【题目】氯化铁是常见的水处理剂,利用废铁屑可制备无水氯化铁。实验室制备装置和工业制备流程图如下:
已知:(1)无水FeCl3的熔点为555 K、沸点为588 K。
(2)废铁屑中的杂质不与盐酸反应。
(3)不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃ | 0 | 20 | 80 | 100 |
溶解度(g/100 g H2O) | 74.4 | 91.8 | 525.8 | 535.7 |
实验室制备操作步骤如下:
Ⅰ.打开弹簧夹K1,关闭活塞K2,并打开活塞a,缓慢滴加盐酸;
Ⅱ.当……时,关闭弹簧夹K1,打开活塞K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a;
Ⅲ.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶体。
请回答:
(1)烧杯中足量的H2O2溶液的作用是_____________________________。
(2)为了测定废铁屑中铁的质量分数,操作Ⅱ中“…”的内容是______________。
(3)从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是加入______________后__________________、过滤、洗涤、干燥。
(4)试写出吸收塔中反应的离子方程式:______________________。
(5)捕集器温度超过673 K时,存在相对分子质量为325的铁的氯化物,该物质的分子式(相对原子质量:Cl-35.5、Fe-56)为____________。
(6)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取m g无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,配制成100 mL溶液;取出10.00 mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入几滴淀粉溶液,并用c mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定,消耗V mL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①滴定终点的现象是________________________________________________;
②样品中氯化铁的质量分数为__________________________。
【答案】把亚铁离子全部氧化成三价铁离子 装置A中不产生气泡或量气筒和水准管液面不变 盐酸 蒸发浓缩、冷却结晶 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe2Cl6 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色 %
【解析】
(1)根据实验装置和操作步骤可知,实验室制备无水FeCl3,是利用铁与盐酸反应生成FeCl2,然后把FeCl2氧化成FeCl3,先制得FeCl3·6H2O晶体,再脱结晶水制得无水FeCl3,烧杯中足量的H2O2溶液是作氧化剂,把亚铁离子全部氧化成三价铁离子。
(2)铁与盐酸反应完全时,不再产生氢气,所以装置A中不产生气泡或量气筒和水准管的液面不再变化,此时,可将A中FeCl2溶液放入烧杯中进行氧化。
(3)从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体,为了防止FeCl3溶液发生水解,则先加入盐酸,后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(4)从工业制备流程图分析可知,反应炉中进行的反应是2Fe+3Cl2=2FeCl3,因此进入吸收塔中的尾气是没有参加反应的氯气,在吸收塔中氯气被吸收剂吸收,反应后生成FeCl3溶液,所以吸收剂应是FeCl2溶液,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
(5)捕集器收集的是气态FeCl3,FeCl3的相对分子质量是162.5,由相对分子质量为325的铁的氯化物可以推出,当温度超过673 K时,二分子气态FeCl3可以聚合生成双聚体Fe2Cl6。
(6)①称取m g无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,配制成100 mL溶液;取出10.00 mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入几滴淀粉溶液,此时溶液呈蓝色,用Na2S2O3溶液滴定,滴入最后一滴Na2S2O3溶液,锥形瓶内的溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色。所以滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色;
②由反应:2Fe3++2I-=2Fe2++I2、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-可得关系式:2Fe3+~I2~2S2O32-,求得n(Fe3+)=cV×10-3 mol,则样品中氯化铁的质量分数为ω(Fe3+)=×100%=
%。
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【题目】自然界中时刻存在着含氮元素不同物质间的转化,实现氮按照一定的方向转化一直是科学领域研究的重要课题。氮气在催化剂作用下的一系列转化如图所示:
下列叙述正确的是
A.N2转化为NH3、NH3转化为NO均属于氮的固定
B.在催化剂a的作用下,氮原子发生了氧化反应
C.催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂
