【題目】納米級(jí)Fe3O4呈黑色,因其有磁性且粒度小而在磁記錄材料、生物功能材料等諸多領(lǐng)域有重要應(yīng)用,探究其制備和用途意義重大。

1)還原-沉淀法:①用還原劑Na2SO3將一定量Fe3+可溶鹽溶液中的Fe3+還原,使Fe2+Fe3+的物質(zhì)的量比為12。②然后在①所得體系中加入氨水,鐵元素完全沉淀形成納米Fe3O4。檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2+的方法是___。寫出②過(guò)程的離子方程式:____。當(dāng)還原后溶液中c(Fe2+)c(Fe3+)=21時(shí),由下表數(shù)據(jù)可知,產(chǎn)品磁性最大,可能的原因是___

2)電化學(xué)法也可制備納米級(jí)Fe3O4,用面積為4cm2的不銹鋼小球(不含鎳、鉻)為工作電極,鉑絲作陰極,用Na2SO4溶液作為電解液,電解液的pH維持在10左右,電流50mA。生成Fe3O4的總反應(yīng)方程式為___。

3)已知:H2O(1)=H2(g)+O2(g)H=+2855kJ·mol-1,以太陽(yáng)能為熱源分解Fe3O4,經(jīng)由熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2的過(guò)程如下,完善以下過(guò)程I的熱化學(xué)方程式。

過(guò)程I____

過(guò)程II3FeO(s)+H2O(1)=H2(g)+Fe3O4(s) H=+128.9kJ·mol-1。

【答案】取少量溶液,滴加酸性高錳酸鉀溶液,酸性高錳酸鉀溶液褪色(或取少量溶液,加入鐵氰酸鉀,生成藍(lán)色沉淀(KFe[Fe(CN)6] Fe22Fe38NH3·H2O=Fe3O48NH44H2O Fe2容易被氧化為Fe3 3Fe4H2O(g)Fe3O44H2 2Fe3O4s=6FeOs)+O 2gΔH3=+313.2kJ·mol1(或Fe3O4s=3FeOs)+O2gΔH3=+156.6kJ·mol1

【解析】

1Fe2+具有還原性,能還原酸性高錳酸鉀;②過(guò)程中Fe2+Fe3+的物質(zhì)的量比為12的溶液加入氨水,生成Fe3O4;Fe2容易被氧化為Fe3,生產(chǎn)過(guò)程中部分Fe2可能被氧氣氧化;

2)根據(jù)題意,不銹鋼小球作陽(yáng)極,制備納米級(jí)Fe3O4,Fe3O4是陽(yáng)極產(chǎn)物,陰極氫離子得電子生成氫氣。

3)由圖示可知,過(guò)程IFe3O4分解為FeO和氧氣,根據(jù)蓋斯定律計(jì)算焓變;

1Fe2+具有還原性,能還原酸性高錳酸鉀,檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2+的方法是:取少量溶液,滴加酸性高錳酸鉀溶液,酸性高錳酸鉀溶液褪色;②過(guò)程中Fe2+Fe3+的物質(zhì)的量比為12的溶液加入氨水,生成Fe3O4,反應(yīng)的離子方程式是Fe22Fe38NH3·H2O=Fe3O48NH44H2O;Fe2容易被氧化為Fe3,生產(chǎn)過(guò)程中部分Fe2可能被氧氣氧化,所以當(dāng)還原后溶液中c(Fe2+)c(Fe3+)=21時(shí),產(chǎn)品磁性最大;

2)根據(jù)題意,不銹鋼小球作陽(yáng)極,制備納米級(jí)Fe3O4,Fe3O4是陽(yáng)極產(chǎn)物,陽(yáng)極反應(yīng)式是3Fe-8e-+8OH-= Fe3O4+4H2O;陰極氫離子得電子生成氫氣,陰極反應(yīng)式是2H2O+2e-=H2+2OH-;總反應(yīng)式是3Fe4H2O(g)Fe3O44H2 ;

