20.(1)把一定質(zhì)量的鎂、鋁混合物投入到 2mol•L-1 的鹽酸中,待金屬完全溶解后,向溶液中加入 2mol•L-1 的氫氧化鈉溶液,生成沉淀的質(zhì)量與加入氫氧化鈉溶液的體積關(guān)系如圖所示.則:
①金屬鋁的質(zhì)量為0.54g
②原溶液中鹽酸的體積為80mL
③a 的取值范圍是0≤a<50
④n$\frac{n(Al)}{n(Mg)}$的最小值是0.4
(2)現(xiàn)將含有銅的印刷線路板浸入 120mL FeCl3 的溶液中,當腐蝕 9.6g 銅時,取出印刷線路板,向溶液中加入 8.4g 鐵粉,充分反應(yīng)后溶液中還存在 4.8g 不溶物,則:
①溶液中主要存在的離子:Cu2+,F(xiàn)e2+,Cl-
②離子濃度各是多少(設(shè)溶液體積不變)0.625mol/L;5mol/L;11.25mol/L;.

分析 (1)0~a段沒有生成沉淀,說明鹽酸過量,加入的氫氧化鈉與氯化氫反應(yīng);a~80段開始生成沉淀,加入80mL氫氧化鈉溶液后沉淀達到最大量,此時溶液中的溶質(zhì)為NaCl;80~90段氫氧化鋁開始溶解,溶解氫氧化鋁消耗了10mLNaOH,則氫氧化鋁沉淀的物質(zhì)的量為:2mol/L×0.01L=0.02mol;當加入90mLNaOH溶液后氫氧化鋁完全溶解,此時沉淀只有氫氧化鎂,
①根據(jù)氫氧化鈉的體積在80至90mL段內(nèi),所有的氫氧化鈉用于溶解氫氧化鋁,根據(jù)氫氧化鈉的量確定氫氧化鋁的量,根據(jù)原子守恒確定金屬鋁的量;
②加入80mL氫氧化鈉溶液時,溶質(zhì)為NaCl,根據(jù)質(zhì)量守恒可以計算出氯化氫的物質(zhì)的量,再根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計算出鹽酸的體積;
③合金的組成可以采用極限假設(shè)法,當金屬全部是金屬鋁時剩余的酸最多,a的值最大來判斷a得取值范圍;
④根據(jù)圖象中消耗的氫氧化鈉的量確定合金中金屬鎂的最大量,進而確定該合金中兩元素物質(zhì)的量之比的最小值;
(2)①根據(jù)反應(yīng):Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2、Fe+CuCl2=FeCl2+Cu判斷溶液中剩余的金屬離子;
②反應(yīng)順序是Fe先和過量的Fe3+反應(yīng),再置換部分Cu2+,利用物質(zhì)的量守恒、電荷守恒以及電子得失守恒計算即可;

