO4·xH2OCaSO4+xH2O
136+18x 136 18x
3.44 g 2.72 g 0.72 g
该化合物化学式为CaSO4·2H2O。
(2)实验数据和图象AB段说明在石膏受热分解过程中,有一固定组成的化合物存在。
CaSO4·2H2OCaSO4·yH2O+(2-y)H2O
172 136+18y
3.44 g 2.90 g
解得y=0.5
该化合物化学式为2CaCO4·H2O(或CaSO4·H2O)。
一定量的锌与一定浓度的H2SO4反应,生成的气体在标准状况下体积为2.24 L,求反应消耗的锌和H2SO4的物质的量。
正确答案
若气体全为H2,耗Zn 0.1 mol,耗H2SO4 0.1 mol
若气体全为SO2,耗Zn 0.1 mol,耗H2SO4 0.2 mol
若气体为SO2和H2,耗Zn 0.1 mol,耗H2SO4(0.1+) mol
与Zn反应的硫酸的浓度未确定,因此需讨论,若为稀H2SO4,则2.24 L为H2;若为浓H2SO4,又有两种可能:一是浓H2SO4量大,则2.24 L全为SO2;若浓H2SO4量少,反应过程中浓度减小,则2.24 L为H2、SO2的混合气体。
若气体全为H2,则有:
Zn + H2SO4(稀)====ZnSO4+H2↑
1 1 1
0.1 mol 0.1 mol ="0.1" mol
若气体全为SO2,则有:
Zn + 2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O
1 2 1
0.1 mol 0.2 mol ="0.1" mol
若气体为SO2、H2的混合气体,
则n(混)=="0.1" mol
设SO2的质量为m g,n(SO2)=mol,n(H2)=(0.1-
)mol。
Zn + 2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O
1 2 1
mol
mol
mol
Zn + H2SO4(稀)====ZnSO4+H2↑
1 1 1
(0.1-) mol (0.1-
) mol (0.1-
) mol
所以n(Zn)=+(0.1-
) mol="0.1" mol
n(H2SO4)= +(0.1-
) mol=(0.1+
)mol
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