D.催化剂a、b均可以提高单位时间内反应物的转化率
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【题目】如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是( )
A. 热稳定性:MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2
B. 22.4LF2(g)与足量的Mg充分反应,放热1124kJ
C. 工业上可由电解MgCl2溶液冶炼金属Mg,该过程需要吸收热量
D. 由图可知:MgBr2(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)+Br2(l) H=-117kJ/mol
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【题目】元素X的单质及X与元素Y形成的化合物存在如图所示的关系(其中m≠n,且均为正整数).下列说法正确的是( )
A. X一定是金属元素
B. (n-m)一定等于1
C. 由X生成1molXYm时转移的电子数目一定为4NA
D. 三个化合反应一定都是氧化还原反应
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【题目】(1)等质量的O2和O3所含分子个数比为___,原子个数比为___。
(2)400mL2.0mol/L的Al2(SO4)3溶液中含Al3+的物质的量为___,从中取出10mL,将这10mL溶液用水稀释到100mL,所得溶液中SO42-的物质的量浓度为___。
(3)0.5 molCH4的质量为___;标准状况下,4.48LNH3所含分子数为___。
(4)等物质的量的CH4和N2,所含原子数之比为___,等质量的CH4和N2物质的量之比为___。
(5)3.5molBa(OH)2中含有___个OH-,2.5molNaOH的摩尔质量为__。
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【题目】按要求答题。
(1) (命名)_____________________________________。
(2) (指出所含官能团名称)_____________________________________。
(3)写出以为单体发生缩聚反应的方程式________________________。
(4) 制TNT炸药的反应________。
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【题目】CO2是一种常用的化工原料。
Ⅰ.以CO2与NH3为原料可以合成尿素[CO(NH2)2]。合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)。
(1)在不同温度及不同y值下合成尿素,达到平衡时,氨气转化率的变化情况如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”,下同)0,若y表示压强,则y1________y2,若y表示反应开始时的n(NH3)/n(CO2),则y1________y2。
(2)T℃时,若向容积为2L的恒容密闭容器中加入3mol NH3和1mol CO2,达到平衡时,容器内压强为开始时的3/4。若保持条件不变,再向该容器中加入0.5mol CO2和1mol H2O,NH3的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ.CO2与H2反应可用于生产甲醇。
(3)已知氢气与甲醇的燃烧热分别为285.8kJ·mol-1、726.5kJ·mol-1,则CO2与H2反应产生液态甲醇与液态水的热化学方程式为_____。
(4)如图是某甲醇燃料电池工作的示意图。
质子交换膜(只有质子能够通过)左右两侧的溶液均为1L 2mol·L-1 H2SO4溶液。电极a上发生的电极反应为____,当电池中有1mol e-发生转移时左右两侧溶液的质量之差为_____ g(假设反应物耗尽,忽略气体的溶解)。
(5)写出Na2CO3溶液中各离子浓度的大小关系__________________。
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【题目】常温下,XOH、YOH及ZOH三种一元碱的物质的量浓度均为0.100 mol·L-1,体积均为10.00 mL,分别用0.100 mol·L-1的HCl溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.均可用酚酞作指示剂
B.电离平衡常数:Kb(YOH)<Kb(ZOH)
C.均滴入10.00 mL HCl溶液时,ZCl溶液中的水解程度最大
D.pH=11的YOH与pH=3的HCl溶液等体积混合:c(Cl-)>c(Y+)>c(H+)>c(OH-)
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【题目】盐酸,硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。现就“三大酸”与金属铜反应的情况,回答下列问题:
(1)稀盐酸不与反应,若在稀盐酸中加入
溶液(常见氧化剂,作氧化剂时还原产物为水)后,则可使铜顺利溶解。该反应的化学方程式为________。
(2)在一定体积的的浓硫酸中加入过量铜片,加热使之反应。被还原的硫酸为
。则浓硫酸的实际体积________(填“大于”“等于”或“小于”)
。若使剩余的铜片继续溶解,可在其中加入硝酸盐溶液(如
溶液),则该反应的离子方程式为________。
(3)根据下图操作及现象推断酸X是________(填字母)。
A.浓盐酸 B.浓硫酸 C.浓硝酸
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