Question

14．高中化學(xué)教材介紹了部分常見的金屬與非金屬元素及其化合物的相關(guān)知識(shí)，試回答下列問題
（1）實(shí)驗(yàn)室制取純凈氯氣的實(shí)驗(yàn)中，除了二氧化錳、濃鹽酸和濃硫酸，還需要飽和氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液（填寫試劑或溶液名稱）
（2）氧元素的氫化物除H₂O外，還有H₂O₂；碳元素的氫化物除CH₄外，還有C₂H₆等；氮元素的氫化物除NH₃外，還有含2個(gè)氮原子的分子的化學(xué)式為N₂H₄，其沸點(diǎn)比氨氣高（填“高”或“低”），該氫化物與足量鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂
（3）工業(yè)上較常用的方法是用鋁和金屬氧化物反應(yīng)制備金屬單質(zhì)．如：2Al+4BaO$\stackrel{高溫}{→}$3Ba↑+BaO•Al₂O₃
常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性弱 （選填“強(qiáng)”“弱”）．利用上述方法可制取Ba的主要原因是d．
a．高溫時(shí)Al的活潑性大于Ba                b．高溫有利于BaO分解
c．高溫時(shí)BaO•Al₂O₃比Al₂O₃穩(wěn)定             d．Ba的沸點(diǎn)比Al的低
（4）硫化氫具有還原性，可以和許多氧化劑反應(yīng)．在酸性條件下，H₂S和KMnO₄反應(yīng)生成S、MnSO₄、K₂SO₄和H₂O，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式3H₂SO₄+5H₂S+2KMnO₄=5S↓+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O．
（5）已知常溫下Ksp[Fe（OH）₃]=1.25×10^-36，則Fe（NO₃）₃溶液中加入KOH溶液到pH=3.7時(shí) Fe³⁺才能完全沉淀 （當(dāng)溶液中某種離子濃度小于10^-5mol•L^-1時(shí)可看作完全沉淀，lg2=0.3，lg5=0.7）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)濃鹽酸具有揮發(fā)性，制取的氯氣中含有水蒸氣和氯化氫，要想制取純凈的氯氣需要除去氯化氫和水蒸氣，氯氣有毒，過量的氯氣應(yīng)進(jìn)行尾氣處理；
（2）依據(jù)信息結(jié)合常識(shí)判斷含2個(gè)氮原子的分子為肼；與氨氣都屬于分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越大，依據(jù)相對分子質(zhì)量大小判斷其熔沸點(diǎn)，然后書寫化學(xué)反應(yīng)方程式即可；
（3）依據(jù)鋁與鋇在元素周期表中位置判斷鋁與鋇的金屬活潑性，常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性弱，該反應(yīng)是利用Ba的沸點(diǎn)比Al的低；
（4）H₂S和KMnO₄反應(yīng)生成S、MnSO₄、K₂SO₄和H₂O，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，結(jié)合質(zhì)量守恒書寫化學(xué)方程式；
（5）依據(jù)氫氧化鐵飽和溶液中溶度積常數(shù)計(jì)算溶液中的氫氧離子濃度，并計(jì)算pH即可．

解答 解：（1）濃鹽酸具有揮發(fā)性，制取的氯氣中含有水蒸氣和氯化氫，要想制取純凈的氯氣需要除去氯化氫和水蒸氣，應(yīng)依次通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶、濃硫酸的洗氣瓶，氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，氯氣能夠與氫氧化鈉反應(yīng)，可以用氫氧化鈉吸收過量的氯氣，所以除了二氧化錳、濃鹽酸和濃硫酸，還需要：飽和氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液；
故答案為：飽和氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液；
（2）依據(jù)信息結(jié)合常識(shí)判斷含2個(gè)氮原子的分子為肼，化學(xué)式為N₂H₄；與氨氣都屬于分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越大，由于其相對分子質(zhì)量較氨氣大，故熔沸點(diǎn)比氨氣高，肼與HCl反應(yīng)方程式為N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂，
故答案為：N₂H₄； 高； N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂；
（3）利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金屬活潑性，同主族活潑性，Ba＞Mg，同周期活潑性，Mg＞Al，所以：Al＜Ba；但Al在高溫下可將氧化鋇中鋇置換出來，原因是Ba的沸點(diǎn)低于鋁，高溫時(shí)Ba轉(zhuǎn)化為氣體脫離反應(yīng)體系，使反應(yīng)正向進(jìn)行，
故答案為：弱；d．
（4）H₂S和KMnO₄反應(yīng)生成S、MnSO₄、K₂SO₄和H₂O，硫元素化合價(jià)變化：-2→0；-2→+6，錳元素：+7→+2，依據(jù)得失電子守恒，原子個(gè)數(shù)守恒，反應(yīng)的化學(xué)方程式：3H₂SO₄+5H₂S+2KMnO₄=5S↓+2Mn SO₄+K₂ SO₄+8H₂O；
故答案為：3H₂SO₄+5H₂S+2KMnO₄=5S↓+2Mn SO₄+K₂ SO₄+8H₂O；
（5）Fe（OH）₃的溶度積K_sp=1.25×10^-36，c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=1.25×10^-36；c³（OH^-）=$\frac{1.25×10{{\;}^{-}}^{36}}{1×1{0}^{-5}}$=1.25×10^-31，求得c（OH^-）=0.5×10^-10mol/L；水溶液中的離子積c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14，c（H⁺）=2×10^-4mol/L，則pH=3.7，
故答案為：3.7．

點(diǎn)評 本題為綜合題，考查了氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備，氧化還原方程式書寫，晶體熔沸點(diǎn)判斷規(guī)律，元素周期律及應(yīng)用，沉淀溶解平衡計(jì)算，題目難度較大，注意知識(shí)的歸納和整理．