【題目】聚合氯化鋁是一種新型凈水劑,其中鋁的總濃度(用c表示)包括三類:主要為Al3+中的單體形態(tài)鋁(用Ala表示)總濃度,主要為 [AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的中等聚合形態(tài)鋁總濃度(用Alb表示)和Al(OH)3膠體形態(tài)鋁(用Alc表示)總濃度。
(1)真空碳熱還原一氧化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁,相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) ΔH1=akJ·mol-1
②6AlCl(g)=4Al(s)+2AlCl3(g) ΔH2=bkJ·mol-1
則反應(yīng)Al2O3(s) +3C(s)=2Al (s)+3CO(g) 說明ΔH=_______kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)。
_0( 填“>”或“<”)。
反應(yīng)①在常壓、1900℃的高溫下才能進(jìn)行,說明ΔH_______0(填“>”、“<”或“=”)
(2)用膜蒸餾(簡稱MD)濃縮技術(shù)將聚合氯化鋁溶液進(jìn)行濃縮,實驗過程中不同濃度聚合氯化鋁溶液中鋁形態(tài)分布(百分?jǐn)?shù))如右表:
AlT/(mol·L-1) | Ala/% | Alb/% | A1c/% |
0.208 | 1.4 | 86.6 | 12.0 |
0.489 | 2.3 | 86.2 | 11.5 |
0.884 | 2.3 | 88.1 | 9.6 |
1.613 | 3.1 | 87.0 | 9.9 |
2.520 | 4.5 | 88.2 | 7.3 |
①在一定溫度下,AlT越大,Al(OH)3膠體的百分含量________(填“越大”“越小”或“不變”)。
②若將c=2.520mol/L的聚合氧化鋁溶液加水稀釋,則稀釋過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。
(3)一定條件下,向1.0mol/L的AlCl溶液中加入0.6mol/L的NaOH溶液,可制得Alb含量約為86% 的聚合氯化鋁溶液。寫出生成[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的離子方程式:_________________________。
(4)已知Al3++4X2,X表示顯色劑,表示有色物質(zhì),通過比色分析得
到25 ℃時Al3+濃度隨時間的變化關(guān)系如圖所示(初始時X的濃度為0.194 mol·L-1)。
①1min時, 的濃度為___________。
②0~3min內(nèi)該反應(yīng)的速率vx=________。
③第9min時,反應(yīng)達(dá)到平衡,K=__________(用代數(shù)式表示)。
【答案】 a+0.5b > 越小 Al3++3H2O=Al(OH)3(膠體)+3H+ 13Al3++32OH-+8H2O=[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+ 0.04mol/L 0.053mol/(L·min) K=(9.6×10-2)2/(2×10-3)5
【解析】(1)化學(xué)方程式①+化學(xué)方程式②/2,即可得到Al2O3(s) +3C(s)=2Al (s)+3CO(g),所以ΔH=ΔH1+ΔH2/2= a+0.5b;Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)是熵增加的反應(yīng),根據(jù)吉布斯自由能ΔG=ΔH-TΔS,可知反應(yīng)在較高溫度下才能自發(fā)進(jìn)行時的 ΔH>0。
(2)①由表格數(shù)據(jù)可知,在一定溫度下,AlT越大,Al(OH)3膠體的百分含量越小。
②由實驗數(shù)據(jù)可知稀釋時,Al3+濃度減小,Al(OH)3濃度增加,所以發(fā)生的主要反應(yīng)為:Al3++3H2O=Al(OH)3(膠體)+3H+。
(3)Al3+和OH-在水溶液中生成[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+,根據(jù)原子守恒和電荷守恒可寫出對應(yīng)的離子方程式為:13Al3++32OH-+8H2O=[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+。
(4)①1分鐘內(nèi)Al3+的濃度減少0.02mol/L,根據(jù)方程式可知1min時的濃度為0.02mol/L×2=0.04mol/L。
②0~3min內(nèi)Al3+的反應(yīng)速率v=(0.05-0.01)÷3=mol/(L·min),所以v(X)= mol/(L·min)×4=0.053mol/(L·min)。
③反應(yīng)達(dá)平衡時,Al3+的濃度減少0.048mol/L,則X的濃度減少0.192mol/L,的濃度增大0.096mol/L,所以平衡時Al3+的濃度為0.002mol/L,X的濃度為0.002mol/L,的濃度為0.096mol/L,故K=(9.6×10-2)2/(2×10-3)5。
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【題目】如圖表示構(gòu)成細(xì)胞的元素、化合物,a、b、c、d代表不同的小分子物質(zhì),A、B、C代表不同的大分子物質(zhì),據(jù)圖分析不正確的是( 。
A. 若物質(zhì)A是動、植物細(xì)胞中均含有的儲能物質(zhì),則A是脂肪
B. 物質(zhì)b是氨基酸,若某種B分子由n個b分子(平均相對分子質(zhì)量為m)組成的2條鏈組成,則該B分子的相對分子質(zhì)量大約為mn﹣18(n﹣2)
C. 物質(zhì)c在人體細(xì)胞中共有5種,分子中的含氮堿基不同決定了c的種類不同
D. 物質(zhì)d是性激素,d和膽固醇、維生素D都屬于固醇類物質(zhì)
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【題目】某實驗小組同學(xué)依據(jù)資料深入探究Fe3+在水溶液中的行為。
