【题目】高铁酸钾是绿色、环保型水处理剂。工业上利用硫酸亚铁为原料,通过铁黄(FeOOH)制备高铁酸钾,可降低生产成本且产品质量优。工艺流程:
回答下列问题:
(1)已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10—38。高铁酸钾的净水能力与废水的pH有关,当溶液pH=2时,废水中c(Fe3+)=_______________molL﹣1
(2)制备铁黄的离子方程式为_______________。实验测得反应溶液的pH、温度对铁黄产率的影响如图所示。反应温度宜选择_________。
(3)①高铁酸盐在水溶液中有四种含铁形体。25℃时,它们的物质的量分数随pH的变化如图所示:
pH=2.6时,溶液中主要含铁形体浓度的大小关系为________。
②已知H3FeO4+电离常数分别为:K1=2.51×10—2,K2=4.16×10—4,K3=5.01×10—8,当pH=4时,溶液中=________。
(4)工业上还可用通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,其工作原理如图所示:阳极的电极反应式为__________;其中可循环使用的物质____________。
【答案】0.04 12Fe2++3O2+2H2O=4FeOOH+8Fe3+ 40℃ c(H2FeO4)>c(HFeO4-)>c(H3FeO4+) 4.16 Fe+8OH--6e-=FeO42- +4H2O NaOH溶液
【解析】
FeSO4溶液中通入O2,在催化剂作用下发生反应12FeSO4+3O2+2H2O=4FeOOH+4Fe2(SO4)3;NaOH溶液中通入Cl2,发生反应2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,两溶液混合后发生反应2FeOOH+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+3H2O。高铁酸钠与氯化钾反应生成高铁酸钾,据此解答。
(1)pH=2时,c(OH-)=10-12mol/L,废水中c(Fe3+)=molL﹣1=0.04molL﹣1。答案为:0.04;
(2)由以上分析知,制备铁黄的离子方程式为12Fe2++3O2+2H2O=4FeOOH+8Fe3+。从图中可以看出,40℃时FeOOH的产率最大,所以反应温度宜选择40℃。答案为:12Fe2++3O2+2H2O=4FeOOH+8Fe3+;40℃;
(3)①从图中可以看出,pH=2.6时,溶液中主要含铁形体浓度的大小关系为c(H2FeO4)>c(HFeO4-)>c(H3FeO4+)。答案为:c(H2FeO4)>c(HFeO4-)>c(H3FeO4+);
②pH=4时,计算溶液中,应使用包含两种离子的电离平衡H2FeO4
H++HFeO4-,K2=
,所以
=
=4.16。答案为:4.16;
(4)通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,阳极为Fe,电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO42- +4H2O,阴极为Ni,电极反应式为6H2O+6e-=6OH- +3H2↑,电解后NaOH溶液的浓度减小,但可以循环使用,所以可循环使用的物质为NaOH溶液。答案为:Fe+8OH--6e-=FeO42- +4H2O;NaOH溶液。
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【题目】某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液,若pH<7,则溶液中各离子的浓度关系不正确的是( )
A. c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-) B. c(H+)+ c(A2-)= c(OH-)+ c(H2A)
C. c(Na+)= c(HA-)+ c(H2A)+ c(A2-) D. c(Na+)+ c(H+)= c(HA-)+2 c(A2-)+ c(OH-)
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【题目】以下是合成一种功能高分子I的路线图。
已知以下信息:
①RCNRCOOH
②烃E的相对分子质量为92
回答下列问题:
(1)G中官能团的名称为__,__;
(2)反应①和⑥的反应类型分别为__,__;
(3)下列关于物质C的说法错误的是__(填字母标号)
A.可利用红外光谱法确定物质C中的官能团
B.物质C存在顺反异构体
C.物质C能与NaHCO3反应产生气体
D.物质C最多有8个原子共平面
(4)反应④的化学方程式为__;
(5)F的同分异构体中含有苯环且苯环上连有3个硝基的结构共有__种。
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【题目】如图所示,U形管内盛有100mL的溶液,按要求回答下列问题:
(1)断开K2,闭合K1,若所盛溶液为CuSO4溶液,则A极为________极,B极的电极反应式为_________________________________________。若所盛溶液为KCl溶液,则B极的电极反应式为__________________________________。
