Question

（1）在半導體工業(yè)中有這樣一句行話：“從沙灘到用戶”，其中所涉及的化學方程式①

 

②

 

③

 

（2）白磷（P₄）可由Ca₃（PO₄）₂，焦炭和SiO₂在一定條件下反應獲得，相關熱化學方程式如下：
2Ca₃（PO₄）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₁=+3359.26kJ?mol
CaO（s）+SiO₂（s）═CaSiO₃（s）△H₂=-89.61kJ?mol
2Ca₃（PO₄）₂（s）+6SiO₂（s）+10C（s）═6CaSiO₃（s）+P₄（s）+10CO（g）則△H₃=

 

　kJ?mol．
（3）下表列出了相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol/L計算）

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Al3+	3.0	5.0
Fe2+	5.8	8.8

①則制備FeCO₃時，選用的加料方式是

 

（填字母），原因是

 

．
a．將FeSO₄溶液與Na₂CO₃溶液同時加入到反應容器中．
b．將FeSO₄溶液緩慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反應容器中．
c．將Na₂CO₃溶液緩慢加入到盛有FeSO₄溶液的反應容器中．
②生成的FeCO₃沉淀需經充分洗滌，檢查洗滌是否完全的方法

 

．
（4）甲醛是一種非常重要）有機物原料和燃料，工業(yè)上合成甲醛在合成塔中進行，反應如下：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H═-QkJ/mol（Q＞0），溫度為T時，反應的平常常數(shù)K=140．該溫度下，在密閉容器中充入一定量的CO，H₂，反應一段時間后，測得容器中各物質的物質的量濃度如表所示

體系中各物質	CO	H2	CH3OH
物質的量濃度（mol/L）	0.1	0.2	0.4

此時有v（正）

 

v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）
（5）室溫時，在乙酸溶液中加入一定量的乙酸鈉固體，溶解后測得混合液的pH═6，則溶液中c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=

 

mol/L，若用1L 0.15mol/L的NaOH溶液充分吸收2.24L CO₂氣體（標準狀態(tài)），則溶液中c（CO₃^2-）

 

c（HCO₃^-）（填“大于”“小于”或“等于”）．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡建立的過程,鹽類水解的應用,物質的分離、提純的基本方法選擇與應用

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）從沙灘到用戶，經歷了硅的冶煉和提純；
（2）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學方乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構造目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數(shù)并進行相應的加減，據(jù)此計算；
（3）①利用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液反應制備FeCO₃，由于Na₂CO₃溶液堿性很強，可能會生成Fe（OH）₂沉淀，為避免生成Fe（OH）₂沉淀，應將Na₂CO₃溶液緩慢加入到盛有FeSO₄溶液的反應容器中；
②判斷沉淀是否洗凈的方法：取最后一次洗滌的濾液，檢測濾液中是否存在未洗滌干凈的雜質．首先要弄清沉淀上的雜質是什么，然后再去檢測里面的離子．本題中FeCO₃的制備是用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液的反應，因而沉淀表面可能會有Na₂SO₄雜質，因而應該檢驗最后一次洗滌濾液中是否含有SO₄^2-，即該題便轉化成SO₄^2-的檢驗；
（4）依據(jù)濃度商和平衡常數(shù)比較分析反應進行的方向；
（5）從溶液呈電中性的角度分析；根據(jù)鈉離子的守恒和碳的守恒求出反應后溶液中Na₂CO₃和NaHCO₃的物質的量，再根據(jù)CO₃^2-的水解程度和HCO₃^-的電離程度的相對大小來分析．

解答： 解：（1）從沙灘到用戶，經歷了硅的冶煉和提純，硅的冶煉的化學方程式：SiO₂ +2C=Si+2CO↑，硅的提純的化學方程式：Si（粗）+2Cl₂=SiCl₄ ，SiCl₄+2H₂=Si（純）+4HCl，故答案為：SiO₂ +2C=Si+2CO↑；Si（粗）+2Cl₂=SiCl₄ ；SiCl₄+2H₂=Si（純）+4HCl；
（2）①2Ca₃（PO₄）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₁=+3359.26 kJ?mol^-1
②CaO（s）+SiO₂（s）═CaSiO₃（s）△H₂=-89.61kJ?mol^-1
①+②×6得2Ca₃（PO₄）₂（s）+6SiO₂（s）+10C（s）═6CaSiO₃（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₃=△H₁+△H₂×6=+2821.6kJ?mol^-1，
故答案為：+2821.6；
（3）①利用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液反應制備FeCO₃，由于Na₂CO₃溶液堿性很強，可能會生成Fe（OH）₂沉淀，為避免生成Fe（OH）₂沉淀，應將Na₂CO₃溶液緩慢加入到盛有FeSO₄溶液的反應容器中；
故答案為：c；避免生成Fe（OH）₂沉淀；
②判斷沉淀是否洗凈的方法：取最后一次洗滌的濾液，檢測濾液中是否存在未洗滌干凈的雜質．首先要弄清沉淀上的雜質是什么，然后再去檢測里面的離子．本題中FeCO₃的制備是用Na₂CO₃溶液和FeSO₄溶液的反應，因而沉淀表面可能會有Na₂SO₄雜質，因而應該檢驗最后一次洗滌濾液中是否含有SO₄^2-，即該題便轉化成SO₄^2-的檢驗．具體操作為：取最后一次的洗滌濾液1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈；
故答案為：取最后一次的洗滌濾液1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈；
（4）表中數(shù)據(jù)分析計算濃度商Q_C=

C(CH3OH)

C(CO)?C2(H2)

=

0.4

0.1×0．22

=100＜140，說明反應正向進行，v_正＞v_逆，故答案為：＞；
（5）CH₃COOH和CH₃COONa混合溶液中，溶液不顯電性，由電荷守恒可知存在c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），pH=6，c（H⁺）=10^-6mol/L，c（OH^-）=10^-8mol/L，則溶液中c（CH₃COO^- ）-c（Na⁺）=9.9×10^-7mol/L；
設反應后溶液中Na₂CO₃和NaHCO₃的物質的量分別為X和Y，根據(jù)鈉離子的守恒，有：2X+Y=0.15 ①
                                               根據(jù)碳原子的守恒，有：X+Y=0.1   ②
解①②可得：X=0.05mol，Y=0.05mol．根據(jù)溶液體積為1L，故C（Na₂CO₃）=0.05mol/L，C（NaHCO₃）=0.05mol/L．
在溶液中，CO₃^2-會水解：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，而且水解程度較大；
HCO₃^-既能電離又能水解：HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，而程度均較小，故可知c（HCO₃^-）大于（（CO₃^2-），
故答案為：9.9×10^-7mol/L；小于．

點評：本題考查了學生在新情境下物質的制備實驗中基本的實驗技能和對教材相關實驗的理解的遷移能力，中檔題難度偏大，掌握物質性質和實驗技能是解題關鍵．