資料:
ⅰ.Fe3+在水溶液中以水合鐵離子的形式存在,如[Fe(H2O)6]3+;[Fe(H2O)6]3+發(fā)生如下水解反應(yīng):
[Fe(H2O)6]3+(幾乎無色)+nH2O[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黃色)+nH3O+(n=0~6);
ⅱ.[FeCl4(H2O)2]-為黃色。
進(jìn)行實驗:
【實驗Ⅰ】
【實驗Ⅱ】
分別用試管①、③中的試劑作為待測液,用色度計測定其透光率。透光率越小,溶液顏色越深;透光率越大,溶液顏色越淺。
Fe(NO3)3溶液透光率隨溫度變化曲線 FeCl3溶液透光率隨溫度變化曲線
(1)實驗Ⅰ中,試管②溶液褪色的原因是_________________________________________。
(2)實驗Ⅰ中,試管③溶液呈棕黃色與[FeCl4(H2O)2]-有關(guān),支持此結(jié)論的實驗現(xiàn)象是_____________________________________________________________________________。
(3)由實驗Ⅱ圖甲、乙可知:加熱時,溶液顏色________(填“變淺”“變深”或“不變”)。
(4)由實驗Ⅱ,可以得出如下結(jié)論:
【結(jié)論一】FeCl3溶液中存在可逆反應(yīng):[FeCl4(H2O)2]-+4H2O[Fe(H2O)6]3++4Cl-得出此結(jié)論的理由是_______________________________________________________。
【結(jié)論二】結(jié)論一中反應(yīng)的ΔH________(填“>0”或“<0”)。
(5)實驗小組同學(xué)重新設(shè)計了一個實驗證明(4)中結(jié)論一。實驗方案:取試管①中溶液,_______________________(請描述必要的實驗操作和現(xiàn)象)。
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【題目】下列說法中正確的是( )
A. AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加熱,蒸發(fā),濃縮結(jié)晶,灼燒,所得固體的成分相同
B. 配制FeCl3溶液時,將FeCl3固體溶解在硫酸中,后再加水稀釋到所需的濃度
C. 向CuCl2溶液中加入CuO,調(diào)節(jié)pH可除去溶液中混有的Fe3+
D. 泡沫滅火器中常使用的原料是Na2CO3和Al2(SO4)3
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【題目】一些烷烴的燃燒熱如下表:
下列說法正確的是( )
A. 正戊烷的燃燒熱大約是-3 540 kJ·mol-1
B. 熱穩(wěn)定性:正丁烷>異丁烷
C. 乙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 560.8 kJ·mol-1
D. 相同質(zhì)量的烷烴,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,燃燒放出的熱量越多
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【題目】用98%的濃H2SO4(ρ=1.84g/ml)配制 1mol/L的稀硫酸100mL,按配制溶液時儀器的選用順序排列,選擇正確的是( )
① 玻璃棒 ② 膠頭滴管 ③ 100mL容量瓶 ④ 托盤天平 ⑤ 50mL燒杯 ⑥10mL量筒
⑦ 100mL量筒 ⑧ 移液管 ⑨ 滴定管
A.⑥③⑧⑤①② B.⑥⑤③①⑨② C.④⑤③②①⑨ D.⑥⑤①③②
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【題目】Ⅰ.某興趣小組設(shè)計用鐵粉將NO還原為N2(同時生成FeO)。
已知:①濃硝酸可氧化NO;②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。
(1)裝置A中反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________。
(2)裝置的連接順序為:a→()→()→()→()→()→()→()→()→d
Ⅱ.已知:硫酰氯通常條件下為無色液體,熔點為-54.1℃,沸點為69.1℃,易水解產(chǎn)生大量白霧;易分解:SO2Cl2=SO2↑+Cl2↑,催化合成硫酰氯的實驗裝置如下圖(夾持裝置已省略)
回答下列問題:
(3)儀器B的名稱是____________儀器B冷卻水的進(jìn)口為_______(填“a”或“b”)活性炭的作用是_______________________。
(4)裝置D除干燥氣體外,另一個作用是__________________。若缺少D,則硫酰氯會水解,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________。
(5)C裝置的作用是________________。為了防止硫酰氯分解,某同學(xué)建議將收集器A放在__________中冷卻。
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【題目】氧是地殼中含量最多的元素。
(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為________個。
(2)H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為________。的沸點比高,原因是__________________________。
(3)H+可與H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用________雜化。H3O+中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大,原因為_____________________________________。
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