【题目】高铁酸钾是常见的水处理剂,工业上制备高铁酸钾有多种方法。某兴趣小组以铁屑为原料模拟制备高铁酸钾的流程如下:
(查阅资料)高铁酸钾呈紫红色,在酸性或中性溶液中快速产生O2。
回答下列问题:
(1)“氧化”阶段通入空气作氧化剂,它比用氯气具有的优点是___。
(2)为了检验“氧化”过程中所得FeCl3溶液中是否还含有Fe2+,最佳的检验试剂是___(填标号)。
a.K3[Fe(CN)6]溶液 b.NaOH溶液 c.淀粉KI试纸
(3)请写出“制备”反应的离子方程式___。
(4)“转化”过程使用过量饱和KOH溶液的原因是___。
(5)“分离”过程获得K2FeO4晶体的系列操作是蒸发,结晶、过滤、洗涤、干燥,其中洗涤使用的最佳洗涤剂是___(填标号)。
a.冷水 b.冷的稀NaOH溶液 c.冷的浓KOH溶液
(6)电解法制备K2FeO4,操作简单,易于实验室制备原理如图所示,其中阳极的电极反应式是___。
(7)探究K2FeO4的性质。取电解后的紫红色溶液,加入稀盐酸,观察到溶液由紫红色逐渐变为黄色,并收集到黄绿色气体。甲同学认为:气体中一定含有Cl2;乙同学认为:气体中还可能含有___。请设计实验证明乙同学的猜测___。
【答案】选用通入空气经济、而且氯气有毒,污染环境 a 2Fe2++3ClO- +10OH- =2 FeO42++3Cl-+5 H2O 防止K2FeO4在溶液中会水解成H2FeO4 c Fe-6e-+8OH- ═ FeO42-+4H2O和4OH--4e-═2H2O+O2↑ 氧气 将气体中通入过量NaOH溶液的洗气瓶,收集气体用带火星的木条检验,若木条复燃,则乙猜测正确
【解析】
(1)选用通入空气经济、而且氯气有毒,污染环境,故“氧化”阶段通入空气作氧化剂比用氯气更好;故答案为:选用通入空气经济、而且氯气有毒,污染环境;
(2)Fe2+和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,可用来检验亚铁离子;故选a;
(3)Fe2+和NaClO、NaOH溶液混合得到Na2FeO4,铁元素化合价升高,则氯元素化合价降低,生成氯化钠,故反应为:2Fe2++3ClO- +10OH- =2 FeO42++3Cl-+5 H2O;
(4)饱和KOH溶液可以让Na2FeO4转化为K2FeO4,K2FeO4在水溶液中会水解成H2FeO4和氢氧根,这个反应是可逆反应,过量KOH溶液可以使反应左移,防止K2FeO4在溶液中会水解成H2FeO4;故答案为:防止K2FeO4在溶液中会水解成H2FeO4;
(5)洗涤剂要求不能加入新的杂质,还要防止K2FeO4在溶液中水解,最好用冷的浓KOH溶液,故选c;
(6)根据电源的正负极判断电极名称,该电解池中,阳极材料是活泼金属,则电解池工作时,阳极上铁失电子发生氧化反应,同时氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应式为:Fe-6e-+8OH- ═ FeO42-+4H2O和4OH--4e-═2H2O+O2↑;
(7)气体中还可能含有氧气,鉴定氧气可以先将气体中通入过量NaOH溶液的洗气瓶,收集气体用带火星的木条检验,若木条复燃,则乙猜测正确。
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【题目】某实验小组在T1温度下,容积为1 L的恒容密闭容器中,同时通入0.1 mol CO(g)和0.1 mol H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=a kJ· mol-1。测得CO2的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。
(1)0~10min内,CO的平均反应速率为_______________。
(2)T1温度下,该反应的平衡常数K为________(用分数表示)。
(3)①已知:
I.H2的燃烧热△H=-285.8 kJ· mol-1;
II.CO的燃烧热△H=-283 kJ· mol-1;
III.H2O(g)=H2O(l) △H=-44 kJ· mol-1。
则a=_______。
②反应达到平衡后,下列措施能使平衡向正反应方向移动的是__________(填字母)。
A 升高温度 B 增大压强 C 通入H2O(g) D 移走CO2(g)
(4)T1温度下,某时刻另一实验小组测得反应容器中有关数据为c(CO)=0.6 mol·L-1、c(H2O)=1.6 mol·L-1,c(H2)=0.4 mol·L-1,c(CO2)=0.4 mol·L-1,则该反应在下-时刻将____(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“达到平衡”),判断依据是_______。
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【题目】已知A~H均为中学化学常见的物质,A、B、C、E的焰色反应均为黄色。其中B常做食品的膨化剂;A与C按任意比例混合,溶于足量的水中,得到的溶质也只含有一种,并有无色无味的气体D地放出;X为一种黑色固体单质,有多种同素异形体,其氧化性参与大气循环,为温室气体;G为冶炼铁的原料,G溶于盐酸中得到两种化合物。A~H之间有如下的转化关系(部分物质未写出):
(1)写出该物质的化学式:C:_______;E:_____。
(2)B+C→D的反应中,每生成标准状况下11.2 L D,转移电子的物质的量为_____mol。
(3)已知F与高温水蒸汽也能反应生成G,该反应中,还原剂与还原产物的物质的量之比为_____。
(4)写出G与足量稀硝酸反应的离子方程式_______________。
(5)G在高温下与铝反应的化学方程式为:___________。
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【题目】已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如下图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列有关说法正确的是( )
A. X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性
B. 若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应
