【正文】 加熱 ． （ 4）由于副反應(yīng)的存在，產(chǎn)品中常含有 Na2SO4等雜質(zhì)． ①檢驗(yàn) Na2S2O3?5H2O粗產(chǎn)品中是否含有 Na2SO4的方法為：取少量粗產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸， 置，取上層清液，滴加氯化鋇溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，說明含有 Na2SO4雜質(zhì) ； ②如粗產(chǎn)品含少量 Na2SO4雜質(zhì)，則提純產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)方案為 將樣品溶于適量蒸餾水中，蒸發(fā)濃縮，冷卻至 30℃ 結(jié)晶，過濾，用無水乙醇洗滌，低溫干燥 ．（相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖 2 所示．實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑： BaCl2溶液，無水乙醇，蒸餾水） 【考點(diǎn)】 制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)． 【分析】 A裝置制備二氧化硫， C裝置中合成 Na2S2O3，會(huì)導(dǎo)致裝置內(nèi)氣壓減小， B 裝置為安全瓶作用，二氧化硫有毒，會(huì)污染空氣，用氫氧化鈉溶液吸收剩余的二氧化硫． （ 1）生成的硫酸鈉附著在亞硫酸鈉表面； B 裝置防止倒吸； （ 2）氧氣可以將硫離子氧化，硫化氫水解會(huì)生成硫化氫； （ 3） C 中 SO2與 Na2S、 Na2CO3反應(yīng)生成 Na2S2O3，同時(shí)生成二氧化碳；控制反應(yīng)的最佳溫度為 35℃ ，低于水的沸點(diǎn)，采取水浴加熱； （ 4） ①取上層清液，用氯化鋇溶液檢驗(yàn)是否含有硫酸根； ②由圖可知， 30℃ 之前硫酸的溶解度隨溫度升高而增大，高于 30℃ 隨溫度升高而降低，而硫酸硫酸鈉的溶解度隨溫度升高而增大，采取重結(jié)晶 的方法進(jìn)行提純，注意用乙醇洗滌，減少溶解導(dǎo)致的損失． 【解答】 解： A裝置制備二氧化硫， C 裝置中合成 Na2S2O3，會(huì)導(dǎo)致裝置內(nèi)氣壓減小， B 裝置為安全瓶作用，二氧化硫有毒，會(huì)污染空氣，用氫氧化鈉溶液吸收剩余的二氧化硫． （ 1）生成的硫酸鈉附著在亞硫酸鈉表面，使反應(yīng)速率變慢， B 裝置起安全瓶，防止倒吸， 故答案為：生成的硫酸鈉固體附著在亞硫酸鈉表面；防止倒吸； （ 2）空氣中氧氣可以將硫離子氧化為 S，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，硫化氫水解生成硫化氫，導(dǎo)致有硫化氫逸出， 故答案為：空氣中氧氣可以將硫離子氧化為 S，硫化氫水解生成硫化 氫； （ 3） C 中 SO2與 Na2S、 Na2CO3反應(yīng)生成 Na2S2O3，同時(shí)生成二氧化碳，反應(yīng)離子方程式為： 4SO2+2S2﹣ +CO32﹣ =3S2O32﹣ +CO2，控制反應(yīng)的最佳溫度為 35℃ ，低于水的沸點(diǎn)，采取水浴加熱，受熱均勻，便于控制溫度， 故答案為： 4SO2+2S2﹣ +CO32﹣ =3S2O32﹣ +CO2；水浴加熱； （ 4） ①檢驗(yàn) Na2S2O3?5H2O 粗產(chǎn)品中是否含有 Na2SO4的方法為：取少量粗產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層清液，滴加氯化鋇溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，說明含有 Na2SO4雜質(zhì)， 故答案為： 靜置，取上層清液，滴加氯化鋇溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，說明含有 Na2SO4雜質(zhì)； ②由圖可知， 30℃ 之前硫酸的溶解度隨溫度升高而增大，高于 30℃ 隨溫度升高而降低，而硫酸硫酸鈉的溶解度隨溫度升高而增大，粗產(chǎn)品含少量 Na2SO4雜質(zhì)，則提純產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)方案為：將樣品溶于適量蒸餾水中，蒸發(fā)濃縮，冷卻至 30℃ 結(jié)晶，過濾，用無水乙醇洗滌，低溫干燥， 故答案為：將樣品溶于適量蒸餾水中，蒸發(fā)濃縮，冷卻至 30℃ 結(jié)晶，過濾，用無水乙醇洗滌，低溫干燥． 20．氨氮是造成水體富營養(yǎng)化的重要因素之一，用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的氨氮（用 NH3表示）轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬ィ湎嚓P(guān)反應(yīng)的主要熱化學(xué)方程式如下： 反應(yīng) ①： NH3（ aq） +HClO（ aq） ═ NH2Cl（ aq） +H2O（ I） △ H1=akJ?mol﹣ 1 反應(yīng) ②： NH2Cl（ aq） +HClO（ aq） ═ NHCl2（ aq） +H2O（ I） △ H2=bkJ?mol﹣ 1 反應(yīng) ③： 2NHCl2（ aq） +H2O（ I） ═ N2（ g） +HClO（ aq） +3HCl（ aq） △ H3=ckJ?mol﹣ 1 （ 1） 2NH3（ aq） +HClO（ aq） ═ N2（ g） +3H2O（ I） +3HCl（ aq）的 △ H= （ 2a+2b+c） kJ/mol ． （ 2）已知在水溶液中 NH2Cl較穩(wěn)定， NHCl2不穩(wěn)定易轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓谄渌麠l件一般的情況下，改變 （即 NaClO 溶液的投入液），溶液中次氯酸鈉去除氨氮效果與余氯（溶液中 +1價(jià)氯元素的含量）影響如圖 1 所示． a 點(diǎn)之前溶液中發(fā)生的主要反應(yīng)為 A ． A．