Question

（1）在半導(dǎo)體工業(yè)中有這樣一句行話：“從沙灘到用戶”，其中所涉及的化學(xué)方程式①

 

②

 

③

 

（2）白磷（P₄）可由Ca₃（PO₄）₂，焦炭和SiO₂在一定條件下反應(yīng)獲得，相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：
2Ca₃（PO₄）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₁=+3359.26kJ?mol
CaO（s）+SiO₂（s）═CaSiO₃（s）△H₂=-89.61kJ?mol
2Ca₃（PO₄）₂（s）+6SiO₂（s）+10C（s）═6CaSiO₃（s）+P₄（s）+10CO（g）則△H₃=

 

　kJ?mol．
（3）下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol/L計算）

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Al3+	3.0	5.0
Fe2+	5.8	8.8

①則制備FeCO₃時，選用的加料方式是

 

（填字母），原因是

 

．
a．將FeSO₄溶液與Na₂CO₃溶液同時加入到反應(yīng)容器中．
b．將FeSO₄溶液緩慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反應(yīng)容器中．
c．將Na₂CO₃溶液緩慢加入到盛有FeSO₄溶液的反應(yīng)容器中．
②生成的FeCO₃沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢查洗滌是否完全的方法

 

．
（4）甲醛是一種非常重要）有機物原料和燃料，工業(yè)上合成甲醛在合成塔中進行，反應(yīng)如下：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H═-QkJ/mol（Q＞0），溫度為T時，反應(yīng)的平常常數(shù)K=140．該溫度下，在密閉容器中充入一定量的CO，H₂，反應(yīng)一段時間后，測得容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如表所示

體系中各物質(zhì)	CO	H2	CH3OH
物質(zhì)的量濃度（mol/L）	0.1	0.2	0.4

此時有v（正）

 

v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）
（5）室溫時，在乙酸溶液中加入一定量的乙酸鈉固體，溶解后測得混合液的pH═6，則溶液中c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=

 

mol/L，若用1L 0.15mol/L的NaOH溶液充分吸收2.24L CO₂氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），則溶液中c（CO₃^2-）

 

c（HCO₃^-）（填“大于”“小于”或“等于”）．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)平衡建立的過程,鹽類水解的應(yīng)用,物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）從沙灘到用戶，經(jīng)歷了硅的冶煉和提純；
（2）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)并進行相應(yīng)的加減，據(jù)此計算；
（3）①利用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液反應(yīng)制備FeCO₃，由于Na₂CO₃溶液堿性很強，可能會生成Fe（OH）₂沉淀，為避免生成Fe（OH）₂沉淀，應(yīng)將Na₂CO₃溶液緩慢加入到盛有FeSO₄溶液的反應(yīng)容器中；
②判斷沉淀是否洗凈的方法：取最后一次洗滌的濾液，檢測濾液中是否存在未洗滌干凈的雜質(zhì)．首先要弄清沉淀上的雜質(zhì)是什么，然后再去檢測里面的離子．本題中FeCO₃的制備是用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液的反應(yīng)，因而沉淀表面可能會有Na₂SO₄雜質(zhì)，因而應(yīng)該檢驗最后一次洗滌濾液中是否含有SO₄^2-，即該題便轉(zhuǎn)化成SO₄^2-的檢驗；
（4）依據(jù)濃度商和平衡常數(shù)比較分析反應(yīng)進行的方向；
（5）從溶液呈電中性的角度分析；根據(jù)鈉離子的守恒和碳的守恒求出反應(yīng)后溶液中Na₂CO₃和NaHCO₃的物質(zhì)的量，再根據(jù)CO₃^2-的水解程度和HCO₃^-的電離程度的相對大小來分析．

解答： 解：（1）從沙灘到用戶，經(jīng)歷了硅的冶煉和提純，硅的冶煉的化學(xué)方程式：SiO₂ +2C=Si+2CO↑，硅的提純的化學(xué)方程式：Si（粗）+2Cl₂=SiCl₄ ，SiCl₄+2H₂=Si（純）+4HCl，故答案為：SiO₂ +2C=Si+2CO↑；Si（粗）+2Cl₂=SiCl₄ ；SiCl₄+2H₂=Si（純）+4HCl；
（2）①2Ca₃（PO₄）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₁=+3359.26 kJ?mol^-1
②CaO（s）+SiO₂（s）═CaSiO₃（s）△H₂=-89.61kJ?mol^-1
①+②×6得2Ca₃（PO₄）₂（s）+6SiO₂（s）+10C（s）═6CaSiO₃（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₃=△H₁+△H₂×6=+2821.6kJ?mol^-1，
故答案為：+2821.6；
（3）①利用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液反應(yīng)制備FeCO₃，由于Na₂CO₃溶液堿性很強，可能會生成Fe（OH）₂沉淀，為避免生成Fe（OH）₂沉淀，應(yīng)將Na₂CO₃溶液緩慢加入到盛有FeSO₄溶液的反應(yīng)容器中；
故答案為：c；避免生成Fe（OH）₂沉淀；
②判斷沉淀是否洗凈的方法：取最后一次洗滌的濾液，檢測濾液中是否存在未洗滌干凈的雜質(zhì)．首先要弄清沉淀上的雜質(zhì)是什么，然后再去檢測里面的離子．本題中FeCO₃的制備是用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液的反應(yīng)，因而沉淀表面可能會有Na₂SO₄雜質(zhì)，因而應(yīng)該檢驗最后一次洗滌濾液中是否含有SO₄^2-，即該題便轉(zhuǎn)化成SO₄^2-的檢驗．具體操作為：取最后一次的洗滌濾液1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈；
故答案為：取最后一次的洗滌濾液1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈；
（4）表中數(shù)據(jù)分析計算濃度商Q_C=

C(CH3OH)

C(CO)?C2(H2)

=

0.4

0.1×0．22

=100＜140，說明反應(yīng)正向進行，v_正＞v_逆，故答案為：＞；
（5）CH₃COOH和CH₃COONa混合溶液中，溶液不顯電性，由電荷守恒可知存在c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），pH=6，c（H⁺）=10^-6mol/L，c（OH^-）=10^-8mol/L，則溶液中c（CH₃COO^- ）-c（Na⁺）=9.9×10^-7mol/L；
設(shè)反應(yīng)后溶液中Na₂CO₃和NaHCO₃的物質(zhì)的量分別為X和Y，根據(jù)鈉離子的守恒，有：2X+Y=0.15 ①
                                               根據(jù)碳原子的守恒，有：X+Y=0.1   ②
解①②可得：X=0.05mol，Y=0.05mol．根據(jù)溶液體積為1L，故C（Na₂CO₃）=0.05mol/L，C（NaHCO₃）=0.05mol/L．
在溶液中，CO₃^2-會水解：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，而且水解程度較大；
HCO₃^-既能電離又能水解：HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，而程度均較小，故可知c（HCO₃^-）大于（（CO₃^2-），
故答案為：9.9×10^-7mol/L；小于．

點評：本題考查了學(xué)生在新情境下物質(zhì)的制備實驗中基本的實驗技能和對教材相關(guān)實驗的理解的遷移能力，中檔題難度偏大，掌握物質(zhì)性質(zhì)和實驗技能是解題關(guān)鍵．