【题目】经检测某工厂的酸性废水中所含离子及其浓度如下表所示:
离子 | Fe3+ | Cu2+ | SO42- | Na+ | H+ |
浓度/(mol/L) | 2×10-3 | 1×10-3 | 1×10-2 | 2×10-3 |
(1)c(H+)= mol/L。
(2)为了减少污染并变废为宝,工程师们设计了如下流程,回收铜和绿矾(FeSO4·7H2O)。
① 工业废水中加入铁粉后,反应的离子方程式为:
Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu、 、 。
② 试剂B是 。
③ 操作③是蒸发浓缩、冷却结晶、 ,最后用少量冷水洗涤晶体,在低温下干燥。
④ 通过检验溶液D中Fe3+来判断废水中Fe3+是否除尽,实验方法是 。
⑤ 获得的FeSO4·7H2O需密闭保存,原因是 。
⑥ 上述1000 L废水经处理,可获得 FeSO4·7H2O的物质的量是 mol。
【答案】(1)0.01
(2)① Fe +2Fe3+ == 3Fe2+ Fe +2H+ == Fe2+ +H2↑ ② 硫酸 ③ 过滤
④ 取少量D中溶液于试管中,滴加1滴KSCN溶液,不出现红色,说明废水中Fe3+除尽
⑤ FeSO4有还原性,易被氧化(或FeSO4·7H2O失去结晶水)⑥ 12
【解析】
试题(1)根据电荷守恒知,c(H+)+3 c(Fe3+)+2 c(Cu2+ )+ c(Na+)= c(OH-)+2 c(SO42-),废水呈强酸性,氢氧根浓度很小,计算时可忽略,代入题给数据计算得c(H+)=0.01 mol/L;
(2) ① 工业废水中含有硫酸铜、硫酸铁和硫酸,加入铁粉后,反应的离子方程式为:Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu、Fe +2Fe3+ == 3Fe2+ 、Fe +2H+ == Fe2+ +H2↑。② 过滤,固体C为铁和铜的混合物,加入过量硫酸,过滤,得铜和硫酸亚铁溶液,故试剂B是硫酸。③ 操作③是从溶液中获得晶体的操作,为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,最后用少量冷水洗涤晶体,在低温下干燥。④Fe3+的检验用KSCN溶液,故判断废水中Fe3+是否除尽,实验方法是取少量D中溶液于试管中,滴加1滴KSCN溶液,不出现红色,说明废水中Fe3+除尽。⑤ Fe2+易被氧化,绿矾晶体易失去结晶水,故FeSO4·7H2O需密闭保存,原因是FeSO4有还原性,易被氧化(或FeSO4·7H2O失去结晶水)。⑥ 1000 L废水中n(Fe3+)=2mol,560g铁粉的物质的量为10mol,根据铁元素守恒知,经上述处理,可获得 FeSO4·7H2O的物质的量是12mol。
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【题目】某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是( )
A. Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2]
B. 加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C. c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等
D. Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
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【题目】向某恒温恒容密闭容器中充入0.2 mol X,发生如下反应:2X(g) Y(g)+3Z(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0)。下列说法正确的是
A. 增大X的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B. 当混合气体的密度不再变化时,该反应达到化学平衡状态
C. 达到化学平衡状态时,共吸收 0.1a kJ的热量
D. 若平衡后再向反应器中充入 0.2 mol X,达平衡后,X的转化率减小
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【题目】氮的固定一直是科学家研究的重要课题,合成氨则是人工固氮比较成熟的技术,其原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H
(1)已知破坏1mol共价键需要的能量如表所示
H-H | N-H | N-N | N≡N |
435.5kJ | 390.8kJ | 163kJ | 945.8kJ |
则△H=__________。
(2)在恒温、恒压容器中,按体积比1:3加入N2和H2进行合成氨反应,达到平衡后,再向容器中充入适量氨气,达到新平衡时,c(H2)将__________(填“增大”、“减小”、或“不变”,后同);若在恒温、恒容条件下c(N2)/c(NH3)将________。
(3)在不同温度、压强和使用相同催化剂条件下,初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol 时,平衡混合物中氨的体积分数(φ)如图所示。
①其中,p1、p2和p3由大到小的顺序是_______,原因是___________________。
②若在250℃、p1条件下,反应达到平衡时的容器体积为1L,则该条件下合成氨的平衡常数K=____(结果保留两位小数)。
(4)H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),能说明该反应达到平衡状态的是_____(填序号)
①每生成34g NH3的同时消耗44g CO2 ②混合气体的密度保持不变