反應(yīng) ①B．反應(yīng) ①②C．反應(yīng) ①②③ 反應(yīng)中氨氮去除效果最佳的 值約為 ． （ 3）溶液 pH 對次氯酸鈉去除氨氮有較大的影響（如圖 2 所示）．在 pH 較低時(shí)溶液中有無色無味的氣體生成，氨氮去除效率較低，其原因是 鹽酸與次氯酸鈉反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸分解生成氧氣，與氨氮反應(yīng)的次氯酸減小 ． （ 4）用電化學(xué)法也可以去除廢水中氨氮．在蒸餾水中加入硫酸銨用惰性電極直接電解發(fā)現(xiàn)氨氮去除效率極低，但在溶液中再加入一定量的氯化鈉后，去除效率可以大大提高．反應(yīng)裝置如圖 3 所示， b 為電極 正 極，電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為 2H2O+2NH4++2e﹣=2NH3?H2O+H2↑或 2H++2e﹣ =H2↑ ． （ 5）氯化磷酸三鈉（ Na2PO4??12H2O）可用于減小水的硬度，相關(guān)原理可用下列離子方程式表示： 3CaSO4（ s） +2PO43﹣（ aq） ?Ca3（ PO4） 2（ s） +3SO42﹣（ aq），該反應(yīng)的平衡常數(shù) K= 1013 ． [已知 Ksp[Ca3（ PO4） 2]=10﹣ 29， Ksp（ CaSO4） =10﹣ 6]． 【考點(diǎn)】 反應(yīng)熱和焓變；化學(xué)平衡的影響因素；難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)；電解原理． 【分析】 （ 1）反應(yīng) ①： NH3（ aq） +HClO（ aq） ═ NH2Cl（ aq） +H2O（ I） △ H1=akJ?mol﹣ 1 反應(yīng) ②： NH2Cl（ aq） +HClO（ aq） ═ NHCl2（ aq） +H2O（ I） △ H2=bkJ?mol﹣ 1 反應(yīng) ③： 2NHCl2（ aq） +H2O（ I） ═ N2（ g） +HClO（ aq） +3HCl（ aq） △ H3=ckJ?mol﹣ 1 依據(jù)化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算， ①2+②2+③得到所熱化學(xué)方程式； （ 2）用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的氨氮（用 NH3表示）轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬ィ淖儯?NaClO 溶液的投入液），溶液中次氯酸鈉去除氨氮效果與余氯圖象變化中，次氯酸少氨氣多， a 點(diǎn)前發(fā)生的反應(yīng)是 NH3（ aq） +HClO（ aq） ═ NH2Cl（ aq） +H2O（ I）；反應(yīng)中氨氮去除效果最佳的從圖象分析可知為去除率較高同時(shí)余氯量最少； （ 3）在 pH 較低時(shí)溶液中，生成的次氯酸分解有無色無味的氣體生成為氧氣，次氯酸較少氨氮去除效率較低； （ 4）在蒸餾水中加入硫酸銨用惰性電極直接電解發(fā)現(xiàn)氨氮去除效率極低，但在溶液中再加入一定量的氯化鈉后，去除效率可以大大提高，是因?yàn)殛枠O上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，破壞了水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大，結(jié)合銨根離子生成一水合氨，氯氣上升過程中吸收，所以裝置圖可知 b 為正極， a 為 負(fù)極； （ 5） 3CaSO4（ s） +2PO43﹣ （ aq） ?Ca3（ PO4） 2（ s） +3SO42﹣ （ aq），該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = = 計(jì)算． 【解答】 解：（ 1）反應(yīng) ①： NH3（ aq） +HClO（ aq） ═ NH2Cl（ aq） +H2O（ I） △ H1=akJ?mol﹣ 1 反應(yīng) ②： NH2Cl（ aq） +HClO（ aq） ═ NH2Cl（ aq） +H2O（ I） △ H2=bkJ?mol﹣ 1 反應(yīng) ③： 2NHCl2（ aq） +H2O（ I） ═ N2（ g） +HClO（ aq） +3HCl（ aq） △ H3=ckJ?mol﹣ 1 依據(jù)化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算， ①2+②2+③得到所熱化學(xué)方程式 2NH3（ aq） +HClO（ aq） ═ N2（ g） +3H2O（ I） +3HCl（ aq） △ H=（ 2a+2b+c） KJ/mol， 