Question

【題目】I.（1）粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質離子，粗鹽精制過程中要使用Na2CO3溶液，請寫出加入Na2CO3溶液后相關化學反應的離子方程式：_________________________。

（2）將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后得到的固體物質是_________________________。

II.（1）120 mL含有0.20 mol碳酸鈉的溶液和200 mL鹽酸,不管將前者滴加入后者,還是將后者滴加入前者,都有氣體產生,但最終生成的氣體體積不同,則鹽酸的濃度合理的范圍是_________________________________________

（2）取體積相同的KI、Na2SO3、FeBr2溶液，分別通入足量氯氣，當恰好完全反應時，三種溶液消耗氯氣的物質的量相同，則KI、Na2SO3、FeBr2溶液的物質的量濃度之比為_______。

（3）在反應 3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2 中，當有5 mol水反應時，由H2O還原的BrF3為______________mol。

III.將一定質量的鐵粉加入到裝有100 mL某濃度的稀硝酸溶液中充分反應。

（1）容器中剩有m g的鐵粉，收集到NO氣體448 mL(標準狀況下)。

①所得溶液中的溶質的化學式為________________。

②原硝酸溶液的物質的量濃度為__________________________。

（2）向上述固液混合物中逐漸滴加稀硫酸至剛好不再產生遇空氣變成紅棕色氣體為止，此時容器中有鐵粉n g。

①此時溶液中溶質的化學式為__________________。

②（m－n）的值為________________(精確到0.1 g)。

Answer 1

【答案】Ca2++CO32-=CaCO3↓ Ba2++ CO32-=BaCO3↓ 硅酸鈉 1.0mol/L<c（鹽酸）<2.0 mol/L 6∶3∶2 4/3 Fe(NO3)2 0.8 mol/L FeSO4 5.0

【解析】

I.（1）Na2CO3可以把過量的鋇離子轉化為沉淀，同時能夠和鈣離子結合生成沉淀；

（2）向硅酸鈉溶液中通入足量二氧化碳，二氧化碳和硅酸鈉反應生成硅酸和碳酸氫鈉；蒸干時碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉，硅酸分解生成二氧化硅；高溫條件下灼燒混合物，二氧化硅和碳酸鈉反應。

II.（1）根據碳酸鈉滴入鹽酸中的反應及鹽酸滴入碳酸鈉中的反應，結果都有氣體產生，但最終生成的氣體體積不同來找出鹽酸與碳酸鈉的物質的量的關系，計算鹽酸的濃度范圍值。

（2）根據通入足量氯氣，當反應恰好完全時，三種溶液消耗氯氣的物質的量相同，則KI、Na2SO3、FeBr2失去的電子數相等，又溶液的體積相同，則濃度之比等于物質的量之比；向FeBr2 溶液中通入等物質的量的Cl2，先與亞鐵離子反應，再與溴離子反應。

（3）在氧化還原反應3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2中，化合價升高的元素是水中的氧元素和BrF3中的溴元素，氧、溴元素被氧化，被還原的是部分Br，根據電子守恒解答；

III.（1）①容器中剩有m g的鐵粉，生成硝酸亞鐵；

②硝酸完全反應生成硝酸亞鐵與NO，根據n=V/Vm計算NO的物質的量，根據電子轉移守恒計算參加反應的n（Fe），由氮元素守恒可知：n（HNO3）=2n[Fe（NO3）2]+n（NO），再根據c=n/V計算；

（2）①混合物中逐滴加入稀硫酸，Fe先和HNO3（氫離子由硫酸提供）生成NO，然后是Fe和H2SO4反應生成H2，據此確定溶液中的溶質；

②m-n的值為加入硫酸后再溶解的金屬鐵的質量，根據反應方程式中鐵和硝酸根離子量的關系計算即可．

I.（1）Na2CO3可以把過量的鋇離子轉化為沉淀：Ba2＋+CO32－=BaCO3↓，Na2CO3可以和鈣離子結合生成沉淀：Ca2＋+CO32－=CaCO3↓；

（2）二氧化碳先與水玻璃反應生成硅酸和碳酸氫鈉，蒸干灼燒時，硅酸分解成二氧化硅和水，碳酸氫鈉分解得到碳酸鈉、二氧化碳和水；二氧化硅和碳酸鈉在高溫下又發(fā)生反應，生成二氧化碳和硅酸鈉，所以最終所得固體是硅酸鈉。

II.（1）當碳酸鈉滴入鹽酸中時發(fā)生CO32－+2H＋═H2O+CO2↑，當鹽酸滴入碳酸鈉溶液時，反應順序為CO32－+H＋═HCO3－、HCO3－+H＋═H2O+CO2↑，則HCl的物質的量應大于Na2CO3的物質的量，又因為最終生成的氣體體積不同，則HCO3－+H＋=H2O+CO2不能全部完成，即HCl的物質的量比Na2CO3的物質的量的二倍少，碳酸鈉的物質的量為0.2mol，則HCl的物質的量應介于0.2mol～0.4mol之間，鹽酸溶液的體積為200mL=0.2L，即鹽酸的濃度應該是大于1mol·L－1，小于2mol·L－1。即1.0mol/L<c（HCl）<2.0 mol·L－1。

（2）因KI、Na2SO3、FeBr2溶液，分別通入足量氯氣均發(fā)生氧化還原反應，且反應恰好完全時，三種溶液消耗氯氣的物質的量相同，則KI、Na2SO3、FeBr2失去的電子數相等，設KI、Na2SO3、FeBr2的物質的量分別為x、y、z，由失去的電子數相等可知，x×（1-0）=y×（6-4）=z×（3-2）+z×2×（1-0），解得x：y：z=6：3：2；

（3）在氧化還原反應3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2中，化合價升高的元素是水中的氧元素和BrF3中的溴元素，氧、溴元素被氧化，當有5mol水反應時，化合價升高的元素之一是水中的氧元素從-2價升到0價，被氧化的水的物質的量為2mol，化合價降低的元素是BrF3中的溴元素從+3價降到0價，被還原的物質的量為2mol，其中由H2O還原的BrF3為：(2×2)mol/(3×1)=4/3mol．

III.（1）①容器中剩有m g的鐵粉，所得溶液中的溶質為Fe（NO3）2；

②硝酸完全反應生成硝酸亞鐵與NO，NO的物質的量=0.448L÷22.4L·mol－1=0.02mol，根據電子轉移守恒，參加反應的n（Fe）=0.02mol×3/2=0.03mol，由氮元素守恒可知：n（HNO3）=2n[Fe（NO3）2]+n（NO）=2×0.03mol+0.02mol=0.08mol，故原硝酸的物質的量濃度=0.08mol÷0.1L=0.8mol·L－1；

（2）①向上述固-液混合物中逐滴加入稀硫酸溶液的反應順序為：Fe先和HNO3（氫離子由硫酸提供）生成NO，因為此時鐵還是有剩余，所以硝酸根離子完全反應，硝酸根反應完全后，再是Fe和H2SO4反應生成H2，此時溶液中的溶質為硫酸亞鐵。

②Fe先和HNO3（氫離子由硫酸提供）生成NO，關系為：3Fe～2NO3－，溶液中硝酸根離子的物質的量是0.08mol-0.02mol=0.06mol，所以消耗鐵的物質的量是0.06mol×3/2=0.09mol，質量是0.09mol×56g·mol－1≈5.0g，即m-n的值為5.0。