24．(10分)

污水处理分析时，常用双硫腙(H₂Dz，二元弱酸)把金属离子络合成电中性的物质，再用CCl₄萃取络合物，从而把金属离子从水溶液中完全分离出来。如用双硫腙(H₂Dz)-CCl₄分离污水中的Cu²⁺时，先发生络合反应：Cu²⁺+2 H₂DzCu(HDz)₂+2H⁺，再加入CCl₄，Cu(HDz)₂就很容易被萃取到CCl₄中。

(1)写出双硫腙和Fe³⁺络合的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　 。萃取过程中要控制适宜的酸度。如果溶液的pH过大，其后果是　　　　　　　　　　　　 。

下图是用双硫腙(H₂Dz)-CCl₄络合萃取某些金属离子的酸度曲线。它反映了萃取某些金属离子时适宜的pH范围。E%表示某种金属离子以络合物形式被萃取分离的百分率。

某工业废水中含有Hg²⁺、Bi³⁺、Zn²⁺，用双硫腙(H₂Dz)-CCl₄络合萃取法处理废水。

请根据上图回答问题：

(2)欲完全将废水中的Hg²⁺分离出来，须控制溶液pH=　　　　　

(3)当调节pH=2时，铋(Bi)的存在形式有：　　　　　　　 ，其物质的量之比为　　　

(4)萃取到CCl₄中的Zn(HDz)₂分液后，加入足量的NaOH溶液，充分振荡后，锌又转到水溶液中。写出反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

23．(11分)

重晶石(BaSO₄)难溶于水，要转化成BaCO₃再制备其他钡盐。工业上一般采用高温煅烧还原法；实验室可以采用沉淀转化法。

●高温煅烧还原法

(1)煅烧还原的热化学方程式为：　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　

有关的数据：Ba(s)+S(s)+2O₂(g)=BaSO₄(s)；△H= －1473.2 kJ·mol^－1

　　　　　　 C(s)+O₂(g)=CO(g)；△H= －110.5 kJ·mol^－1

　　　　　　 Ba(s)+S(s)=BaS(s)；△H= －460kJ·mol^－1

(2)经检验BaS的水溶液呈碱性，原因是(用离子方程式表示)　　　　　　　　　　　 　

●沉淀转化法

向BaSO₄沉淀中加入饱和Na₂CO₃溶液，充分搅拌，弃去上层清液。如此处理多次，直到BaSO₄全部转化为BaCO₃：BaSO₄(s)+CO₃^2―(aq)BaCO₃(s)+SO₄^2―(aq)(平衡常数K=0.042)

(3)现有0.20 mol BaSO₄，每次用1.00 L 2.0mol·L^－1饱和Na₂CO₃溶液处理，假定BaSO₄能全部转化，至少需要处理多少次？(写出计算过程)

(4)从“绿色化学”角度分析，用饱和Na₂CO₃溶液沉淀转化法的优点是　　　　　 　　　

22．(12分)

　　 红钒钠(重铬酸钠：Na₂Cr₂O₇·2H₂O，橙红色晶体)是重要的化工原料。工业铬铁矿(FeO·Cr₂O₃，含少量Al₂O₃和SiO₂)按以下过程来制取红钒钠。

(1)步骤I的反应有：4 FeO·Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂=2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂，生成1mol Na₂CrO₄

转移的电子数为　　　 mol；原料中加入CaCO₃的作用是　 　　　　　　

A．分解产生CaO，与某些杂质反应形成炉渣

B．分解时放出大量热量，提高煅烧温度

C．分解产生CO₂从下而上穿过，使得炉料翻滚，加快原料的煅烧氧化

(2)浸取液中含有铝和硅的化合物，步骤III过滤前要用稀H₂SO₄将浸取液的pH调至7-8，

并煮沸除去铝和硅的化合物，其离子方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(3)步骤IV反应为：2CrO₄^2－+2H⁺= Cr₂O₇^2－+H₂O，平衡常数表达式为：K=　　　　　　 　

下图是Na₂Cr₂O₇·2H₂O和Na₂SO₄的溶解度曲线：

(4)据此，步骤V操作的方法是：将IV所得溶液　　　　 (填操作)，趁热过滤得到的晶体是　　　　 (填化学式)；然后将所得溶液　　　 (填操作)，得到的晶体是　　　　　　 。

21．(12分)

某混合金属粉末，除Mg外还含有Al、Zn中的一种或两种，含量都在10%以上。某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在。

