【题目】聚合硫酸铁简称聚铁[Fe2(OH)n(SO4)(3-0.5n)]m(n>2,m≤10),是一种高效的无机高分子混凝剂、净水剂。实验室利用硫酸亚铁制取聚合硫酸铁的主要流程如图:
(1)FeSO4溶液显弱酸性的原因是_____(用离子方程式表示)。
(2)加入浓硫酸调节pH的作用是:①_____;②_____。
(3)写出加入H2O2发生反应的离子方程式:_____。
(4)测定聚铁中含铁量的方法为把聚铁溶于过量酸中,先用过量的SnCl2将Fe3+还原成Fe2+,再加入HgCl2溶液除去过量的SnCl2,然后用标准的K2Cr2O7溶液(先加入几滴试亚铁灵指示剂)滴定溶液中的Fe2+。此过程发生的部分反应为:Sn2++2Hg2++8Cl-=Hg2Cl2↓+SnCl6,Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
①用HgCl2除去过量的SnCl2的目的是_____。
②称取聚铁质量为10.00g配成100.0mL溶液,取出20.00mL,经上述方法处理后,用0.1000mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定。达到终点时,消耗K2Cr2O7标准溶液12.80mL。则聚铁中铁元素的质量分数为_____%。
(5)某高效净水剂是由K2FeO4得到的,工业上以硫酸铁溶液、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K2FeO4,该反应的化学方程式是_____。
【答案】Fe2++H2OFe(OH)2+2H+ 抑制Fe2+水解 提高H2O2的氧化能力(或促进Fe2+被氧化) 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 防止滴定过程中由于Sn2+同时还原Cr2O72-而造成较大的实验误差 21.5% Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O
【解析】
(1)亚铁离子发生水解,破坏水的电离平衡使溶液呈酸性;
(2)根据亚铁离子在溶液中易水解及酸性条件下双氧水的氧化性增强进行分析;
(3)双氧水具有强氧化性,能够将亚铁离子氧化成铁离子,据此写出反应的离子方程式;
(4)①根据Sn2+能够还原而造成较大的实验误差进行判断;
②根据关系式6Fe2+~计算出亚铁离子物质的量,进而计算聚铁中铁的质量分数;
(5)根据氧化还原反应得失电子守恒和原子守恒写出其化学方程式。
(1)溶液中Fe2+离子发生水 Fe2++2H2O2H++Fe(OH)2,破坏水的电离平衡,溶液呈酸性,故答案为:Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+;
(2)亚铁离子在溶液中容易发生水解,加入浓硫酸,增大溶液中氢离子,可以抑制Fe2+水解,下一步需要加入双氧水氧化亚铁离子,双氧水在酸性条件下氧化性增强,加入浓硫酸后可以提高双氧水的氧化能力,故答案为:抑制Fe2+水解;提高H2O2的氧化能力(或促进Fe2+被氧化);
(3)硫酸亚铁溶液中加入双氧水后,亚铁离子被双氧水氧化成铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
(4)①Sn2+能够被氧化,所以为防止滴定过程中由于Sn2+同时还原而造成较大的实验误差,需要用HgCl2除去过量的SnCl2,故答案为:防止滴定过程中由于Sn2+同时还原而造成较大的实验误差;
② 由可知:
,解得n=0.00768mol,故聚铁中铁的质量分数为:=21.5%;
(5)硫酸铁被氧化成高铁酸钾,铁元素化合价升高3价,次氯酸钾被还原为氯化钾,氯元素化合价降低2价,故反应方程式中硫酸铁与次氯酸钾的系数之比为1:3,根据原子守恒配平其方程式为:Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O。
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【题目】盐酸或硫酸和NaOH溶液的中和反应没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明NaOH溶液与盐酸或硫酸发生了反应,从中和反应的热效应出发,设计了下面几种实验方案。请回答有关问题:
(1)方案一:如图装好实验装置,图中小试管用细线吊着,细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右端U形管两端红墨水相平。实验开始,向下插细铁丝,使小试管内盐酸和广口瓶内NaOH溶液混合,此时观察到的现象是________________________________,原因是______________________________
(2)方案二:该小组借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与盐酸混合前后有温度的变化,则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的NaOH溶液和盐酸各10 mL混合,用温度计测量反应前后温度的变化,测得的部分数据如下表:
则x=______
(3)若HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1;现有:①稀H2SO4与Ba(OH)2(aq) ②浓H2SO4与Ba(OH)2(aq) ③稀HNO3与Ba(OH)2(aq)反应生成1 mol H2O(l)的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者由小到大的关系为______________________