3)①H2O(1)=H2(g)+O2(g)H=+2855kJ·mol-1,

3FeO(s)+H2O(1)=H2(g)+Fe3O4(s) H=+128.9kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律,①×2-②×22Fe3O4s=6FeOs)+O 2gΔH3=+313.2kJ·mol1;

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知NaHISO4溶于水時(shí)電離出Na+H+、SO42-,某同學(xué)欲探究其化學(xué)性質(zhì),稱取了12.0g NaHSO4,固體配成100mL溶液,做了如下實(shí)驗(yàn):

①取20 mL該溶液加入足量Zn粒有大量氣體生成;

②取20 mL該溶液加入Fe2O3后溶液變黃色;

③取20 mL該溶液加入BaCl2溶液后有大量白色沉淀產(chǎn)生。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1)該實(shí)驗(yàn)所配置的NaHSO4溶液物質(zhì)的量濃度為__________。

2)請(qǐng)用離子方程式解釋①中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象___________,該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體體積為__________(請(qǐng)按標(biāo)準(zhǔn)狀況下計(jì)算)。

3)請(qǐng)用離子方程式解釋②中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象_________________。

4)請(qǐng)用離子方程式解釋③中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象__________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某透明溶液僅含 Na+F、B、Al3+NO3-、Cl-SO42-中的 4種離子,所含離子均為 1mol。若向該溶液中加入過(guò)量的稀硫酸,有氣泡產(chǎn)生,且溶液中陰離子種類不變(不考慮水的電離和離子的水解);卮鹣铝袉(wèn)題:

1)溶液中存在的離子是_________________

2)寫出溶液中加入過(guò)量的稀硫酸反應(yīng)的離子方程式___________________;

(3)向原溶液中滴加足量NaOH 溶液后,過(guò)濾洗滌灼燒,最終得到固體質(zhì)量為_________g。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在體積相同的兩個(gè)密閉容器中分別充滿C2H4和C3H6氣體,當(dāng)這兩個(gè)密閉容器中溫度和氣體密度相等時(shí),下列說(shuō)法正確的是

A. 兩種氣體的分子數(shù)相等 B. CH比CH的質(zhì)量小

C. 兩種氣體的壓強(qiáng)相等 D. 兩種氣體的原子數(shù)相等.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室用密度為1.25 gmL﹣1、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸配制240 mL 0.1 molL﹣1的鹽酸,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度為________________________。

(2)配制240 mL 0.1 molL﹣1的鹽酸

應(yīng)量取濃鹽酸體積/mL

應(yīng)選用容量瓶的規(guī)格/mL

__________

__________

(3)配制時(shí),其正確的操作順序是(用字母表示,每個(gè)字母只能用一次)__________。

A.用30 mL水洗滌燒杯內(nèi)壁和玻璃棒23次,洗滌液均注入容量瓶,振蕩

B.用量筒淮確量取所需的濃鹽酸的體積,倒入燒杯中,再加入少量水(約30 mL),用玻璃棒慢慢攪動(dòng),使其混合均勻

C.將已冷卻的鹽酸沿玻璃棒注入容量瓶中

D.將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻

E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹液面恰好與刻度線相切

F.繼續(xù)往容量瓶?jī)?nèi)小心加水,直到液面接近刻度線12 cm處

(4)若實(shí)驗(yàn)中遇到下列情況,對(duì)配制鹽酸的物質(zhì)的量濃度有何影響(填“偏高”“偏低”或“不變”)

①用于稀釋鹽酸的燒杯未洗滌__________________________________________;

②容量瓶中原有少量蒸餾水____________________________________________

③定容時(shí)俯視觀察液面________________________________________________。

(5)若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)如下情況如何處理?

