Question

【題目】中學化學中幾種常見物質的轉化關系如下圖所示：

已知A是一種單質，將D溶液滴入沸水中可得到以F為分散質的紅褐色膠體。請回答下列問題：

(1)寫出C的溶液與雙氧水反應的離子方程式：_________________。

(2)寫出鑒定E中陽離子的實驗方法和現象：________________。

(3)F是一種難溶物質，其溶度積常數為1.0×10-39。向D溶液中加堿調節至pH為_______時，鐵離子剛好沉淀完全(離子濃度小于1.0×10-5 mol·L-1時，即可認為該離子沉淀完全)。

(4)已知1mol SO2(g)氧化為1mol SO3(g)的ΔH= –99 kJ·mol-1，單質硫的燃燒熱為296 kJ·mol-1，計算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H=__________kJ·mol-1。

(5)在200 mL 1.5 mol·L-1 NaOH溶液中通入標準狀況下4.48L CO2氣體，完全反應后所得溶液中，各種離子濃度由大到小的順序是_____________。

Answer 1

【答案】2Fe2++ H2O2+2H+ = 2Fe3++ 2H2O 取少量E于試管中，加入過量氫氧化鈉溶液，加熱，在試管口放一濕潤的紅色石蕊試紙，觀察到紅色石蕊試紙變藍，證明E中有NH4+存在(或用蘸濃鹽酸的玻璃棒靠近，若有白煙也可) 2.7 -1185 c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+)

【解析】

將D溶液滴入沸水中可得到以F為分散質的紅褐色膠體，說明F為Fe(OH)3，D含有鐵離子，結合轉化關系，可知金屬單質A為Fe、B為FeS、C為FeSO4、D為Fe2(SO4)3、E為(NH4)2SO4，H為H2SO4。據此分析解答。

將D溶液滴入沸水中可得到以F為分散質的紅褐色膠體，說明F為Fe(OH)3，D含有鐵離子，結合轉化關系，可知金屬單質A為Fe、B為FeS、C為FeSO4、D為Fe2(SO4)3、E為(NH4)2SO4，H為H2SO4。

(1)FeSO4溶液與雙氧水反應生成硫酸鐵，反應的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，故答案為：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；

(2)鑒定(NH4)2SO4中陽離子(NH4+)的實驗方法和現象為：取少量E于試管中，加入過量氫氧化鈉溶液，加熱，在試管口放一濕潤的紅色石蕊試紙，觀察到紅色石蕊試紙變藍，證明E中有NH4+存在，故答案為：取少量E于試管中，加入過量氫氧化鈉溶液，加熱，在試管口放一濕潤的紅色石蕊試紙，觀察到紅色石蕊試紙變藍，證明E中有NH4+存在；

(3)Fe(OH)3溶度積常數為1.0×10-39。要使鐵離子剛好沉淀完全，則需要滿足c(Fe3+)c3(OH-)=1.0×10-39，即c(OH-)==×10-11mol/L≈0.5×10-11mol/L，此時pH=2.7，故答案為：2.7；

(4)①1mol SO2(g)氧化為1mol SO3(g) ΔH= –99 kJ·mol-1，即SO2(g)+O2(g)=SO3(g) △H2=-99kJmol-1；②單質硫的燃燒熱為296 kJ·mol-1，則S(s)+O2(g)=SO2(g) △H1=-296kJmol-1，根據蓋斯定律將②×3+①×3可得3S(s)+O2(g)=3SO3(g) △H3=3×(△H1+△H2)=-1185kJmol-1，故答案為：-1185 ；

(5)4.48LCO2通入到200mL1.5mol/LNaOH溶液中，二氧化碳的物質的量==0.2mol，氫氧化鈉的物質的量1.5mol/L×0.2L=0.3mol。當1＜=1.5＜2時，生成物是碳酸鈉和碳酸氫鈉，根據二氧化碳和氫氧化鈉物質的量之間的關系得方程式為2CO2+3NaOH=Na2CO3+NaHCO3+H2O，根據方程式知，碳酸鈉和碳酸氫鈉的物質的量相等，碳酸根離子和碳酸氫根離子水解而使溶液呈堿性，則c(OH-)＞c(H+)，碳酸根離子的水解能力大于碳酸氫根離子，所以c(HCO3-)＞c(CO32-)，鈉離子不水解，離子濃度最大，所以離子濃度大小順序是c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+)，故答案為：c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+)。