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【题目】A、B、C、D四种元素位于短周期内,它们的原子序数依次递增。A原子核内仅有一个质子,B原子的电子总数与D原子最外层电子数相等。D原子最外层电子数是其电子层数的3倍。由此推断:
(1)A与D组成化合物中,含有非极性键的分子的电子式为___________
(2)B与D组成的化合物中,属于非极性分子的电子式为____________
(3)A与C组成的化合物分子式的电子式为____________属于_____分子。(填“极性”或“非极性”)
(4)已知A、B、C、D可组成一种化合物,且原子个数比8 :1 :2 :3该化合物的化学式为_______属于_____化合物(填“离子”或“共价”)
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【题目】设阿佛加德罗常数为NA,下列叙述正确的是
A.1molD2O所含质子数为12NA;B.1molNa2O2与足量水反应转移电子数为2NA;
C.10g 氖气所含原子数为0.5NA;D.标况下22.4L正戊烷含氢原子数为12NA
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【题目】一定条件下,在体积为10L的密闭容器中,1molX和1molY进行反应:2X(g)+Y(g)Z(g),经60s达到平衡,生成0.3molZ,下列说法正确的是( )
A.将容器体积变为20L,Z的平衡浓度变为原来的一半
B.若增大压强,则物质Y的转化率减小
C.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的△H>0
D.以X浓度变化表示的反应速率为0.001mol/(L·s)
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【题目】氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物有多种方法。
(1)可利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJ·mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ·mol-1
则CH4(g)将NO(g)还原为N2(g)的热化学方程式是____。
(2)汽车内燃机工作时发生的反应为N2(g)+O2(g)2NO(g),生成的NO是汽车尾气的主要污染物。T℃时,向5L恒容密闭容器中充入6.5molN2和7.5molO2,在5min时反应达到平衡状态,此时容器中NO的物质的量5mol(不考虑后续反应)。则5min内该反应的平均速率v(NO)=_____;在T℃时,该反应的平衡常数K=_____。
(3)汽车尾气中也含有CO,已知CO能发生可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·mol-1。
①向某容器中充入1.0molH2O(g)和1.0molCO(g),在一定条件下发生上述反应。混合气体中CO的物质的量(mol)与时间关系如下表所示:
0 | 5min | 10min | 15min | 20min | 25min | |
Ⅰ(800℃) | 1.0 | 0.80 | 0.70 | 0.65 | 0.50 | 0.50 |
Ⅱ(800℃) | 1.0 | 0.70 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
相对实验Ⅰ,实验Ⅱ改变的条件可能是_____。
②若开始时向绝热容器中投入一定量二氧化碳、氢气,在一定条件下发生上述可逆反应。下列图像正确且能说明可逆反应已达到平衡状态的是_____(填字母)。
A. B. C. D.
(4)利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下:NONO2N2
反应Ⅰ的产物中还有两种强酸生成,其中硝酸与NO2的物质的量相等,则其化学方程式是___。若有标准状况下11.2LN2生成,共消耗ClO2___g。
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【题目】室温下,用0.100molL﹣1的NaOH溶液分别滴定体积和浓度均为20.00mL 0.100molL﹣1的盐酸和醋酸滴定曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A. a表示的是醋酸的滴定曲线
B. 滴定b过程中,指示剂可以是酚酞
C. pH=7时,滴定盐酸消耗的V(NaOH)=20.00mL
D. V(NaOH)=10.00mL时,醋酸中c(Na+)>c(CH3COO﹣)>c(H+)>c(OH﹣)
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【题目】已知反应①CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s)和反应②H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)在相同温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K3。则下列说法中正确的是( )
A.反应①的平衡常数K1=
B.反应③的平衡常数K3=
C.对于反应③,恒容时,温度升高,氢气的浓度减小,则该反应的ΔH > 0
D.对于反应②,增加CuO的量,平衡正移
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