在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。下列条件关于离子共存说法中正确的是
A.d点对应的溶液中大量存在:Na+、K+、ClO-、Cl—
B.b点对应的溶液中大量存在:Fe2+、Ba2+、K+、NO3-
C.c点对应的溶液中大量存在:Na+、Ba2+、Cl-、Al3+
D.a点对应的溶液中大量存在:CO32-、Na+、Cl-、SO42-
化学与生产、生活、社会密切相关。下列说法中不正确的是
A.绿色化学的核心是从源头上消除工业生产对环境的污染
B.“硫黄姜”又黄又亮,可能是在用硫黄熏制的过程中产生的SO2所致
C.铁在潮湿的空气中放置,易发生化学腐蚀而生锈
D.华裔科学家高琨在光纤传输信息领域中取得突破性成就,光纤的主要成分是高纯度的二氧化硅
某实验小组同学依据资料深入探究Fe3+在水溶液中的行为。
资料:
i.Fe3+ 在水溶液中以水合铁离子的形式存在,如[Fe(H2O)6]3+;
[Fe(H2O)6]3+发生如下水解反应:
[Fe(H2O)6]3+(几乎无色) + nH2O [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黄色) + nH3O+(n = 0~6) ;
ii.[FeCl4(H2O)2]-为黄色。
进行实验:
【实验I】
【实验II】
分别用试管①、③中的试剂作为待测液,用色度计测定其透光率。透光率越小,溶液颜色越深;透光率越大,溶液颜色越浅。
图1 图2
Fe(NO3)3溶液透光率随温度变化曲线 FeCl3溶液透光率随温度变化曲线
(1)实验I中,试管②溶液变为无色的原因是 。
(2)实验I中,试管③溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]-有关,支持此结论的实验现象是 。
(3)由实验II图1、2可知:加热时,溶液颜色 (填“变浅”、“变深”或“不变”)。
(4)由实验II,可以得出如下结论:
[结论一] FeCl3溶液中存在可逆反应:[FeCl4(H2O)2]- + 4H2O [Fe(H2O)6]3+ + 4Cl-,得出此结论的理由是 。
[结论二] 结论一中反应的ΔH (填“>0”或“<0”)。
(5)实验小组同学重新设计了一个实验证明(4)中结论一。实验方案:取试管①中溶液, (请描述必要的实验操作和现象)。
氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定,其中属于固氮作用的一步是 (填图中数字序号)。
(2)下列关于海洋氮循环的说法正确的是 (填字母序号)。
a.海洋中存在游离态的氮
b.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d.向海洋排放含NO3-的废水会影响海洋中NH4+的含量
(3)有氧时, 在硝化细菌作用下,NH4+可实现过程④的转化,将过程④的离子方程式补充完整:
________NH4+ + 5O2 == 2NO2- + ________H+ +__________+__________
(4)有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响,下表为对10 L人工海水样本的监测数据:
温度/℃ | 样本氨氮含量/mg | 处理24 h | 处理48 h |
氨氮含量/mg | 氨氮含量/mg | ||
20 | 1008 | 838 | 788 |
25 | 1008 | 757 | 468 |
30 | 1008 | 798 | 600 |
40 | 1008 | 977 | 910 |
硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是 ,在最佳反应温度时,48 h内去除氨氮反应的平均速率是 mg·L-1·h-1。
(5)为了避免含氮废水对海洋氮循环系统的影响,需经处理后排放。右图是间接氧化工业废水中氨氮(NH4+)的示意图。
① 结合电极反应式简述间接氧化法去除氨氮的原理: 。
② 若生成H2和N2的物质的量之比为3:1,则处理后废水的pH将 (填“增大”、“不变”或“减小”),请简述理由: 。
草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,广泛分布于动植物体中。
(1)人体内草酸累积过多是导致结石(主要成分是草酸钙)形成的原因之一。有研究发现,EDTA(一种能结合金属离子的试剂)在一定条件下可以有效溶解结石,用化学平衡原理解释其原因: 。
(2)已知:0.1 mol·L-1KHC2O4溶液呈酸性。下列说法正确的是 (填字母序号)。
a. 0.1 mol·L-1KHC2O4溶液中:c(K+) + c(H+) = c(HC2O4-) + 2c(C2O42-) + c(OH-)
b. 0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中:c(K+) > c(HC2O4-) > c(C2O42-) > c(H2C2O4)
c. 浓度均为0.1 mol·L-1 KHC2O4和K2C2O4的混合溶液中:2c(K+) = c(HC2O4-) + c(C2O42-)
d. 0.1 mol/L KHC2O4溶液中滴加等浓度NaOH溶液至中性:c(K+) > c(Na+)
(3)利用草酸制备草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)的流程及组分测定方法如下:
已知:i. pH>4时,Fe2+易被氧气氧化
ii. 几种物质的溶解度(g /100g H2O)如下
| FeSO4·7H2O | (NH4)2SO4 | FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O |
20℃ | 48 | 75 | 37 |
60℃ | 101 | 88 | 38 |
① 用稀硫酸调溶液pH至1~2的目的是: , 。
② 趁热过滤的原因是: 。
③ 氧化还原滴定法常用于测定草酸亚铁晶体的摩尔质量(M)。称取a g草酸亚铁晶体溶于稀硫酸中,用b mol·L-1的高锰酸钾标准液滴定,到达滴定终点时,消耗高锰酸钾VmL,则M = 。(已知:部分反应产物为Mn2+、Fe3+、CO2)
研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。
(1)高湿条件下,写出大气中SO2转化为HSO3-的方程式: 。
(2)土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SO42-,两步反应的能量变化示意图如下:
1mol H2S(g)全部氧化成SO42-(aq)的热化学方程式为 。
(3)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动,其装置示意图如下:
①质子的流动方向为 (“从A到B”或“从B到A”)。
②负极的电极反应式为 。
(4)燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。SO2烟气脱除的一种工业流程如下:
①用纯碱溶液吸收SO2将其转化为HSO3-,反应的离子方程式是 。
②若石灰乳过量,将其产物再排回吸收池,其中可用于吸收SO2的物质的化学式是 。