【題目】氯化鐵和高鐵酸鉀都是常見(jiàn)的水處理劑。某興趣小組以鐵屑為原料模擬工業(yè)上制備氯化鐵及進(jìn)一步氧化制備高鐵酸鉀的流程如下:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(Ⅰ)(1)“氧化”階段通入過(guò)量空氣比用氯氣作氧化劑具有的優(yōu)點(diǎn)是__________________。
(2)“合成”階段生成Na2FeO4的離子方程式為_______________________________。
(3)為了檢驗(yàn)“氧化”過(guò)程中所得溶液中是否含有Fe2+,某同學(xué)取少量溶液于試管中,選用下列試劑可以達(dá)到目的的是_______(填字母)。
a.KSCN 溶液 b.NaOH 溶液 c.K3[Fe(CN)6]溶液 d.苯酚溶液 e.酸性KMnO4溶液
(4)過(guò)程①制取FeCl3固體的具體操作步驟是_______________________。若使6.5 mol/LFeCl3飽和溶液不析出Fe(OH)3,需控制溶液的pH 小于_________{已知該實(shí)驗(yàn)條件下,Ksp[(Fe(OH)3]=6.5×10-36,Kw=1.0×10-13(水離子積)}
(Ⅱ)以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]水溶液為原料,通過(guò)電解法可以制備四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH],裝置如圖所示。
(1)收集到(CH3)4NOH的區(qū)域是________(填a、b、c或d)。
(2)寫(xiě)出電解池總反應(yīng)(化學(xué)方程式)__________________________________。
【答案】選用通入空氣經(jīng)濟(jì)、而氯氣有毒,污染環(huán)境 2Fe3++3ClO-+10OH-==2FeO42-+3C1-+5H2O c 需要在HC1氣流中蒸發(fā)FeCl3溶液 1 d 2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑
【解析】
(Ⅰ). (1)由于Fe2+具有較強(qiáng)的還原性,所以用空氣氧化比用氯氣氧化好,其優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)無(wú)污染;
(2)次氯酸根離子具有氧化性,能夠把Fe3+在OH-環(huán)境下氧化為FeO42-,自身被還原為C1-,據(jù)以上分析寫(xiě)出離子方程式;
(3) KSCN 溶液、NaOH 溶液、苯酚溶液均能與鐵離子反應(yīng),無(wú)法檢驗(yàn)亞鐵離子;溶液中存在氯離子,能夠被酸性KMnO4褪色,無(wú)法檢驗(yàn)亞鐵離子;K3[Fe(CN)6]溶液與亞鐵離子反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,可以檢驗(yàn);
(4)根據(jù)Ksp[(Fe(OH)3]計(jì)算出c(OH—),再根據(jù)Kw計(jì)算出c(H+),求出pH;
(Ⅱ)(1)以石墨為電極電解四甲基氯化銨制備四甲基氫氧化銨,電解過(guò)程中陰極得電子生成氫氣、氫氧根離子,因此收集四甲基氫氧化銨的區(qū)域是陰極區(qū);
(2)根據(jù)電解原理,電解過(guò)程中生成物為四甲基氫氧化銨、氫氣和氯氣。
(Ⅰ). (1)由于Fe2+具有較強(qiáng)的還原性,所以用空氣氧化比用氯氣氧化好,其優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)無(wú)污染;綜上所述,本題答案是:選用通入空氣經(jīng)濟(jì),而氯氣有毒、污染環(huán)境。
(2)次氯酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液、氯化鐵溶液混合反應(yīng)生成高鐵酸鈉,離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-==2FeO42-+3C1-+5H2O;綜上所述,本題答案是:2Fe3++3ClO-+10OH-==2FeO42-+3C1-+5H2O。
(3) 該溶液中主要含有Fe3+,所以a、b、d都不能用;酸性KMnO4溶液也可用于檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2+,但該溶液中含有Cl—,也能與KMnO4發(fā)生反應(yīng),使其褪色,無(wú)法檢驗(yàn)亞鐵離子,所以e不合理;K3[Fe(CN)6]溶液與亞鐵離子反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,可以檢驗(yàn),可選用c;因此檢驗(yàn)是否含有Fe2+,綜上所述,本題答案是:c。
(4)已知c(Fe3+)=6.5 mol/L,Ksp[(Fe(OH)3]=6.5×10-36,所以c3(OH—)== 6.5×10-36/6.5=10-36, c(OH—)=1.0×10-12mol/L,Kw=1.0×10-13,所以溶液中的c(H+)=0.1 mol/L,pH=1,因此,為防止生成氫氧化鐵沉淀,需控制溶液的pH小于1;綜上所述,本題答案是:需要在HC1氣流中蒸發(fā)FeCl3溶液;1。
(Ⅱ)(1)以石墨為電極電解四甲基氯化銨制備四甲基氫氧化銨,需要?dú)溲醺x子的參加,電解過(guò)程中陰極得電子生成氫氣、氫氧根離子,因此收集四甲基氫氧化銨的區(qū)域是陰極區(qū),即d口;綜上所述,本題答案是:d。