C. 若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水,一定可以观察到白色沉淀产生
D. 工业上,B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂
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【题目】在严格无氧的条件下,碱与亚铁盐溶液反应生成白色胶状的 Fe(OH)2,在有氧气的情况下迅速 变为灰绿色,逐渐形成红褐色的氢氧化铁,故在制备过程中需严格无氧。现提供制备方法如下:
方法一:用 FeSO4 溶液与用不含 O2 的蒸馏水配制的 NaOH 溶液反应制备。
(1)配制 FeSO4 溶液时需加入铁粉的原因是_____;除去蒸馏水中溶解的 O2常采用_____的方法。
(2)生成白色 Fe(OH)2 沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2 的 NaOH 溶液,插入 FeSO4 溶液液面下,再挤出 NaOH 溶液。这样操作的理由是_____。
方法二:
在如图装置中,用 NaOH 溶液、铁屑、稀 H2SO4 等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是_____;
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是_____;
(3)为了制得白色 Fe(OH)2 沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤 是_____。
(4)这样生成的 Fe(OH)2 沉淀能较长时间保持白色,其理由是_________________________。
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【题目】科研工作者利用Li4Ti5O12纳米材料与LiFePO4作电极组成可充放电电池,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时,碳a电极为正极,电子从b极流向a极
B.电池总反应为Li7Ti5O12+FePO4=Li4Ti5O12+LiFePO4
C.充电时,a极反应为Li4Ti5O12 +3Li++3e-=Li7Ti5O12
D.充电时,b电极连接电源负极,发生还原反应
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【题目】硫酰氯(SO2Cl2)可用于有机合成和药物制造等。实验室利用SO2和Cl2在活性炭作用下制取SO2Cl2[SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l) ΔH=-97.3kJ/mol],装置如图所示(部分装置省略)。已知SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,有强腐蚀性,不宜接触碱、醇、纤维素等许多无机物和有机物,遇水能发生剧烈反应并产生白雾。回答下列问题:
I.SO2Cl2的制备
(1)水应从___(选填“a”或“b”)口进入。
(2)制取SO2的最佳组合是___(填标号)。
①Fe+18.4mol/LH2SO4
②Na2SO3+70%H2SO4
③Na2SO3+3mo/LHNO3
(3)乙装置中盛放的试剂是___。
(4)制备过程中需要将装置甲置于冰水浴中,原因是___。
(5)反应结束后,分离甲中混合物的最佳实验操作是___。
II.测定产品中SO2Cl2的含量,实验步骤如下:
①取1.5g产品加入足量Ba(OH)2溶液,充分振荡、过滤、洗涤,将所得溶液均放入锥形瓶中;
②向锥形瓶中加入硝酸酸化,再加入0.2000mol·L-1的AgNO3溶液l00.00mL;
③向其中加入2mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖;
④加入NH4Fe(SO4)2指示剂,用0.1000mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+,终点所用体积为10.00mL。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10Ksp(AgSCN)=2×10-12
(6)滴定终点的现象为___。
(7)产品中SO2Cl2的质量分数为___%,若步骤③不加入硝基苯则所测SO2Cl2含量将___(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
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【题目】某元素的一种同位素X的原子质量数为A,含N个中子,它与原子组成HmX分子.在a克HmX中所含质子的物质的量是( )
A. (A-N+m)molB.
(A-N)molC.
(A-N)molD.
(A-N+m)mol
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【题目】“绿水青山就是金山银山”。近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。
(1)硫酸工业排出的尾气(主要含SO2)有多种处理方式。
①写出用过量氨水吸收尾气的离子方程式:___________________。
②尾气也可用软锰矿浆(MnO2)吸收,写出如图所示“反应1”的化学方程式:___________________。
(2)治理汽车尾气中NO和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置,使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质。写出该反应的化学方程式:___________________。
(3)某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、Cl2、NO),设计了如下流程:
①“反应1”用于吸收Cl2,“反应1”的化学方程式为___________________。
② “反应2”的离子方程式为___________________。
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