所用试剂：样品、pH试纸、稀H₂SO₄、NaOH溶液、稀NH₃·H₂O

该小组探究过程如下：

●查阅资料：

●提出假设：

(1)假设1：该混合金属粉末中除镁外还含有　　　　 元素

(2)假设2：该混合金属粉末中除镁外还含有　　　　 元素

　　 假设3：该混合金属粉末中除镁外还含有铝、锌元素

●实验探究：

甲同学基于假设3设计实验方案如下：

乙同学同样基于假设3设计另一实验方案如下：

(3)试剂M是　　　　

(4)写出操作I的过程　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(5)丙同学认为乙同学的方案比甲同学的好，理由是　　　　　　　　　　　　　　　

(6)丁同学研究了甲、乙两同学的方案后，用最简便的方法测定了Wg样品中金属镁(Mg)的质量分数，他的方法是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　

19(10分)

碱式碳酸镁和无水氯化镁具有广泛的用途。

●用白云石(CaCO₃·MgCO₃)为主要原料生产碱式碳酸镁和无水氯化镁的流程如下：

回答下列问题：

(1)“灰浆”中除水和MgO外，主要成分还有：　　　　　

(2)从MgCl₂晶体得到无水MgCl₂的操作为：　　　　　

●为探究所制得的水合碱式碳酸镁(m MgCO₃·n Mg(OH)₂·x H₂O)的组成。某同学组装仪器如图所示：

(3)实验测得：硬质玻璃管中剩余的固体质量为1.60g，C处浓H₂SO₄增重0.72g，D处碱石灰增重1.32g，此水合碱式碳酸镁的化学式为：　　　　　　 　

(4)A框中装置的作用是　　　　　　　 ；在装好试剂后，加热前应进行的操作是　　　　 。

(5)若将E框中的装置去掉，对实验结果的影响是　　　　　　　　　　　 。

20．(12分)

　　 某研究性学习小组探究溴的制备及提纯

●资料收集

●溴的制备

现只有下列试剂：溴化钾、MnO₂、浓盐酸、稀硫酸、浓硫酸

(1)写出制取溴的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

现只有下列仪器：(石棉网、导管、铁架台、塞子等略去)

(2)根据反应原理，制备和收集溴应该选择的仪器有：　　　　　　　 (填字母序号)。

　　 ●溴的提纯

实验室用蒸馏法提纯液溴，装置如图所示。

(3)蒸馏装置都用磨口玻璃器具，而不用橡胶管和橡胶塞连接，是因为　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。

(4)装置4的作用是　　　　　　　　　　　　 。

(5)要想除去液溴中少量Cl₂，可在液溴中加入　(填序号)后再分液分离即可。

①48%的氢溴酸　　 ②浓NaOH溶液　　 ③饱和KI溶液

18．反应N₂O₄(g)2NO₂(g)；△H= +57 kJ·mol^－1，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　 )

A．A、C两点的反应速率：A>C

B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．由状态B到状态A，可以用加热的方法

D．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C

17．①pH=2的CH₃COOH溶液；②pH=2的HCl溶液；③pH=12的氨水；④pH=12的NaOH溶液。相同条件下，有关上述溶液的比较中，正确的是(　 )

A．水电离的c(H⁺)：①=②=③=④

B．将②、③溶液混合后，pH=7，消耗溶液的体积：②>③

C．等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应，生成H₂的量：②最大

D．向溶液中加入100mL水后，溶液的pH：③>④>①>②

16．①0.1mol·L^－1Na₃PO₄溶液中：c(Na⁺)=3c(PO₄^3―)

②0.1mol·L^－1Na₂S溶液中：c(OH^―)=c(H⁺)+c(HS^―)+2c(H₂S)

③0.1mol·L^－1KHCO₃溶液中：c(K⁺)>c(HCO₃^―)>c(OH^―)>c(H⁺)

④只含有Na⁺、H⁺、Cl^―、OH^―的溶液中一定有：c(Cl^―)=c(Na⁺)>c(H⁺)=c(OH^―)

有关上述溶液的判断中，正确的一组是(　 )

A．①②③　　　 B．③④　　　 C．②③　　　 D．②④

15．右图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO₄溶液，通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散。下列判断正确的是(　 )

A．滤纸上c点附近会变红色

B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大

C．Z中溶液的pH先减小，后增大

D．Z溶液中SO₄^2－向Cu电极定向移动

14．向恒温、恒容(2L)的密闭容器中充入2 mol SO₂和一定量的O₂，发生反应：

2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)；△H= －197.74 kJ·mol^－1，4min后达到平衡，这时c(SO₂)=0.2mol L^－1，且SO₂和O₂的转化率相等。下列说法中，不正确的是(　 )

A．2min时，c(SO₂)=0.6mol L^－1

B．用O₂表示4min内的反应速率为0.1mol·(L·min) ^－1

C．再向容器中充入1mol SO₃，达到新平衡，n(SO₂)：n(SO₃)=2:1

D．4min后，若升高温度，平衡向逆方向移动，平衡常数K增大