【题目】利用钛白工业的副产品FeSO4(含TiO2+、Al3+)可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。其工艺流程如下:
已知:
①过滤1得到的滤渣的主要成分是Al(OH)3、H2TiO3
②5Fe2+ +MnO4- +8H+ =5Fe3+ +Mn2+ +4H2O 5C2O42- +2MnO4- +16H+ =10CO2↑+2Mn2+ +8H2O
(1)除杂过程中加入Fe的作用是___________________________。
(2)沉淀过程的反应温度为40℃,温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有_____。
(3)实验室测定高纯超微细草酸亚铁组成的步骤依次为:
步骤1:准确称量一定量草酸亚铁样品,加入30 mL 2mol·L-1 的H2SO4溶解。
步骤2:用c mol·L-1标准KMnO4溶液滴定,消耗其体积a mL。
步骤3:向滴定后的溶液中加入3g Zn粉和8 mL 2mol·L-1的H2SO4溶液,将Fe3+还原为Fe2+。
步骤4:过滤,滤液用上述标准KMnO4溶液滴定,消耗溶液b mL。
① KMnO4溶液应该装在_______________滴定管中。
② 用KMnO4溶液滴定待测液,达到滴定终点的标志是__________________________________。
③ 下列操作会导致测定结果中样品的C2O42- 的物质的量偏大的是____________________
A. 步骤2中,滴定管未用标准KMnO4 溶液润洗
B. 步骤3中加入Zn不足
C. 步骤2中,读标准溶液体积时,先仰视后俯视
D. 步骤4中,读标准溶液体积时,先俯视后仰视
④ 样品中C2O42- 的物质的量为_______________________。
(4)将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸亚铁溶液混合,测得反应液中Mn2+ 的浓度随反应时间t的变化如下图,其变化趋势的原因可能为__________________________________。
【答案】 防止Fe2+ 被氧化 防止NH3·H2O和Fe(OH)2受热分解 酸式 滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液突然变成紫红色,且半分钟内不再恢复为原来的颜色 AB 2.5c(a-b)×10-3mol 生成的Mn2+ 作起催化作用,随着Mn2+ 浓度增加,反应速率越来越快
【解析】副产品FeSO4(含TiO2+、Al3+)中加入铁粉,将少量杂质离子除去,同时防止Fe2+ 被氧化,得到比较纯净的FeSO4溶液,向FeSO4溶液中加入氨水,生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁和草酸反应生成高纯超微细草酸亚铁沉淀。
(1)由于Fe2+被具有很强的还原性,容易被氧化为Fe3+,铁粉的还原性比Fe2+强,因此可以防止Fe2+被氧化,另外Fe能与H+反应生成Fe2+,降低了氢离子的浓度,调节pH值,使Al3+水解完全生成Al(OH)3沉淀,故答案为:防止Fe2+ 被氧化等;
(2)沉淀过程为一水合氨沉淀亚铁离子的过程,生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,受热会分解,另外一水合氨受热也会分解,故反应温度不能太高,所以温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有NH3H2O受热易分解,挥发出NH3,Fe(OH)2受热易分解;故答案为:NH3H2O受热易分解,挥发出NH3,Fe(OH)2受热也易分解;
(3)① KMnO4溶液具有强氧化性,应该装在酸式滴定管中,故答案为:酸式;
② 用KMnO4溶液滴定待测液,终点时滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液突然变成紫红色,且半分钟内不再恢复为原来的颜色,故答案为:滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液突然变成紫红色,且半分钟内不再恢复为原来的颜色;
③A. 步骤2中,滴定管未用标准KMnO4 溶液润洗,导致消耗的标准KMnO4 溶液的体积偏大,则样品的C2O42- 的物质的量偏大,正确;B. 步骤3中加入Zn不足,导致铁离子未完全还原,使得测得的亚铁离子的含量偏少,样品的C2O42- 的物质的量偏大,正确;C. 步骤2中,读标准溶液体积时,先仰视后俯视,导致消耗的标准KMnO4 溶液的体积偏小,则样品的C2O42- 的物质的量偏低,错误;D. 步骤4中,读标准溶液体积时,先俯视后仰视,导致步骤4中消耗的标准KMnO4 溶液的体积偏大,使得测得的亚铁离子的含量偏多,样品的C2O42- 的物质的量偏小,错误;故选AB;
④由题意知步骤2氧化C2O42-和Fe2+共消耗c molL-1标准KMnO4溶液体积a mL,步骤3、4标准KMnO4溶液只氧化Fe2+,消耗KMnO4溶液体积bmL,所以C2O42-消耗KMnO4溶液体积为(a-b)mL,由5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O得5C2O42-~2MnO4-,所以n(C2O42-)=n(MnO4-)=(a-b)×10-3L×cmolL-1×
=2.5c(a-b)×10-3mol;故答案为: 2.5c(a-b)×10-3mol;
(4)从图像上观察,随着反应对进行,曲线的斜率越来越大,说明单位时间内Mn2+的浓度越来越大,所以反应速率越来越快,反应中温度不变,随着反应的进行,反应物的浓度变小,而反应速率加快,只能是生成的Mn2+作催化剂,随着Mn2+浓度增加,反应速率越来越快;故答案为:生成的Mn2+作催化剂,随着Mn2+浓度增加,反应速率越来越快。
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【题目】在两个容积相同的容器中,一个盛有HCl气体,另一个盛有H2和Cl2的混合气体.在同温、同压下,两容器内的气体一定具有相同的是( )
A.原子数
B.相对分子质量
C.质量
D.密度
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【题目】2013年9月,中国华北华中地区发生了严重的雾霾天气,北京、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染,属于重度污染。汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾霾形成的原因。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H<0,在一定温度下,在一体积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO在t1 时刻达到平衡状态。
①能判断该反应达到平衡状态的标志是____________________。
A.在单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了1mol CO B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 D.混合气体的压强不再变化
②在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态,之后不再改变条件。请在右图中补充画出从t2 到t4 时刻正反应速率随时间的变化曲线:_____________
(2)改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气,1.2g 碳完全反应,吸收热量13.13kJ.