故答案為：（ 2a+2b+c） KJ/mol； （ 2）用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的氨氮（用 NH3表示）轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬ィ淖儯?NaClO 溶液的投入液），溶液中次氯酸鈉去除氨氮效果與余氯圖象變化中，次氯酸少氨氣多， a 點(diǎn)前發(fā)生的反應(yīng)是 NH3（ aq） +HClO（ aq） ═ NH2Cl（ aq） +H2O（ I）；反應(yīng)中氨氮去除效果最佳的 從圖象分析可知為去除率較高同時(shí)余氯量最少，圖象中符合的比值為 ， 故答案為： A； ； （ 3）在 pH 較低時(shí)溶液中，鹽酸與次氯酸鈉反應(yīng)生成的次氯酸分解有無色無味的氣體生成為氧氣，次氯酸較少氨氮去除效率較低， 故答案為：鹽酸與次氯酸鈉反應(yīng)生成的次氯酸，次氯酸分解產(chǎn)生氧氣，與氨氮反應(yīng)的次氯酸量減少了； （ 4）在蒸餾水中加入硫酸銨用惰性電極直接電解發(fā)現(xiàn)氨氮去除效率極低，但在溶液中再加入一定量的氯化鈉后，去除效率可以大大提高，是因?yàn)殛枠O上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，破壞了 水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大， 結(jié)合銨根離子生成一水合氨，電極反應(yīng)為： 2H2O+2NH4++2e﹣ =2NH3?H2O+H2↑或 2H++2e﹣=H2↑，氯氣上升過程中吸收，所以裝置圖可知 b 為正極， a 為負(fù)極， 故答案為：正； 2H2O+2NH4++2e﹣ =2NH3?H2O+H2↑或 2H++2e﹣ =H2↑； （ 5） 3CaSO4（ s） +2PO43﹣ （ aq） ?Ca3（ PO4） 2（ s） +3SO42﹣ （ aq），該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = = ==1013， 故答案為： 1013． 【物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】 21．三草酸合鐵酸鉀可用氯化鐵與草酸鉀混合直接合成： FeCl3+3K2C2O4═ K3[Fe（ C2O4） 3]+3KCl （ 1） FeCl3中鐵離子基態(tài)核外電子排布式： 1s22s22p63s23p63d5， ． （ 2）上述反應(yīng)涉及的主族元素中，第一電離能最小的是 K （填元素符號）． （ 3） K3[Fe（ C2O4） 3]中化學(xué)鍵的類型有 離子鍵、配位鍵、共價(jià)鍵 ． （ 4）草酸（ H2C2O4）中 C 原子的雜化類型為 sp2雜化 ， 1mol草酸（ H2C2O4）中含有 σ鍵的數(shù)目為 7mol ． （ 5）與 C2O42﹣ 互為等電子體的一種分子為 N2O4 （填化學(xué)式）． 【考點(diǎn)】 原子核外電子排布；元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用；化學(xué)鍵； “等電子原理 ”的應(yīng)用；原子軌道雜化方式及雜化類型判斷． 【分析】 （ 1）鐵離子的電子排布式為 1s22s22p63s23p63d64s2，失去 4s 能級 2 個(gè)電子、 3d 能級 1 個(gè)電子形成 Fe3+； （ 2）金屬性越強(qiáng)，第一電離能越??； （ 3） K3[Fe（ C2O4） 3]中含有離子鍵、配位鍵、共價(jià)鍵； （ 4）草酸（ H2C2O4）的結(jié)構(gòu)式為 ， C 原子沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目為 3，單鍵為 σ鍵，雙鍵含有 1 個(gè) σ鍵； （ 5）原子數(shù)目相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微?；榈入娮芋w，可以利用同主族替換法與周期表中元素左右移動(dòng)書寫． 【解答】 解：（ 1）鐵離子的電子排布式為 1s22s22p63s23p63d64s2，失去 4s 能級 2 個(gè)電子、 3d能級 1 個(gè)電子形成 Fe3+，鐵離子核外電子排布式為： 1s22s22p63s23p63d5， 故答案為： 1s22s22p63s23p63d5； （ 2）涉及的主族元素中，只有 K 為金屬元素，其它均為非金屬性，金屬性越強(qiáng)，第一電離能越小，故 K 的第一電離能最小， 故答案為： K； （ 3） K3[Fe（ C2O4） 3]中鉀離子與配離子之間形成離子鍵，配離子中含有配位鍵、共價(jià)鍵， 故答案為：離子鍵、配位鍵、共價(jià)鍵； （ 4）草酸（ H2C2O4）的結(jié)構(gòu)式為 ， C原子沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目為 3， C 原子采取 sp2雜化，單鍵為 σ鍵，雙鍵含有 1 個(gè) σ鍵，分子中含有 7 個(gè) σ鍵， 1mol草酸（ H2C2O4）中含有 σ鍵的數(shù)目為 7mol， 故答案為： sp2雜化； 7mol； （ 5）原子數(shù)目相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微粒互為等電子體，與 C2O42﹣ 互為等電子體的一種分子為 N2O4， 故答案為： N2O4． 2020年 6月 1日