①定容時(shí)加蒸餾水時(shí)超過(guò)了刻度________________________________________;

②向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時(shí)不慎有溶液濺出________________________________;

③定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面下降____________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】450℃時(shí),在某恒容密閉容器中存在反應(yīng):C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g),下列說(shuō)法能作 為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志的是

A. 容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變B. v(N2)=2v(NO)

C. N2CO2的物質(zhì)的量之比為11D. 容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是(

A.2,2二甲基丁烷的1HNMR上有4個(gè)峰

B.中所有原子處于同一平面上

C.有機(jī)物的一種芳香族同分異構(gòu)體能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

D.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,說(shuō)明苯環(huán)與甲基相連的碳碳單鍵變活潑,被KMnO4氧化而斷裂

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一定壓強(qiáng)下,向10 L密閉容器中充入1 mol S2Cl21 mol Cl2,發(fā)生反應(yīng)S2Cl2(g)Cl2(g) 2SCl2(g)。Cl2SCl2的消耗速率(v)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示,以下說(shuō)法中不正確的是(

A.正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能

B.達(dá)到平衡后再加熱,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

C.A、B、C、D四點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)下,達(dá)到平衡狀態(tài)的為B、D

D.一定溫度下,在恒容密閉容器中,達(dá)到平衡后縮小容器體積,重新達(dá)到平衡后,Cl2的平衡轉(zhuǎn)化率不變

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】I.下面是幾種實(shí)驗(yàn)中常用的儀器:

A

B

C

D

寫出序號(hào)所代表的儀器的名稱:B___________;C___________;D___________。

II.如圖為實(shí)驗(yàn)室某濃鹽酸試劑瓶標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù),試根據(jù)標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù),回答下列問(wèn)題:

1)該濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度為__________mol·L-1

2)取用任意體積的該鹽酸溶液時(shí),下列物理量中不隨所取體積的多少而變化的是_____________。

A.溶液中HCl的物質(zhì)的量 B.溶液的濃度

C.溶液中Cl-的數(shù)目 D.溶液的密度

3)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正確的是____________

A.使用容量瓶前檢驗(yàn)是否漏水

B.容量瓶用水洗凈后,再用待配溶液洗滌

C.配制溶液時(shí),如果試樣是固體,把稱好的固體用紙條小心倒入容量瓶中,緩慢加水至接近刻度線12cm處,用膠頭滴管加蒸餾水至刻度線。

D.配制溶液時(shí),若試樣是液體,用量筒取樣后用玻璃棒引流倒入容量瓶中,緩慢加水至刻度線12cm處,用膠頭滴管加蒸餾水至刻度線。

E.蓋好瓶塞,用食指頂住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反復(fù)倒轉(zhuǎn)多次,搖勻。

4)某學(xué)生欲用上述濃鹽酸和蒸餾水配制490 mL物質(zhì)的量濃度為0.400 mol·L-1的稀鹽酸。

該學(xué)生需要量取________mL上述濃鹽酸進(jìn)行配制。(保留小數(shù)點(diǎn)后1位)

在配制過(guò)程中,下列實(shí)驗(yàn)操作對(duì)所配制的稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度有何影響(在橫線上填偏大偏小無(wú)影響”)。

a.用量筒量取濃鹽酸時(shí)仰視觀察凹液面。________________

b.定容后經(jīng)振蕩、搖勻、靜置,發(fā)現(xiàn)液面下降,再加適量的蒸餾水。________________

該同學(xué)取他所配制的0.400 mol·L-1的鹽酸去中和含0.4 g NaOHNaOH溶液,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所取鹽酸的體積比所計(jì)算的25mL要小,則可能的原因是________

A.濃鹽酸揮發(fā),濃度不足

B.配制溶液時(shí),未洗滌燒杯

C.配制溶液時(shí),俯視容量瓶刻度線

D.加水時(shí)超過(guò)刻度線,用膠頭滴管吸出

5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用到蒸餾水。如右圖為實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水的裝置示意圖。請(qǐng)改正圖中的兩處明顯的錯(cuò)誤:________________________________。實(shí)驗(yàn)時(shí)A中除加入少量自來(lái)水外,還需加入少量碎瓷片,其作用是__________。

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