③NH3的体积分数保持不变 ④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤c(NH3):c(CO2)=2:1
(5)科学家发现,N2和H2组成的原电池合成氨与工业合成氨相比具有效率高,条件易达到等优点。其装置如图所示、写出该原电池的电极反应:________________、_____________,若N2来自于空气,当电极B到A间通过2molH+时理论上需要标况下空气的体积为_________(结果保留两位小数)。
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【题目】屈昔多巴( )是一种抗帕金森氏病药物。以下是屈昔多巴的一种合成路线(
简写为BnCl,
简写为CbzCl ):
回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为_________,其作用为_____________。
(2)屈昔多巴中所含的非含氧官能团名称为_______________,屈昔多巴分子中有_____个手性碳原子。
(3)反应②为加成反应,则有机物X的名称为________________。
(4)显________性(填“酸”、“中”或“碱”)。
(5)的同分异构体中,能与NaHCO3溶液反应生成CO2的二取代芳香化合物有_____种,其中核磁共振氢谱为四组峰的结构简式为___________________________。
(6)参照上述合成路线,以对羟基苯甲醛为原料(无机试剂任选),设计制备对羟基苯甲酸的合成路线: __________________________________。
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【题目】某试液中只可能含有K+、NH4+、Fe2+、Al3+、Cl-、CO32-、SO42-、NO3-中的若干种离子,离子浓度均为0.1mol/L,某同学进行如下实验。下列说法正确的是
A. 无法确定沉淀C 的成分
B. 无法确定原试液中是否存在K+、Al3+、Cl-、
C. 试液中可能含有CO32-、K+、NH4+
D. 试液中一定存在的离子为NH4+、Fe2+、SO42-、NO3-
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【题目】铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质,下图所示是从铝土矿中制备铝的工艺流程:
已知:溶液中硅酸钠与偏铝酸钠反应能生成硅铝酸盐沉淀,化学方程式为:2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O=Na2Al2Si2O8↓+4NaOH。下列说法不正确的是
A. 滤渣A的成分为Na2Al2Si2O8和Fe2O3
B. 用过量CO2酸化,生成Al(OH)3的反应:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
C. 过滤操作时,用玻璃棒搅拌,可以加快过滤速度
D. 灼烧操作前,坩埚需先洗净,再擦干
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【题目】对下列实验的描述不正确的是
A. 图(a)根据检流计(G)中指针偏转的方向比较Zn、Cu 的金属活泼性
B. 图(b)根据导管中液面的变化判断铁钉发生了析氢腐蚀
C. 图(c)根据温度计读数的变化测定稀HCl和稀NaOH溶液的反应热
D. 图(d)根据两只烧瓶中气体颜色的变化判断2NO2(g)N2O4(g)的热效应
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【题目】某科研人员设计出将硫酸渣(主要成分Fe2O3,含有少量的SiO2等杂质)再利用的流程(如下图),流程中的滤液经过多次循环后用来后续制备氧化铁粉末。
(1)为了加快反应①的反应速率,除了搅拌、适当升高温度、将硫酸渣粉碎外还可采用的措施是____________________________(写出一点即可)。
(2)反应②主要作用是“还原”,即将Fe3+转化为Fe2+。在温度T1、T2(T1>T2)下进行该反应,通过检测相同时间内溶液的pH,绘制pH随时间的变化曲线如下图所示.得出结论:该反应的温度不宜过高。
①已知信息:pH= -lgc(H+),如0.1mol/L的盐酸的pH= -lg0.1=1。在上述流程中通入SO2气体“还原”时,试用离子方程式和适当文字来解释pH下降的原因是__________________________;
②相同时间内,T1温度下,溶液的pH更高的原因是____________________________________。
(3)该流程中循环使用的物质是 _____________。
(4)现有一包固体FeO和Fe2O3,欲要化学方法确定其中含有氧化亚铁,应选择的试剂是________。(填选号字母)
A. 盐酸、硫氰化钾溶液 B. 稀硫酸、酸性高锰酸钾溶液
C. 稀硫酸、硫氰化钾溶液 D. 稀硝酸、硫氰化钾溶液
(5)为测定反应①后溶液中Fe3+的浓度以控制加入SO2的量。实验步骤为:准确量取20.00ml的反应后溶液,稀释成100mL溶液,取10.00 mL溶液,加入足量的KI晶体和2~3滴淀粉溶液,用0.50mol/L的Na2S2O3溶液与碘反应,当反应恰好完全进行时,共消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。已知:2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI,试计算原溶液中Fe3+的物质的量浓度(写出计算过程)。______________
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