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    铁是地壳中含量第二的金属元素，其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛．
    （一）工业废水中含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大的危害，必须进行处理．常用的处理方法是电解法，该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解的进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀．
    （1）用Fe作电极的目的是
     
    ．
    （2）阴极附近溶液pH升高的原因是
     
    （用电极反应式解释）；溶液中同时生成的沉淀还有
     
    ．
    （二）氮化铁磁粉是一种磁记录材料，利用氨气在400℃以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁．制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下：

    已知：①某赤铁矿石含60.0%Fe2O3、3.6%FeO，还含有Al2O3、MnO2、CuO等．
    ②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下：
    沉淀物Al（OH）3Fe（OH）3Fe（OH）2Cu（OH）2
    pH5.23.29.76.7
    （3）步骤②中加双氧水的目的是
     
    ，pH控制在3.4的作用是
     
    ；已知25℃时，Ksp[Cu（OH）2]=2.0×10-20，该温度下反应：Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+的平衡常数K=
     
    ．
    （4）制备氮化铁的反应：Fe+NH3
    H2
    550℃
    FexNy+H2（未配平），若整个过程中消耗氨气34.0g，消耗赤铁矿石2kg，设整个过程中无损耗，则FexNy磁粉的化学式为
     
    ．
    考点：电解原理,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
    专题：实验设计题,氧化还原反应专题
    分析：（一）（1）阳极是活性电极时，阳极本身失电子，生成阳离子；
    （2）溶液PH升高的原因是溶液中氢离子浓度减少，即氢离子在阴极得电子，PH升高，氢氧根离子浓度增大，离子浓度幂的乘积大于溶度积，所以金属阳离子会生成氢氧化物沉淀；
    （二）（3）步骤②中利用双氧水的氧化性，pH控制在3.4可使铁离子完全转化为沉淀，25℃时，c（Cu2+）×c（OH-）2=2.0×10-20，Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+的平衡常数K=
    c(H+)2
    c(Cu2+)
    ；
    （4）根据元素守恒确定含铁的物质的量，计算铁和氨气的物质的量之比，得到反应中的系数，根据原子守恒确定分子式．
    解答： 解：（一）（1）在电解法除铬中，铁作阳极，阳极反应为Fe-2e-═Fe2+，以提供还原剂Fe2+，故答案为：提供还原剂Fe2+；
    （2）在阴极附近溶液pH升高的原因是水电离产生的H+放电生成H2的同时，大量产生了OH-，所以溶液中的Fe3+也将转化为Fe（OH）3沉淀，
    故答案为：2H++2e-═H2↑；Fe（OH）3；
    （二）（3）步骤②中利用双氧水的氧化性将Fe2+氧化为Fe3+，由表格中的数据可知pH控制在3.4可使铁离子完全转化为沉淀，而其他离子不沉淀；25℃时，c（Cu2+）×c（OH-）2=2.0×10-20，Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+的平衡常数K=
    c(H+)2
    c(Cu2+)
    =
    Kw2
    Ksp
    =
    (1×10-14)2
    2.0×10-20
    =5.0×10-9，
    故答案为：5.0×10-9；
    （4）赤铁矿石2kg含铁的物质的量为：
    2000×60%
    160
    ×2+
    2000×36%
    72
    mol=16mol，氨气的物质的量为：
    34g
    17g/mol
    =2mol，此反应中，铁和氨气的物质的量之比是8：1，反应为：16Fe+2NH3
    H2
    550℃
    2FexNy+3H2，所以FexNy的化学式为：Fe8N，故答案为：Fe8N．
    点评：本题以实验形式考查电解原理及难溶电解质的溶解平衡和沉淀转化，注意氧化还原反应及表格数据的应用，题目难度中等．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    下列有关实验原理或实验操作正确的是（　　）
    A、用干燥pH试纸测定某新制氯水的pH
    B、用酒精萃取碘水中的碘
    C、用如图装置能除去乙烷中混有的乙烯
    D、用25mL碱式滴定管量取20.00mL KMnO4溶液

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    下列溶液中，跟100mL 0.5mol/L CaCl2溶液所含的Cl-物质的量浓度相同的是（　　）
    A、100mL 1mol/L MgCl2溶液
    B、200mL 0.25mol/L AlCl3溶液
    C、100ml 1mol/L NaCl溶液
    D、200ml 0.5mol/L HCl溶液

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．

    （1）目前合成氨技术原理为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ?mol-1．
    ①673K，30MPa下，上述合成氨反应中n（NH3）和n（H2）随时间变化的关系如右图所示．下列叙述正确的是
     
    ．
    A．点a的正反应速率比点b的大
    B．点c处反应达到平衡
    C．点d和点 e处的n（N2）相同
    D．773K，30MPa下，反应至t2时刻达到平衡，则n（NH3）比图中e点的值大
    （2）1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性的 SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电解合成氨．其实验装置如图，阴极的电极反应式
     
    ．
    （3）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生下列反应：N2（g）+3H2O（1）?2NH3（g）+
    3
    2
    O2（g）△H=a kJ?mol-1
    进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：
    T/K303313323：]
    NH3生成量/（10-6mol）4.85.96.0
    ①此合成反应的a
     
