Question

（14分）高中化學(xué)教材介紹了鈉、鎂、鋁、鐵、氯、硫、氮、硅等元素及其化合物的知識，是其它化學(xué)知識的載體。

（1）從以上元素中選擇，在自然界中有游離態(tài)存在的有 元素（填元素符號）。

（2）離子交換膜是一類具有離子交換功能的高分子材料。一容器被離子交換膜分成左右兩部分，如圖所示。

若該交換膜為陽離子交換膜（只允許陽離子自由通過），左邊充滿鹽酸酸化的H2O2溶液，右邊充滿滴有KSCN溶液的FeCl2溶液（足量），一段時間后可觀察到的現(xiàn)象：右邊 （從下列選項中選擇）

A.無明顯現(xiàn)象 B.溶液由淺綠色變紅色

C.溶液由無色變黃色 D.溶液由淺綠色變無色

左邊發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： ；

若該交換膜為陰離子交換膜（只允許陰離子自由通過），左邊充滿含2mol NH4Al(SO4)2的溶液，右邊充滿含3mol Ba(OH)2的溶液，當(dāng)有2mol SO42-通過交換膜時（若反應(yīng)迅速完全），則左右兩室沉淀的物質(zhì)的量之比為 。

（3）某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)，利用相關(guān)工藝可進(jìn)行提純與綜合利用。通入一定量的N2后，在1500℃下與Cl2充分反應(yīng)得到純化石墨與氣體混合物，然后降溫至80℃，分別得到不同狀態(tài)的兩類物質(zhì)a和b。（注：石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物，SiCl4的沸點為57.6℃，金屬氯化物的沸點均高于150℃。）

①若a與過量的NaOH溶液反應(yīng)，可得兩種鹽，其中一種鹽的水溶液具有粘合性，化學(xué)反應(yīng)方程式為 。

②若b與過量的NaOH溶液充分反應(yīng)后，過濾，所得濾液中陰離子有____________；

然后向濾液中繼續(xù)加適量乙酸乙酯并加熱可得沉淀，寫出生成沉淀的離子方程式_____。

Answer 1

(1) S 、N、Fe；（2）B； 2H++2Fe2++H2O2=2H2O +2Fe3+ ；2：3。

(3) ①SiCl4+6NaOH =Na2SiO3+4NaCl+3H2O； ②Cl－、OH－、AlO2－；

CH3COOCH2CH3+AlO2‑+ 2H2O Al(OH)3↓+CH3COO-+ CH3CH2OH。

【解析】

試題分析：（1）在以上元素中有游離態(tài)存在的是硫、氮、鐵，其元素符號是：S、N、Fe；（2）該交換膜為陽離子交換膜，在左邊充滿鹽酸酸化的H2O2溶液，右邊充滿滴有KSCN溶液的FeCl2溶液，右邊的Fe2+會通過交換膜進(jìn)入到左邊，在酸性條件下，H2O2會把Fe2+氧化為Fe3+，反應(yīng)的離子方程式是：2H++2Fe2++H2O2=2H2O +2Fe3+；Fe3+再通過離子交換膜進(jìn)入到右邊，反應(yīng)發(fā)生是溶液由淺綠色變?yōu)檠�紅色，故選項是B；若該交換膜為陰離子交換膜（只允許陰離子自由通過），左邊充滿含2mol NH4Al(SO4)2的溶液，右邊充滿含3mol Ba(OH)2的溶液，當(dāng)有2mol SO42-通過交換膜進(jìn)入右室時，在右邊發(fā)生沉淀反應(yīng)形成2mol的BaSO4沉淀，就會同時有4mol的OH-進(jìn)入左室，在左邊會形成4/3mol的Al(OH)3沉淀，則左右兩室沉淀的物質(zhì)的量之比為4/3mol：2mol=2：3。（3）①初級石墨充入N2后再加入Cl2在1500℃下發(fā)生反應(yīng)得到SiCl4、MgCl2、FeCl3、AlCl3，由于SiCl4的沸點為57.6℃，而金屬氯化物的沸點均高于150℃。由于a與過量的NaOH溶液反應(yīng)，可得兩種鹽，其中一種鹽的水溶液具有粘合性，說明產(chǎn)生了Na2SiO3，則a中含有SiCl4；b中含MgCl2、FeCl3、AlCl3，發(fā)生該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為SiCl4+6NaOH =Na2SiO3+4NaCl+3H2O；②若b與過量的NaOH溶液充分反應(yīng)后，反應(yīng)會產(chǎn)生Mg(OH)2、Fe(OH)3沉淀及溶液：NaAlO2、NaCl。過濾，所得濾液中陰離子有Cl－、OH－、AlO2－；然后向濾液中繼續(xù)加適量乙酸乙酯，由于酯在堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生乙酸和乙醇，乙酸的酸性強(qiáng)，和AlO2－反應(yīng)形成Al(OH)3沉淀，生成沉淀的離子方程式是CH3COOCH2CH3+AlO2‑+2H2O Al(OH)3↓+CH3COO-+ CH3CH2OH。

考點：考查元素在自然界的存在、離子交換膜在物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)及現(xiàn)象描述的應(yīng)用、物質(zhì)的分離、提純及溶液成分的確定、知道水解反應(yīng)的應(yīng)用的知識。