(2)根據(jù)電解原理,電解過(guò)程中生成物為四甲基氫氧化銨,氫氣和氯氣,因此電解總反應(yīng)為2(CH3)4NCl+2H2O 2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑;綜上所述,本題答案是:2(CH3)4NCl+2H2O 2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0,按照相同的物質(zhì)的量投料,測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )。
A. 溫度:T1>T2>T3
B. 正反應(yīng)速率:v(b)>v(d) v(a)>v(c)
C. 平衡常數(shù):K(a)>K(c) K(b)=K(d)
D. 平均摩爾質(zhì)量:M(b)>M(d) M(a)<M(c)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】碘化鈉在醫(yī)藥上用作祛痰劑和利尿劑,也用于治療甲狀腺腫病,生活中用作照相膠片感光劑,碘的助溶劑,也用于配制碘乳劑。某實(shí)驗(yàn)小組用NaOH、單質(zhì)碘和水合肼(N2H4·H2O)為原料制備碘化鈉。
回答下列問(wèn)題:
(1)水合肼的制備原理為:NaClO+2NH3=N2H4·H2O+NaCl。
①用下圖裝置組裝制備水合肼,連接順序?yàn)?/span>_____→ → → → → (用字母表示).
②裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________,裝置D的作用是_______________。
(2)碘化鈉的制備步驟
向三頸燒瓶中加入8.2gNaOH及30mL水,攪拌冷卻,加入25.4g單質(zhì)碘,開(kāi)動(dòng)磁力攪拌器,保持60-70℃至反應(yīng)充分;繼續(xù)加入稍過(guò)量的N2H4·H2O(水合肼),還原NaIO和NaIO3,得NaI溶液粗品,同時(shí)釋放一種空氣中的某氣體;向上述反應(yīng)液中加入1.0g活性炭,煮沸半小時(shí),然后將溶液與活性炭分離;將分離出的溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥,得產(chǎn)品24.3g。
①反應(yīng)溫度不宜超過(guò)70℃的原因是___________________ ,該步驟反應(yīng)完全的現(xiàn)象是______________。
②IO-被還原的離子方程式為_______________________________。
③“將溶液與活性炭分離”的方法是____________。
④該實(shí)驗(yàn)小組產(chǎn)率為________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期主族元素A、B、C、D、E、G的原子序數(shù)依次增大,在元素周期表中A的原子半徑最。ㄏ∮袣怏w元素除外),B與C相鄰且C的最外層電子數(shù)是次外層的3倍,C、D的最外層電子數(shù)之和與G的最外層電子數(shù)相等,E是地殼中含量最多的金屬元素;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)C在元素周期表中的位置是_________周期、_________族;G的元素符號(hào)是_________。
(2)B的原子結(jié)構(gòu)示意圖是_________;C與D組成的既含離子鍵又含共價(jià)鍵的化合物電子式是_________。
(3)E單質(zhì)能與D的最高價(jià)氧化物的水化物濃溶液反應(yīng)放出氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________;由上述六種元素中的三種組成的某種鹽,水溶液顯堿性,將該鹽溶液滴入硫酸酸化的KI淀粉溶液中,溶液變?yōu)樗{(lán)色,則反應(yīng)的離子方程式是__________________。
(4)由A、B、C、E中的某些元素組成的化合物X、Y、Z、W有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:
X、Y、Z、W中均由三種元素組成,Z是一種強(qiáng)酸,則Z的化學(xué)式是___________,Y溶液與過(guò)量W反應(yīng)的離子方程式是___________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于如圖所示裝置的說(shuō)法中,正確的是( )
A. 銅片上發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片
C. 該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
D. 鋅片是該裝置的正極,該電極反應(yīng)為Zn+2e—==Zn2+
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:H2(g)+F2(g)2HF(g)+270kJ,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 2L氟化氫氣體分解成1L的氫氣和1L的氟氣吸收270kJ熱量
B. 1mol氫氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于270kJ
C. 在相同條件下,1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫氣體的能量
D. 1個(gè)氫氣分子與1個(gè)氟氣分子反應(yīng)生成2個(gè)氟化氫分子放出270kJ
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室用圖示裝置制備KClO溶液,再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應(yīng)制備高效凈水劑K2FeO4。
