【题目】铁是目前人类使用量最大的金属,它能形成多种化合物。
(1)取5.6 g的生铁与足量的稀硫酸混合反应,无论怎样进行实验,最终收集的气体体积均小于2.24 L(标准状况),最主要的原因是_____________________;所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色,试用离子方程式解释这一变化的原因:___________。
(2)ZnFe2Ox是一种新型纳米材料,可将工业废气中的某些元素转化为游离态,制取纳米ZnFe2Ox和用于除去废气的转化关系为ZnFe2O4ZnFe2Ox。若上述转化反应中消耗的n(ZnFe2O4)∶n(H2)=2∶1,x的值为________。请写出 ZnFe2Ox与NO2反应的化学方程式:_________________________(x用前一问求出的具体值)。
(3)LiFePO4(难溶于水)材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一。
①以 FePO4(难溶于水)、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4,该反应还生成一种可燃性气体,则反应的化学方程式为___________________________。
②磷酸铁锂动力电池有几种类型,其中一种(中间是锂离子聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开)工作原理为FePO4+LiLiFePO4。则放电时正极上的电极反应式为___________________________________。
(4)已知25 ℃时Ksp[Fe(OH3)]=4.0×10-38,此温度下若在实验室中配制5 mol·L-1 100 mL FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入______ mL 2 mol·L-1的盐酸(忽略加入盐酸时溶液体积的变化)。
【答案】 生铁中含有碳等杂质 4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O 3.5 2NO2+8ZnFe2O3.5N2+8ZnFe2O4 2FePO4+Li2CO3+2C
2LiFePO4+3CO↑ FePO4+Li++e-===LiFePO4 2.5
【解析】(1)生铁中含有碳元素等物质,5.6g铁物质的量少于0.1mol,生成的氢气的体积少于2.24L(标准状况);变黄色说明有Fe3+生成,是由Fe2+被氧气氧化所导致的,其反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;(2)当反应中n(ZnFe2O4):n(H2)=2:1时,依得失电子守恒原理可求出铁的价态为升高了0.5价,由此可求出x=3.5;ZnFe2O3.5与NO2 反应生成N2和ZnFe2O4,其反应方程式为:2NO2+8ZnFe2O3.5N2+8ZnFe2O4;(3)①可燃性气体是CO,反应过程中铁元素由+3价降低到+2价,Li2CO3中的碳元素由+4价降低到+2价,由此可写出对应的反应式:2FePO4+Li2CO3+2C
2LiFePO4+3CO↑;②已知FePO4+Li
LiFePO4,FePO4中Fe元素得电子,则放电时FePO4在正极发生得电子的还原反应,正极的方程式为:FePO4+Li++e-=LiFePO4;(4)若不出现浑浊现象,则c(Fe3+)×c3(OH-)≤Ksp[Fe(OH)3],代入有关数据后可求出c(OH-)≤2×10-13mol/L,c(H+)≥0.0025mol/L,因此至少要加入2.5mL相应的盐酸。
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【题目】从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:
已知:FeCl3在加热情况下与水反应生成Fe(OH)3。
回答下列问题:
(1)试剂a是 ____________,过量的原因______________________。
(2)操作Ⅱ是___________,用到的玻璃仪器___________________________。
(3)若试剂C是Cl2,则反应的离子方程式: __________________________。
(4)滤液X、Z中都有同一种溶质,请设计实验验证该溶质的离子:___________。
(5)操作Ⅲ应该是(______)
A 蒸发 B蒸馏 C 分液 D 结晶
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【题目】在不同条件下分别测得反应2A(g)+3B(g)C(g)+2D(g)的化学反应速率,其中表示该反应进行的最快的是
A. v(A)=3molL﹣1min﹣1
B. v(B)=6molL﹣1min﹣1
C. v(C)=2.5molL﹣1min﹣1
D. v(D)=4molL﹣1min﹣1
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【题目】CO是生产羰基化学品的基本原料,对于以水煤气为原料提取CO的工艺,如果氢气未能充分利用,则提高了CO生产成本,所以在煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值问题.反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表:
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | a |
(1)上述反应的逆反应是 ______ (填“放热”或“吸热”)反应.
(2)已知在一定温度下:C(s)+CO2(g)2CO(g)K
C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)K1
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)K2
则K、K1、K2、之间的关系是 ______ .
(3)800℃时,在2L的恒容密闭容器中,充入2.0molCO(g)和3.0molH2O(g),保持温度不变进行反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),4min时反应达到平衡,测得CO的转化率为60%.
①0~4min内,CO2的平均反应速率为 ______ molL-1min-1,800℃时a= ______ .
②800℃时四个不同容器中发生上述反应,测得各物质的浓度(molL-1)如表,其中达到平衡状态的是 ______ (填字母).
A | B | C | D | |
c(CO2) | 3 | 1 | 0.8 | 1 |
c(H2) | 2 | 1 | 0.8 | 1 |
c(CO) | 1 | 2 | 3 | 0.5 |
c(H2O) | 2 | 2 | 3 | 2 |
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【题目】Harbermann等设计出利用Desulfovibrio desulfurcan菌种生成的硫化物作为介体的微生物燃料电池,电池内部有质子通过,该系统不经任何维护可连续运行5年。该电池的负极反应式为S2-+4H2O-8e-===SO+8H+。有关该电池的下列说法中正确的是( )
A. 若有1.12 L氧气参与反应,则有0.2 mol电子发生转移
B. 质子由正极移向负极
C. 该电池的总反应为S2-+2O2===SO
D. 正极的电极反应式为2O2+8e-+4H2O===8OH-
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【题目】光电池是发展性能源。一种光化学电池的结构如图,当光照在表面涂有氯化银的银片上时,AgCl (s) Ag (s)+Cl(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面],接着Cl(AgCl)+e-=Cl- (aq),若将光源移除,电池会立即恢复至初始状态。下列说法不正确的是( )
A. 光照时,电流由X流向Y
B. 光照时,Pt电极发生的反应为:2Cl-+2e-=Cl2↑
C. 光照时,Cl-向Pt电极移动
D. 光照时,电池总反应为:AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq)
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【题目】化合物X是一种香料,可采用乙烯与甲苯为主要原料,按下列路线合成:
已知: RCHO+CH3COOR’ RCH=CHCOOR’
请回答:
(1)B、E中官能团的名称分别是_________、__________。
(2)B+D→F的化学方程式_____________________________________ 。
(3)X的结构简式_____________________。
(4)对于化合物X,下列说法正确的是________ 。
A.能发生水解反应 B.不与浓硝酸发生取代反应
C.能使Br2/CCl4溶液褪色 D.能发生银镜反应
(5)C的核磁共振氢谱有_____组峰,峰面积之比____________________ 。
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