①该反应的热化学方程式为______________________________________________
②煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2C03溶液吸收,该反应的离子方程式为___________________________________________________。(已知:H2S: ;
;H2CO3:
;
)
(3)已知反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | 0 | ||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验1条件下平衡常数K=______________(保留小数点后二位)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a、b必须满足的关系是__________。
③该反应的△H ______0(填“<”或“>”);若在900℃时,另做一组实验,在此容器中加入l0mol CO,5mo1 H2O,2mo1 CO2,5mol H2,则此时v正___________v逆(填“<”,“>”,“=”)。
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【题目】已知反应N2O4(g) 2NO2(g) △H>0,平衡体系中总质量
与总物质的量
之比M(M=
/
)在不同温度下随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是:
A. 温度:T1 <T2
B. 平衡常数K(a)=K(b)<K(c)
C. 反应速率:
D. 当M=69g·mol-1 时,n(NO2):n(N2O4)=1:1
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【题目】已知碳化铝(Al4C3)与水反应生成氢氧化铝和甲烷.为了探究甲烷性质,某同学设计如下两组实验方案:甲方案探究甲烷与氧化剂反应(如图1所示);乙方案探究甲烷与氯气反应的条件(如图2所示).
甲方案实验现象:溴水无颜色变化,无水硫酸铜变蓝色,澄清石灰水变浑浊.
乙方案实验操作过程:通过排饱和食盐水的方法收集两瓶甲烷与氯气(体积比为1:4)的混合气体,I瓶放在光亮处,II瓶用预先准备好的黑色纸套套上,按图2安装好装置,并加紧弹簧夹a和b.
(1)碳化铝与稀硫酸反应的化学方程式为 .
(2)写出甲方案实验中硬质试管里可能发生的化学方程式 , (实验测得消耗甲烷与氧化铜物质的量之比2:7)
(3)实验甲中浓硫酸的作用是 , 集气瓶中收集到的气体(填“能”或“不能”)直接排入空气中?
(4)下列对甲方案实验中的有关现象与结论的叙述都正确的是
A.酸性高锰酸钾溶液不褪色,结论是通常条件下,甲烷不能与强氧化剂反应
B.硬质试管里黑色粉末变红色,说明氧化铜发生了氧化反应
C.硬质试管里黑色粉末变红色,推断氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳
D.甲烷不能与溴水反应,推知甲烷不能与卤素单质反应
(5)乙方案中烧杯里放入足量的水,打开弹簧夹a、b,一段时间后,观察到有水倒吸到I瓶中,但水并不能充满I瓶,请写出该实验现象所涉及的一个化学方程式 . 除了上述现象外,该实验中还可能观察到的现象有(填序号).
A.I瓶中气体颜色变浅 B.I瓶中出现白雾
C.I瓶瓶内壁出现油状物质 D.II瓶中与I瓶现象相同.
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【题目】苯在催化剂存在下与液溴反应,而苯酚与溴水反应不用加热也不需要催化剂,原因是( )
A.苯环与羟基相互影响,但苯环上的氢原子活泼性不变
B.苯环与羟基相互影响,但羟基上的氢原子变活泼
C.羟基影响了苯环,使苯环上的氢原子变得活泼
D.苯环影响羟基,使羟基变活泼
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【题目】I某温度下,Kw=10﹣12 .
(1)若保持温度不变,向少量水中加入g的NaOH固体,并加水至1L,才能使溶液中电离产生的H+、OH﹣的浓度乘积即:c(H+)c(OH﹣)=10﹣22
(2)若保持温度不变,某溶液中c(H+)为1×10﹣7mol/L,则该溶液显性(选填“酸”、“碱”或“中”)
(3)已知常温下Kw[Fe(OH)3]=4.0×10﹣38 , 在FeCl3溶液中加入NaHCO3溶液,发生反应的离子方程式为 . 若所得悬浊液的pH调整为4,则溶液中Fe3+的浓度为mol/L.
(4)试利用平衡移动原理解释下列事实:
FeS不溶于水,但能溶于稀盐酸中 .
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【题目】阿伏加德罗常数约为6.02×1023 mol﹣1(NA),下列说法正确的是( )
A.常温常压下,16g O2与16g O3所含的原子数均是NA
B.物质的量浓度为0.5mol/L的MgCl2溶液中,含有Cl﹣个数为 NA
C.标准状况下,2.24LCCl4所含原子数为0.5NA
D.标准状况下,22.4 L氦气所含有的质子数目约为4×6.02×1023
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【题目】现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐的复合剂,可能含有钠、镁、钙、铁等元素.某同学为了确认其中的金属元素,取部分该制剂作为试液,进行如下实验.已知:溶液pH=4时,Fe3+沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀.
请回答下列问题:
(1)根据现象1(填“能”或“不能”)确定该试液中含有Na+ .
(2)现象3中白色沉淀的化学式是 .
(3)溶液A中加入H2O2溶液的目的是 .
(4)根据以上实验,可以推断出此葡萄糖酸盐的复合剂中一定含有的元素是 , 一定不含有的元素是 .
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