    0；△S
     
    0（填“＞”、“＜”或“=”）；该反应属于
     

    A．一定自发   B．一定不自发   C．高温自发    D．低温自发
    ②已知：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1
    2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）=-571.6kJ?mol-1则N2（g）+3H2O（1）=2NH3（g）+
    3
    2
    O2（g）△H=
     
    kJ?mol-1．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    取1.43g Na2CO3?xH2O溶于水配成10mL溶液，然后逐滴滴入稀盐酸直至没有气体放出为止，用去盐酸2.0mL，并收集到112mL CO2（标准状况）．试计算：
    （1）CO2的物质的量
    （2）Na2CO3?xH2O的物质的量．
    （3）x的值．
    （4）所用稀盐酸的物质的浓度．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （1）常温时，四种溶液：Ⅰ．pH=4的CH3COOH溶液；Ⅱ．pH=4的HCl溶液；Ⅲ．pH=10的NaOH溶液；Ⅳ．pH=10的CH3COONa溶液．
    ①Ⅲ和Ⅳ的溶液中水电离的c（H+）浓度之比
     
    ．
    ②下列有关叙述正确的是
     
    ．
    A．Ⅱ、Ⅲ的溶液分别与10g铝粉反应，生成H2的量Ⅲ更多
    B．Ⅰ与Ⅱ等体积混合后，溶液中的c（CH3COO-）为原溶液浓度的1/2
    C．将Ⅰ和Ⅲ等体积混合后，溶液pH小于7
    D．四种溶液各10mL分别加水稀释至100mL后，溶液的pH：Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅱ
    （2）CH3COOH溶液的Ka=1.6×10-5，则1.0mol/L的CH3COONa溶液中c（OH-）=
     
    ．
    （3）将CO2通入NaOH溶液中，回答下列问题．
    ①当CO2与NaOH物质的量之比为1：2时，溶液中离子浓度的大小顺序为
     
    ．
    ②当c（Na+）=c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）时，反应后溶液中的溶质为
     
    ．
    （4）用NaOH溶液滴定醋酸溶液的过程中，锥形瓶中的溶液其离子浓度关系有如下式子，在滴定过程中这些式子出现的先后顺序为
     
    请选出正确的顺序）
    ①c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）   ②c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-）
    ③c（CH3COO-）＞c（H+）=c（Na+）＞c（OH-）    ④c（Na+）＞c（CH3COO-）=c（OH-）＞c（H+）
    ⑤c（CH3COO-）＞c（H+）＞c（Na+）＞c（OH-）    ⑥c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（OH-）=c（H+）
    ⑦c（Na+）＞c（OH-）＞c（CH3COO-）＞c（H+）
    A、⑦④①⑥②③⑤B、⑤②③①⑥④⑦C、③⑤②①⑥④⑦D、⑤③②⑥①④⑦

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    在一密闭容器中发生反应N2+3H2?2NH3△H＜0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示：
    回答下列问题：
    （1）处于平衡状态的时间段是
     
    （填选项）．
    A．t0～t1　B．t1～t2　C．t2～t3 D．t3～t4　E．t4～t5　  F．t5～t6
    （2）t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是（填选项）．
    A．增大压强　B．减小压强　  C．升高温度
    D．降低温度　E．加催化剂　     F．充入氮气
    t1时刻
     
    ； t4时刻
     
    ．
    （3）依据（2）中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是
     
    （填选项）．
    A．t0～t1　B．t2～t3　C．t3～t4　D．t5～t6
    （4）一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20%，则反应后与反应前的混合气体体积之比为
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    复分解反应是中学化学中常见的一种反应类型．
    （1）已知在常温下测得浓度均为0.1mol/L的下列6种溶液的pH：
    溶质CH3COONaNaHCO3Na2CO3NaClONaCNC6H5ONa
    PH   8.1  8.4  11.6  10.3  11.1  11.3
    复分解存在这样一个规律：一种较强酸与另一种较弱酸的盐可以自发地反应，生成较弱酸和较强酸的盐，如：2CH3COOH+Na2CO3═2CH3COONa+CO2↑+H2O．若换个角度看，它同时揭示出另一条规律，即碱性较强的物质发生类似反应可以生成碱性较强的物质．依照该规律，请判断下列反应不能成立的是
     
    （填字母序号）．
    A．CO2+H2O+2NaClO═Na2CO3+2HClO
    B．CO2+H2O+NaClO═NaHCO3+HClO
    C．CH3COOH+NaCN═CH3COONa+HCN
    D．2C6H5ONa+CO2+H2O→2C6H5OH+Na2CO3
    （2）根据上述信息判断，常温下浓度均为0.05mol/L的下列5种物质的溶液中，pH最小的是
     
    （填序号），其pH为
     
    （填数值）；pH最大的是
     
    （填序号）．
    ①HCN   ②CH3COOH   ③HClO4   ④HClO   ⑤H2SO4
    （3）根据反应规律，判断C6H5OH溶液能否和Na2CO3反应？
     
    ；如果不能，请说明理由，如果能反应，写出离子方程式
     
    ；
    （4）已知溶液积常数：KSP（AgI）=9.3×10-17，KSP（AgCl）=1.8×10-10，现将KI溶液和AgCl固体混合搅拌，则可能会观察到的现象是
     
    ，其离子反应方程式为
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    1825年英国科学家法拉第从煤气灯中的煤气用完后剩余的油状液体中发现一种烃，其相对分子质量为78，取7.8克该烃完全燃烧得到标况下13.44L的CO2和5.4克的水，求该烃的分子式．
    碳原子数相同的烷烃和烯烃组成的混合气，在氧气中充分燃烧后，生成的二氧化碳的体积与原混合气在相同条件下的体积比为2：1，则烷烃的结构简式是
     
    ，烯烃的结构简式是
     
    ．

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