解答 解:(1)0~a段沒有生成沉淀,說明鹽酸過量,加入的氫氧化鈉與氯化氫反應(yīng);a~80段開始生成沉淀,加入80mL氫氧化鈉溶液后沉淀達到最大量,此時溶液中的溶質(zhì)為NaCl;80~90段氫氧化鋁開始溶解,溶解氫氧化鋁消耗了10mLNaOH,則氫氧化鋁沉淀的物質(zhì)的量為:2mol/L×0.01L=0.02mol;當加入90mLNaOH溶液后氫氧化鋁完全溶解,此時沉淀只有氫氧化鎂,
①從橫坐標80mL到90mL這段可以得出:n(Al(OH)3)=0.02mol,則n(Al)=n(Al(OH)3)=0.02mol,原混合物中鋁的質(zhì)量為:27g/mol×0.02mol=0.54g,
故答案為:0.54;
②加入80mL氫氧化鈉溶液時,溶質(zhì)為NaCl,則:n(HCl)=n(NaOH)=2mol/L×0.08L=0.16mol,
鹽酸的體積為:$\frac{0.16mol}{2mol/L}$=0.08L=80mL,
故答案為:80;
③假設(shè)鹽酸溶解金屬后沒有剩余,此時酸恰好與合金反應(yīng)完全,即a=0,通過極值法,當合金中完全是鋁時,因為沉淀Al3+需要消耗NaOH溶液的體積為30mL,從圖可知,中和過量的酸所消耗的堿液體積最大為50mL,但是假設(shè)不成立,最大值是不存在的,所以的取值范圍為 0≤a<50,
故答案為:0≤a<50;
④n(Al)=n(Al(OH)3)=2mol•L-1×0.01L=0.02mol,所以沉淀Al3+需要消耗的OH-為0.06mol,即NaOH溶液的體積為30mL,鎂離子和鋁離子沉淀完全消耗的堿的體積為(80-a)mL,若假設(shè)鹽酸沒有剩余,所以沉淀Mg2+需要NaOH溶液的體積最大值為:80mL-30mL=50mL,
n (Mg)的最大值為:$\frac{2mol/L×0.05L}{2}$=0.05mol,所以該合金中鋁、鎂兩元素物質(zhì)的量之比的最小值為:0.02mol:0.05mol=0.4,
故答案為:0.4;
(2)①加入Fe粉前,溶液中有Cu2+,F(xiàn)e2+,Cl-,可能還有Fe3+,8.4gFe為0.15mol,9.6gCu為0.15mol,根據(jù)Fe+CuCl2=FeCl2+Cu可知,若無Fe3+,那么Fe恰好把9.6gCu全部置換,現(xiàn)在只有4.8g不溶物,不溶物為Cu,反應(yīng)順序是Fe先和過量的Fe3+反應(yīng),再置換部分Cu2+,溶液中主要存在的離子:Cu2+,F(xiàn)e2+,Cl-;
故答案為:Cu2+;Fe;Cu;
②反應(yīng)順序是Fe先和過量的Fe3+反應(yīng),再置換部分Cu2+,不溶物為Cu,所以存在Cl-,F(xiàn)e2+,Cu2+;溶液中剩余的Cu元素為9.6g-4.8g=4.8g,物質(zhì)的量為$\frac{4.8g}{64g/mol}$=0.075mol,c(Cu2+)=$\frac{0.075mol}{0.12L}$=0.625mol/L,綜合來看,溶液中是4.8gCu和8.4gFe恰好完全還原了Fe3+,Cu失電子為0.15mol,F(xiàn)e失電子0.3mol,合計0.45mol,所以原有Fe3+為0.45mol,最后所有的Fe元素都變成Fe2+,故c(Fe2+)=$\frac{(0.15+0.45)mol}{0.12L}$=5.0mol/L;由溶液中電荷守恒:c(Cu2+)×2+c(Fe2+)×2=c(Cl-),所以c(Cl-)=0.625mol/L×2+5.0mol/L×2=11.25mol/L;
故答案為:0.625mol/L;5mol/L;11.25mol/L.

點評 本題考查離子方程式的計算、鎂、鋁的化學(xué)性質(zhì)、銅以及鐵之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系等知識,題目難度中等,明確發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)與圖象的對應(yīng)關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵,注意守恒在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.美國天文學(xué)家在亞利桑那州一天文觀測臺,探測到距銀河系中心2.6億光年處一巨大氣云中的特殊電磁波,這種電磁波表明那里可能有乙醇醛糖(HOCH2CHO)分子存在,下列有關(guān)乙醇醛糖的說法不正確的是( 。
A.HOCH2CHO能發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)
B.乙醇醛糖是一種有機物,能燃燒,可溶于水
C.HOCH2CHO與乙酸、甲酸甲酯互為同分異構(gòu)體
D.乙醇醛糖與葡萄糖具有相似的化學(xué)性質(zhì),且互為同系物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.NA為阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是( 。
A.標準狀況下,22.4L苯中含有NA個苯分子
B.14g N2含有的核外電子總數(shù)為14NA
C.1 mol乙炔分子含3NA個碳碳叁鍵
D.23g金屬鈉與足量水反應(yīng)時失去的電子數(shù)是NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

