高中 | 配合物理论 题目答案及解析

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选修三

第二章 分子结构与性质

第二节 分子的立体结构

配合物理论

利用锌精矿$\rm (ZnS)$和软锰矿$\rm (MnO_{2})$两种矿料$\rm ($含少量杂质$\rm Fe$$\rm Cu$$\rm Pb$等元素的化合物及$\rm SiO_{2})$生产硫酸锌和硫酸锰的流程如下:

已知常温下:①$\rm H_{2}S$的电离常数为:${{K}_{\text{a1}}}=1.0\text{ }\times {{10}^{-7}}$${{K}_{\text{a2}}}=1.0\text{ }\times {{10}^{-13}}$

${{K}_{\text{sp}}}\left( \text{ZnS} \right)=1.0\text{ }\times {{10}^{-22}}$${{K}_{\text{sp}}}\left( \text{MnS} \right)=1.0\text{ }\times {{10}^{-13}}$

$\rm ZnSO_{4}$的溶解度如图$\rm 1$所示:

  

回答下列问题:

基态$\rm S$原子占据最高能级的原子轨道形状为                

[["

哑铃形

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基态$\rm S$原子占据最高能级的原子轨道为$\rm 3p$,形状为哑铃型。

“滤渣$\rm 1$”主要成分为                和硫;写出“酸浸”过程中$\rm MnO_{2}$$\rm ZnS$反应的化学方程式                

[["

$\\rm SiO_{2}$$\\rm PbSO_{4}$$\\rm ZnS+MnO_{2}+2H_{2}SO_{4}=ZnSO_{4}+MnSO_{4}+S↓+2H_{2}O$

"]]

加硫酸酸浸,锌、铁、铜、锰生成硫酸盐,硫酸铅为沉淀和二氧化硅一起进入滤渣$\rm 1$

“酸浸”过程中$\rm MnO_{2}$$\rm ZnS$反应生成硫单质,化学方程式为:$\rm ZnS+MnO_{2}+2H_{2}SO_{4}=ZnSO_{4}+MnSO_{4}+S↓+2H_{2}O$

“除铁”的萃取剂为磷酸二$\rm (2-$乙基己基$\rm )$$\rm ($$\rm HA$表示$\rm )$,萃取后含铁的物质为$\rm [Fe(HA)_{2}(H_{2}O)_{2}]ASO_{4}$,该物质中$\rm Fe^{3+}$的配位数为                

[["

$\\rm 4$

"]]

萃取后含铁的物质为$\rm [Fe(HA)_{2}(H_{2}O)_{2}]ASO_{4}$,该物质中$\rm Fe^{3+}$的配位数为$\rm 2+2=4$

$\rm BaS$为可溶性钡盐。向“水相$\rm 1$”中加入适量$\rm BaS$,发生主要反应的离子方程式为                ;若溶液中$\rm S^{2-}$的浓度控制不当,会造成$\rm Zn^{2+}$$\rm Mn^{2+}$沉淀而损失,若溶液中$\rm Zn^{2+}$$\rm Mn^{2+}$的浓度为$\rm 0.10$ $\rm mol·L^{-1}$,则应控制溶液中$c\left( {{\text{H}}^{+}} \right)$不小于                 $\rm mol·L^{-1}$$\rm ($已知溶液中$\rm H_{2}S$的浓度为$\rm 1.0\times 10^{-3}$ $\rm mol/L)$

[["

$\\rm Cu^{2+}+S^{2-}$ $\\rm +Ba^{2+}+\\text{SO}_{\\text{4}}^{\\text{2-}}\\rm =CuS↓+BaSO_{4}↓$$\\rm 0.10$

"]]

向“水相$\rm 1$”中加入适量$\rm BaS$,发生主要反应的离子方程式为:$\rm Cu^{2+}+S^{2-}$ $\rm +Ba^{2+}+\text{SO}_{\text{4}}^{\text{2-}}\rm =CuS↓+BaSO_{4}↓$

若溶液中$\rm S^{2-}$的浓度控制不当,会造成$\rm Zn^{2+}$$\rm Mn^{2+}$沉淀而损失,若溶液中$\rm Zn^{2+}$$\rm Mn^{2+}$的浓度为$\rm 0.10$ $\rm mol·L^{-1}$,则应控制溶液中$c\left( {{\text{H}}^{+}} \right)$不小于$\rm 0.10$ $\rm mol·L^{-1}$

${{K}_{\text{a1}}}{{K}_{\text{a2}}}=\dfrac{{{c}^{\text{2}}}\text{(}{{\text{H}}^{+}}\text{)}c\text{(}{{\text{S}}^{\text{2-}}}\text{)}}{c({{\text{H}}_{\text{2}}}\text{S)}}={{10}^{-20}}$,由${{K}_{\text{sp}}}\left( \text{ZnS} \right)=1.0\text{ }\times {{10}^{-22}}$${{K}_{\text{sp}}}\left( \text{MnS} \right)=1.0\text{ }\times {{10}^{-13}}$$\rm Zn^{2+}$$\rm Mn^{2+}$的浓度为$\rm 0.10$ $\rm mol·L^{-1}$,可知$c\text{(}{{\text{S}}^{\text{2-}}}\text{)}\le 1.0\text{ }\times {{10}^{-23}}$,带入${{K}_{\text{a1}}}{{K}_{\text{a2}}}=\dfrac{{{c}^{\text{2}}}\text{(}{{\text{H}}^{+}}\text{)}c\text{(}{{\text{S}}^{\text{2-}}}\text{)}}{c\text{(}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{S)}}={{10}^{-20}}$,可得$c\left( {{\text{H}}^{+}} \right)\ge 0.10\text{ mol/L}$

从“反萃取液”中获得$\rm ZnSO_{4}·H_{2}O$晶体的操作为:控制温度在                $\rm K$以上,蒸发至有大量固体析出、                、洗涤、干燥。

[["

$\\rm 333$ ; 趁热过滤

"]]

观察题图可知应该≥$\rm 333$ $\rm K$,并且趁热过滤。

$\rm ZnSO_{4}·H_{2}O$产品的纯度可用配位滴定法测定。下列关于滴定分析,正确的是                

$\rm A$.滴定前,锥形瓶和滴定管均须用标准溶液润洗

$\rm B$.将标准溶液装入滴定管时,应借助漏斗转移

$\rm C$.滴定终点时,读取标准液体积时俯视滴定管液面,则测得的体积比实际消耗的小

$\rm D$.滴定前滴定管尖嘴内有气泡,滴定后尖嘴内无气泡,则测得的体积比实际消耗的大

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$\\rm CD$

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$\rm A$.滴定前,锥形瓶不须用标准溶液润洗,$\rm A$错误;

$\rm B$.将标准溶液装入滴定管时,应借助烧杯转移,$\rm B$错误;

$\rm C$.滴定终点时,读取标准液体积时俯视滴定管液面,则测得的体积比实际消耗的小,$\rm C$正确;

$\rm D$.滴定前滴定管尖嘴内有气泡,滴定后尖嘴内无气泡,则测得的体积比实际消耗的大,$\rm D$正确;

故选:$\rm CD$

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