100毫升含HNO3、H2SO4的稀溶液中,加入9.6克铜充分反应,铜全溶,产生2.24升NO(标准状况)。同体积的混合酸恰好与250毫升2mol/L的NaOH

100毫升含HNO3、H2SO4的稀溶液中,加入9.6克铜充分反应,铜全溶,产生2.24升NO(标准状况)。同体积的混合酸恰好与250毫升2mol/L的NaOH

题型:不详难度:来源:
100毫升含HNO3、H2SO4的稀溶液中,加入9.6克铜充分反应,铜全溶,产生2.24升NO(标准状况)。同体积的混合酸恰好与250毫升2mol/L的NaOH完全中和。
计算原混合酸中HNO3的物质的量浓度的取值范围_________________________
H2SO4的物质的量浓度的取值范围_______________________。
答案
1 mol/L≤C(HNO3)<5 mol/L,    0<C(H2SO4)≤2 mol/L
解析

试题分析:本题用极限法考虑,铜与混酸反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+="3" Cu 2++2NO↑+4 H2O,2.24L标准状况下的NO的物质的量是0.1mol,若硝酸全部被还原为NO,则硝酸的物质的量最小是0.1mol,浓度是1mol/L;同体积的混合酸恰好与250毫升2mol/L的NaOH完全中和,说明混酸中的氢离子的物质的量为0.5mol,若全部是硝酸提供,则硝酸的物质的量最大是0.5mol,浓度是5mol/L,所以硝酸的物质的量浓度的范围是1 mol/L≤C(HNO3)<5 mol/L;当硝酸的物质的量最小时,硫酸的物质的量最大是0.2mol,所以浓度的最大值是2mol/L,硝酸物质的量最大时,硫酸的物质的量最小为0,实际是硝酸和硫酸的混合酸,所以硫酸的浓度的取值范围是  0<C(H2SO4)≤2 mol/L。
举一反三
下列有关物质性质和应用都正确的是(  )
A.氢氟酸具有强酸性,可用于雕刻玻璃
B.氨气显碱性,可用P2O5或无水CaCl2干燥
C.MgO、Al2O3熔点高,它们都可用于制作耐火材料
D.铜的活动性比铁弱,可在海轮外壳装铜块减缓海轮腐蚀

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(16分)某研究小组为了探究“铁与水蒸气”的反应的产物,进行了下列实验:用如图所示实验装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”(石棉绒高温下不与水和铁反应).

(1)如何检查该装置的气密性:                                                          
(2)写出铁与水蒸气反应的化学方程式                           
(3)验证固体产物中铁元素的价态
限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹;1mol/L CuSO4、3mol/L H2SO4、3mol/L HNO3、30%H2O2、0.01mol/L KMnO4、20%KSCN、蒸馏水。
在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
 
实验步骤
预期现象与结论
步骤1
取反应后干燥的固体ag于试管中,加入足量的1mol/L CuSO4溶液,充分振荡,经固液分离、洗涤后,再向固体中滴加足量的           ,振荡溶解,过滤后将滤液配成250mL溶液,待用。
 
步骤2
取少量步骤1中滤液于试管中,                   
                                         
                                
                                
步骤3
取少量步骤1中滤液于试管中,                   
                                         
                                
                                
步骤1中加入足量1mol/L CuSO4溶液的作用是                                    
(4)固体产物中铁元素的质量分数的测定可采用下图的流程

其中步骤①是向溶液中加入锌粉至黄色刚好消失;步骤②用0.010 mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液平均为v mL。(已知5Fe2+MnO4-  +8H==5Fe3+Mn2+4H2O)
其中加入锌粉的目的是____                               ____。
实验测得ag样品中固体产物铁元素的质量分数为____       __ _(只列计算表达式)。
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(15分)Fe2O3俗称氧化铁红,常用作油漆着色剂。工业以煤矸石(主要成分:SiO2 49.5%;Fe2O3 20.6%;Al2O318.9%,以及MgO、FeO等其他杂质)制备并研究氧化铁红的应用。
(一)制备氧化铁红
1.预处理:将煤矸石粉碎,在350℃下焙烧2小时。
2.加酸溶解:将预处理后的煤矸石溶于质量分数为15%过量的硫酸溶液中,过滤。在滤液中加入的H2O2
3.调节pH:在上述滤液中加1mol/LNaOH溶液调节溶液的pH,再过滤,得到滤渣。
4.产品处理:将滤渣进行水洗、烘干、煅烧、研磨、过筛得产品。
已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀
1.3
3.3
7.5
10.3
完全沉淀
2.8
5.2
9.7
12.2
请回答下列问题:
(1)预处理时,将煤矸石焙烧2小时的目的是                      
(2)酸浸操作中,过量H2SO4的作用是                          
在实验室中进行该操作时,用到玻璃仪器有           
(3)用NaOH溶液调节pH的最佳范围是      。若从第二次过滤的滤液中获取较纯净的硫酸镁晶体,应补充的操作是                          、洗涤后,干燥即得。
(4)产品处理时,对滤渣水洗的操作是                         
(二)分析与讨论:

(5)产品处理时,煅烧温度对产品的纯度有很大影响。已知温度对产物纯度的影响如图1所示,则煅烧时温度最好控制在     ℃。
(6)吸油量是反映氧化铁红表面性质的重要指标。吸油量大,说明氧化铁红表面积较大,则用在油漆中会造成油漆假稠,影响质量。不同浓度的两种碱溶液对产物吸油量影响如图2所示,则上述生产中在调节溶液pH时,选用NaOH溶液而不选用氨水的原因是                       
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(9分)有关物质间有下图所示的转化关系。其中:A的浓溶液与单质B在加热时才发生反应①;A的稀溶液与足量B发生反应②。据此填写下列空白:

(1)反应④的现象是                                                
(2)写出反应②的离子方程式                                        
(3)根据题示信息判断,A的浓溶液和单质B加热时能否产生G,说明理由(写出化学方程式回答):                                     
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(9分)已知B是常见金属单质,E为常见非金属单质,H常温下为无色液体。根据下列关系,试回答:

⑴L的化学式:               F的电子式:            
⑵反应①的离子方程式:                                       
⑶反应②,工业上采取的反应条件:                              。
⑷每生成1molK,反应放出98.3kJ热量,该反应的热化学方程式为:
                                               。
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