(2)断开K1,闭合K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,则:
①A电极附近可以观察到的现象是________,Na+移向________(填“A”或“B”)极。
②B电极上的电极反应式为______________________________________,总反应的化学方程式是_________________________________________。
③反应一段时间后断开K2,若忽略溶液的体积变化和气体的溶解,B极产生气体的体积(标准状况)为11.2mL,将溶液充分混合,溶液的pH约为________。若要使电解质溶液恢复到原状态,需向U形管内加入或通入一定量的________。
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【题目】碘及其化合物在人类活动中占有重要地位。已知反应H2(g) + I2(g)2HI(g) ΔH=﹣11 kJ·mol-1。716K时,在一密闭容器中按物质的量比1:1充入H2(g)和I2(g),测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数与反应时间的关系如下图:
(1)若反应开始时气体混合物的总压为p kPa,则反应在前20 min内的平均速率(HI)=_____kPa·min-1(用含p的式子表示)。
(2)反应达平衡时,H2的转化率α(H2)=____________。
(3)上述反应中,正反应速率为v正= k正·c(H2)·c(I2),逆反应速率为v逆=k逆·c2(HI),其中k正、k逆为速率常数。升高温度,________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)降低温度,平衡可能逆向移动的原因是__________。
(5)1 mol H2(g)分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量,下图中的ΔH2=________kJmol-1
(6)氢碘酸可用“四室式电渗析法”制备,电解装置及起始的电解质溶液如上图所示。
①阳极电极反应式为______________。
②阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过,A膜为阳膜,则B膜为______膜,C膜为______膜。
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【题目】常温下,下列溶液中,有关微粒物质的量浓度关系正确的是( )
A. 0.1mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液:c()>c(
)>c(H+)>c(Fe2+)
B. 将100mL 0.1mol·L-1Na2CO3溶液逐滴滴加到100mL 0.1mol·L-1盐酸中:c(Na+)>c(C1-)>c()>c(
)
C. pH=12的NaOH溶液与等体积pH=2的醋酸溶液混合后:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D. 0.1mol·L-1NaHCO3溶液:c(H+)+2c(H2CO3)=c(OH-)+c()
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【题目】图中C%表示某反应物在体系中的百分含量,v表示反应速率,p表示压强,t表示反应时间,图(A)为温度一定时压强与反应速率的关系曲线;图(B)为压强一定时,在不同时间C%与温度的关系曲线。同时符合以下两个图像的反应是( )
A.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-808.7 kJ/mol
B.N2O3(g)NO2(g)+NO(g) △H=+41.8 kJ/mol
C.3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(l)+NO(g) △H=-261.3 kJ/mol
D.CO2(g)+C(s)2CO(g) △H=+171.4kJ/mol
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【题目】肯定属于同族元素且性质相似的是( )
A. 原子核外电子排布式:A为1s22s2,B为1s2
B. 结构示意图:A为,B为
C. A原子基态时2p轨道上有1个未成对电子,B原子基态时3p轨道上也有1个未成对电子
D. A原子基态时2p轨道上有一对成对电子,B原子基态时3p轨道上也有一对成对电子
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【题目】膳食纤维具有突出的保健功能,是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维,其单体之一——芥子醇结构简式如图所示。下列有关芥子醇的说法正确的是( )
A.芥子醇分子中含9种不同化学环境的H原子
B.芥子醇分子中所有碳原子不可能在同一平面上
C.芥子醇属于芳香族化合物,分子式是C11H12O4
D.芥子醇能发生的反应类型有氧化、取代、加成
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