【题目】某同学设计如下图所示装置来试验用粗铁粒与某浓度稀硝酸反应制取NO气体。
(1)当打开开关a,关闭开关b时,A中干燥管中观察到的实验现象是 ,烧杯B中盛的是 溶液。当 时关闭开关a,打开开关b,此时C中用排水法收集NO气体。当C中收满气体后,关闭开关b,装置A中观察到的现象是① ;② 。
(2)将a mol Fe与含b mol HNO3的稀溶液充分反应后,若硝酸的还原产物只有NO。试讨论分析烧杯A中最后溶液的主要阳离子组成及其物质的量,将结果填入下表未完成的空格中。
a/b取值范围 | 最终溶液中的主要阳离子及其物质的量 |
<1/4 | |
=1/4 | a mol Fe3+ |
大于1/4小于3/8 | |
=3/8 | a mol Fe2+ |
>3/8 |
【答案】
(1)产生无色气体,逐渐变红棕色 NaOH 气体又变无色
①烧杯中液面上升,干燥管内液面下降 ②干燥管中固体与溶液脱离
(2)
a/b取值范围 | 最终溶液中的阳离子及其物质的量 |
<1/4 | amolFe3+(b-4a)molH+ |
=1/4 | amolFe3+ |
大于1/4小于3/8 | (3b/4-2a)molFe3+,(3a-3b/4)molFe2+ |
=3/8 | amolFe2+ |
>3/8 | 3b/8molFe2+ |
【解析】
试题分析:(1)当打开开关a,关闭开关b时,铁与稀硝酸反应生成NO,NO与装置内氧气反应生成红棕色的NO2,由于氮氧化物有毒,不能排放到空气中,B中为氢氧化钠溶液,可用于吸收气体,防止污染环境,当体又变无色时,说明NO2全被吸收,关闭开关a,打开开关b,此时C中用排水法收集NO气体.当C中收满气体后,关闭开关b,装置A中压强不断增大,观察到的现象是烧杯中液面上升、干燥管内液面下降、干燥管中固体与溶液脱离接触,故答案为:产生无色气体,逐渐变红棕色;NaOH;气体又变无色;烧杯中液面上升、干燥管内液面下降、干燥管中固体与溶液脱离接触;
(2)将a mol Fe与含b mol HNO3的稀溶液充分反应后,发生反应有Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O;3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,
①如<
,说明硝酸过量,则反应有溶液存在Fe3+、H+,其中n(Fe3+)=amol,有方程式可知消耗4amol硝酸,则剩余n( H+)=(b-4a)mol;
②如=
,只发生Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O,二者恰好反应,反应后n(Fe3+)=amol;
③如大于
小于
,说明发生Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O;3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,
设两个反应分别消耗的Fe为xmol、ymol,
则x+y=a,4x+y=b,解之得,x=
-2a,y=3a-
,
④如=
,恰好发生3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,反应后溶液中含有a mol Fe2+,
⑤如>
,说明铁过量,只发生3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,反应后溶液中含有
molFe2+,
故答案为:
| 最终溶液中的阳离子及其物质的量 |
< | a mol Fe3+ (b-4a)mol H+ |
= | a mol Fe3+ |
大于 | ( |
= | a mol Fe2+ |
> |
|
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【题目】对于反应4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) ΔH=-444.3 kJ·mol-1 ΔS=-280.1 J·mol-1·K-1。在常温、常压下反应能自发进行,对反应的方向起决定性作用的是( )
A.熵变
B.温度
C.压强
D.焓变
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【题目】已知1mol白磷变成1mol红磷放出18.39kJ的热量。下列两个方程式:
4P(白磷,s)+ 5O2(g)= 2P2O5(s);△H1
4P(红磷,s)+ 5O2(g)= 2P2O5(s);△H2
则△H1和△H2的关系正确的是
A.△H1 = △H2 B.△H1 > △H2 C.△H1 < △H2 D.不能确定
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【题目】有甲、乙、丙三瓶等体积等物质的量浓度的NaOH溶液,若将甲蒸发掉一半水分,在乙中通入少量的CO2,丙不变,然后分别向甲、乙、丙三瓶中加入同浓度的盐酸,完全反应后所需盐酸溶液的体积是( )
A.甲=丙>乙 B.丙>乙>甲 C.乙>甲=丙 D.甲=乙=丙
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【题目】标况下,34gCO和CO2混合气体的体积为22.4L,关于该混合气体有下列的说法①混合气体中两种气体的分子个数比为5:3 ②混合气体中两种气体的质量比为35:33 ③混合气体中碳和氧的原子个数比为8:11 ④混合气体的密度约为1.52g/L,其中正确的是
A.只有① B.只有② C.①和④ D.①②③④都正确
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【题目】下列说法正确的是( )
A.地沟油经过加工处理可用来制肥皂
B.NH3的水溶液可以导电,说明NH3是电解质
C.糖类、油脂、蛋白质均为高分子化合物
D.明矾溶于水生成氢氧化铝胶体,起消毒杀菌的作用
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【题目】某有机物的结构简式如图,下列叙述正确的是:( )
A.该有机物的分子式为C14H 20O4
B.该有机物能发生取代、加成和聚合反应
C.1 mol该有机物最多能与3 mol NaOH反应
D.该有机物分子中所有碳原子一定共平面
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【题目】已知四种盐的溶解度(S)曲线如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体
B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体
C.Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯
D.可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2
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