8.完成實驗Fe與水蒸氣反應(yīng),如圖所示.
(1)裝置A的作用是制水蒸氣.
(2)B中反應(yīng)的化學(xué)方程式:3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
(3)堿石灰的作用是干燥氫氣.
(4)在D處玻璃管口點燃生成的氣體前,必須對該氣體進行驗純,這一操作的目的是防止點燃時,氫氣因含有氧氣而爆炸.
(5)當有16.8g 鐵粉參加反應(yīng)時,生成的氣體在標準狀況下的體積是8.96 L.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.根據(jù)下列敘述寫出相應(yīng)的熱化學(xué)方程式:

(1)已知16g固體硫完全燃燒時放出148.4kJ的熱量,寫出表示硫的燃燒的熱化學(xué)方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-296.8kJ/mol.
(2)如圖1是298K、101kPa時,N2與H2反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ•mol-1
(3)水煤氣是重要燃料和化工原料,可用水蒸氣通過熾熱的碳層制得:
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol-1
①若某溫度下,K值的大小為0.5,此時向體積為1L的密閉容器中加入1molH2O(g)和足量C(s),H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為50%
②對于該反應(yīng),一定可以提高平衡體系中H2的百分含量,又能加快反應(yīng)速率的措施是a.
a.升高溫度     b.增大水蒸氣的濃度     c.加入催化劑    d.降低壓強
③上述反應(yīng)達到平衡后,移走體系中部分C(s),平衡不移動,將產(chǎn)生的CO全部移走,平衡向右移(以上兩空選填“向左移”、“向右移”、“不移動”).
④上述反應(yīng)在t0時刻達到平衡(如圖2),若在t1時刻改變某一條件,請在圖2中繼續(xù)畫出t1時刻之后正反應(yīng)速率(ν)隨時間的變化:
①增大容器體積(用實線表示)   ②升高溫度(用虛線表示)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

5.某探究小組用測量HNO3與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法,研究影響反應(yīng)速率的因素.限選試劑:1.00mol•L-1 HNO3、2.00mol•L-1HNO3,細顆粒大理石、粗顆粒大理石,35℃水浴.
(1)他們能完成哪些因素對速率影響的探究?硝酸濃度、溫度、大理石表面積.
(2)請根據(jù)能進行的探究內(nèi)容,填寫以下實驗設(shè)計表,完成探究實驗:
實驗編號T/℃大理石規(guī)格HNO3濃度/mol•L-1
常溫細顆粒2.00
常溫細顆粒1.00
35℃粗顆粒2.00
35℃細顆粒2.00
(3)整個實驗中應(yīng)控制的不變量是硝酸溶液體積和大理石質(zhì)量.
(4)該實驗小組用如圖實驗裝置進行實驗.

①除電子天平、干燥管、錐形瓶、藥匙、膠塞、量筒等儀器外,必需的實驗儀器還有秒表.
②干燥管中應(yīng)放置的試劑是B.
A.堿石灰      B.無水CaCl2C.濃硫酸
③若撤除干燥管裝置,所測速率偏大(填“偏大”、“偏小”或“不變”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.下列有關(guān)化學(xué)用語表示正確的是(  )
A.質(zhì)量數(shù)為35的氯原子:${\;}_{35}^{17}$ClB.16O與18O互為同位素
C.氯離子的結(jié)構(gòu)示意圖:D.NaClO的電子式:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列說法正確的是( 。
A.稀醋酸中加入少量醋酸鈉能增大醋酸的電離程度
B.25℃時0.1 mol/L的硫化氫溶液比等濃度的硫化鈉溶液的導(dǎo)電能力弱
C.NaHCO3溶液中溶質(zhì)的電離方程式為NaHCO3═Na++H++CO32-
D.室溫下,對于0.10 mol•L-1的氨水,加水稀釋后,溶液中c(NH4+)•c(OH-)變大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.W、X、Y、Z是4種常見的短周期元素,其原子半徑隨原子序數(shù)變化如圖所示.已知W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18,中子數(shù)為10;X和氖原子的核外電子數(shù)相差1;Y的單質(zhì)是一種常見的半導(dǎo)體材料;Z的非金屬性在同周期元素中最強,下列說法正確的是( 。
A.X的非金屬性是同周期中最強的
B.對應(yīng)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:Y>Z
C.對應(yīng)簡單離子半徑:X>W(wǎng)
D.Y的氧化物能與X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)

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