<查閱資料>Cl2與KOH溶液在20℃以下反應(yīng)生成KClO,在較高溫度下則生成KClO3;
K2FeO4易溶于水,微溶于濃KOH溶液,在0℃~5℃的強(qiáng)堿性溶液中較穩(wěn)定。
(1)儀器a的名稱(chēng):__________;裝置C中三頸瓶置于冰水浴中的目的是_____________。
(2)裝置B吸收的氣體是__________,裝置D的作用是___________________________。
(3)C中得到足量KClO后,將三頸瓶上的導(dǎo)管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反應(yīng)溫度為25℃,攪拌1.5 h,溶液變?yōu)樽霞t色(含K2FeO4),該反應(yīng)的離子方程式為________________________。再加入飽和KOH溶液,析出紫黑色晶體,過(guò)濾,得到K2FeO4粗產(chǎn)品。
(4)K2FeO4粗產(chǎn)品含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì),其提純步驟為:
①將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中。
②過(guò)濾。
③________________________________________________________。(補(bǔ)充完整)
④攪拌、靜置、過(guò)濾,用乙醇洗滌2~3次。
⑤在真空干燥箱中干燥。
(5)稱(chēng)取提純后的K2FeO4樣品0.2200 g于燒杯中,加入強(qiáng)堿性亞鉻酸鹽溶液,反應(yīng)后再加稀硫酸調(diào)節(jié)溶液呈強(qiáng)酸性,配成250 mL溶液,取出25.00 mL放入錐形瓶,用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至終點(diǎn),重復(fù)操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反應(yīng)為:Cr(OH)4-+FeO42- = Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-,2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O,Cr2O72-+6Fe2++14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O,則該K2FeO4樣品的純度為____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】漢代器物上的顏料“漢紫”至今尚沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其自然存在的記載。20世紀(jì)80年代科學(xué)家進(jìn)行超導(dǎo)材料研究時(shí),偶然發(fā)現(xiàn)其成分為紫色的硅酸銅鋇(化學(xué)式:BaCuSi2Ox,Cu為+2價(jià)),下列有關(guān)“漢紫”的說(shuō)法中不正確的是( )。
A. 用鹽的形式表示:BaSiO3·CuSiO3
B. 用氧化物形式表示:BaO·CuO·2SiO2
C. 易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿
D. 性質(zhì)穩(wěn)定,不易褪色
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】I.被譽(yù)為改變未來(lái)世界的十大新科技之一的燃料電池。 右圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電極材料為疏松多孔石墨棒.當(dāng)氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負(fù)兩極通入燃料電池時(shí),便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流.
試回答下列問(wèn)題:
(1)燃料電池的優(yōu)點(diǎn)是________;電解質(zhì)溶液中的OH-移向______極(填“負(fù)”或“正”).
(2)寫(xiě)出氫氧燃料電池工作時(shí)正極反應(yīng)式:_______________________。
(3)若將此燃料電池改進(jìn)為直接以甲烷和氧氣為原料進(jìn)行工作時(shí),負(fù)極反應(yīng)式為___________.
(4)利用該裝置可以處理氮的氧化物和NH3 尾氣,總反應(yīng)為:6NO2 +8NH3=7N2+12H2O,負(fù)極反應(yīng)式為__________。
II.將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池,若該電池中兩電極的總質(zhì)量為80 g,工作一段時(shí)間后,取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱(chēng)重,總質(zhì)量為41g,試計(jì)算:
(1)產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為________________;
(2)通過(guò)導(dǎo)線的電子數(shù)為__________(用NA表示).
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