②Fe3+对该反应有催化作用,结合图可知,Cu元素的化合价升高,则M中Fe元素的化合价降低,可知M′的化学式为Fe2+,
故答案为:Fe2+;
n(OH﹣)=2n(Cu2+)﹣n(Cl﹣)=2×9.600×10﹣3 mol﹣4.800×10﹣3 mol=1.440×10﹣2 mol,
m(Cl﹣)=4.800×10﹣3 mol×35.5 g•mol﹣1=0.1704 g,
m(Cu2+)=9.600×10﹣3 mol×64 g•mol﹣1=0.6144 g,
m(OH﹣)=1.440×10﹣2 mol×17 g•mol﹣1=0.2448 g,
则a:b:c:x=n(Cu2+):n(OH﹣):n(Cl﹣):n(H2O)=2:3:1:1,
即化学式为Cu2 (OH)3Cl•H2O,
答:该样品的化学式为Cu2 (OH)3Cl•H2O.
【点评】本题考查物质的制备及物质组成的测定实验,为高频考点,把握发生的反应、物质的量的计算为解答的关键,侧重分析能力和实验能力的考查,注意氧化还原反应及定组成的应用,题目难度中等.
19.(15分)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含 量过低,对实验的影响可忽略)。
已知:①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,如:3NaClO═2NaCl+NaClO3
②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3•H2O⇌Ag(NH3)2++Cl﹣+2H2O
③常温时 N2H4•H2O(水合肼)在碱性条件下能还原 Ag(NH3)2+:
4Ag(NH3)2++N2H4•H2O═4Ag↓+N2↑+4NH4++4NH3↑+H2O
(1)“氧化”阶段需在 80℃条件下进行,适宜的加热方式为水浴加热。
(2)NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2,该反应的化学方程式为4Ag+4NaClO+2H2O═4AgCl+4NaOH+O2↑。 HNO3也能氧化Ag,从反应产物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺点是会释放出氮氧化物(或NO、NO2),造成环境污染。
(3)为提高Ag的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,并将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中。
(4)若省略“过滤Ⅰ”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量NaClO与NH3•H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3•H2O不反应),还因为未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl﹣,不利于AgCl与氨水反应。
(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案:向滤液中滴加2mol•L﹣1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1mol•L﹣1H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥(实验中须使用的试剂有:2mol•L﹣1水合肼溶液,1mol•L﹣1H2SO4 )。
【考点】P8:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;U3:制备实验方案的设计
【专题】545:物质的分离提纯和鉴别.
【分析】回收一种光盘金属层中的少量Ag,由流程可知,氧化时发生4Ag+4NaClO+2H2O═4AgCl+4NaOH+O2↑,为控制 80℃,可水浴加热,过滤I分离出AgCl、可能含Ag,再加氨水溶解AgCl,发生AgCl+2NH3•H2O⇌Ag(NH3)2++Cl﹣+2H2O,过滤II分离出的滤渣为Ag,对过滤II得到的滤液用N2H4•H2O(水合肼)在碱性条件下能还原 Ag(NH3)2+得到Ag,以此来解答.
【解答】解:(1)“氧化”阶段需在 80℃条件下进行,不超过水的沸点,则适宜的加热方式为水浴加热,
故答案为:水浴加热;
(2)NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2,Ag、O元素的化合价升高,Cl元素的化合价降低,由电子、原子守恒可知该反应的化学方程式为4Ag+4NaClO+2H2O═4AgCl+4NaOH+O2↑. HNO3也能氧化Ag,从反应产物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺点是会释放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成环境污染,
故答案为:4Ag+4NaClO+2H2O═4AgCl+4NaOH+O2↑;会释放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成环境污染;
(3)为提高Ag的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,并将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中,减少Ag的损失,
故答案为:将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中;
(4)若省略“过滤Ⅰ”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量NaClO与NH3•H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3•H2O不反应),还因为未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl﹣,不利于AgCl与氨水反应,
故答案为:未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl﹣,不利于AgCl与氨水反应;
(5)由信息③可知,从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案为向滤液中滴加2mol•L﹣1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 mol•L﹣1 H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥,
故答案为:向滤液中滴加2mol•L﹣1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 mol•L﹣1 H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥.
【点评】本题考查混合物分离提纯,为高频考点,把握流程中发生的反应、混合物分离提纯方法、实验技能为解答的关键,侧重分析能力和实验能力的考查,注意信息的应用及实验设计,题目难度中等.
20.(14分)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措 施之一.
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有CO32﹣,其原因是碱性溶液吸收了空气中的CO2.
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图﹣1和图﹣2所示.
①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加.该过程中主要反应的离子方程式为OH﹣+H3AsO3=H2AsO3﹣+H2O.