【題目】某鉻鐵礦主要成分是FeO·Cr2O3,含有FeCO3、SiO2、Fe3O4等雜質,現(xiàn)由該鉻鐵礦制備強氧化劑Na2Cr2O7的流程如下:
已知:常溫下,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-30
回答下列問題:
(1)物質B為______________,溶液E為____________________。
(2)溶液G中經(jīng)檢測不含H2O2的可能原因是________________________________________。
(3)若步驟Ⅵ調節(jié)pH后,c(Cr3+)=6.3mol/L,則pH范圍是______________(離子濃度不大于1.0×10-5mol/L即可認為沉淀完全)。
(4)步驟Ⅶ發(fā)生的離子方程式為________________________________________。
(5)Na2Cr2O7和Na2SO4的溶解度隨溫度變化的曲線如下圖所示,步驟Ⅷ中操作a為___________、__________________。
(6)若稱取mg該鉻鐵礦,其中FeO·Cr2O3的質量分數(shù)為70%,最終制得ng Na2Cr2O7固體,則該過程中Cr元素的轉化率為____________________________。
【答案】 Fe3O4 NaHCO3 過量的H2O2,被Fe3+催化分解 3≤pH<4 7H2O+3S2O32-+2Cr3+=6SO42-+Cr2O72-+14H+ 加熱濃縮 趁熱過濾 ×100%
【解析】分析:注意天然Fe3O4是一種反式尖晶石結構,晶體結構為六方晶系的永久磁石(硬磁體),結構牢固,很難與酸反應。由已知鉻鐵礦主要成分結合流程可得,鉻鐵礦粉酸浸后,所得溶液F中陽離子主要為:Fe2+和Cr3+,固體A為難溶的SiO2、Fe3O4等雜質;SiO2與NaOH溶液反應生成硅酸鈉,硅酸鈉與足量CO2反應生成碳酸氫鈉和硅酸;溶液F中的Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,通過調節(jié)pH除去Fe3+;Cr2(SO4)3溶液(H)與Na2S2O8溶液反應得到Na2Cr2O7和Na2SO4的混合溶液,最后經(jīng)過一系列操作得到固體。
詳解:(1)物質B具有磁性,結合鉻鐵礦的成分及流程可得,B為Fe3O4;溶液C為硅酸鈉溶液,因為通入足量CO2,所以生成E為NaHCO3。
(2)H2O2在催化劑作用下容易分解為水和氧氣,因為溶液F中的Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,而Fe3+可以作為H2O2分解的催化劑,所以溶液G中不含H2O2。
(3)步驟Ⅵ調節(jié)pH的目的是除去Fe3+,留下Cr3+,因為離子濃度不大于1.0×10-5mol/L即可認為沉淀完全,根據(jù)常溫下,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,F(xiàn)e3+剛好沉淀完全時:c(Fe3+)c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3],即1.0×10-5×c3(OH-)=1.0×10-38,解得:c(OH-)=10-11,所以c(H+)=Kw/10-11=10-3,則pH=3;根據(jù)常溫下,Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-30,調節(jié)pH后,c(Cr3+)=6.3mol/L,Cr3+剛開始沉淀時:c(Cr3+)c3(OH-)=Ksp[Cr(OH)3],即6.3×c3(OH-)=6.3×10-30,解得:c(OH-)=10-10,所以c(H+)=Kw/10-10=10-4,則pH=4,綜上分析,步驟Ⅵ調節(jié)pH范圍是:3≤pH<4。
(4)步驟Ⅶ中,Cr3+和S2O32-發(fā)生氧化還原反應生成Cr2O72-和SO42-,根據(jù)電子守恒、原子守恒及電荷守恒,離子方程式為:7H2O+3S2O32-+2Cr3+=6SO42-+Cr2O72-+14H+。
(5)步驟Ⅷ中,從Na2Cr2O7和Na2SO4的混合液中得到Na2SO4固體,由圖可知,溫度升高有利于硫酸鈉結晶析出,而Na2Cr2O7的溶解度增大不會析出,所以操作a可以是:加熱濃縮、趁熱過濾。
(6)mg鉻鐵礦中Cr元素的質量為:=,最終制得n g Na2Cr2O7中Cr元素的質量為:=,所以Cr元素的轉化率為:÷()×100%=×100%。
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【題目】下列說法正確的是
A. 將苯加入溴水中振蕩后,水層接近無色,是因為發(fā)生了取代反應
B. 2,2-二甲基丙烷也稱新戊烷
C. 等質量的乙烯和乙醇在氧氣中充分燃燒耗氧量相同
D. 環(huán)己醇能與氫氧化鈉溶液反應且所有碳原子可以共面
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【題目】已知蛋白質含有C、H、O、N等元素。下列關于自然界中氮循環(huán)的說法錯誤的是
A. 含氮無機物和含氮有機物可相互轉化
B. 碳、氫、氧三種元素也可能參與了氮循環(huán)
C. 銨鹽轉化為硝酸鹽,發(fā)生了還原反應
D. 目前人工固氮的反應為N2+3H22NH3
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【題目】四川師范大學化學與材料學院對“鐵與水蒸氣反應”實驗研究的結果顯示:在80~100℃能產(chǎn)生穩(wěn)定水蒸氣的物質都可以作為該反應的供水劑;鐵與水蒸氣反應溫度在500℃左右即可順利進行。
某化學興趣小組同學利用該研究結論,采用西紅柿(或洋蔥)作為供水劑,設計了如圖裝置進行實驗,并對鐵與水蒸氣反應的產(chǎn)物進行檢驗。
回答下列問題:
(1)A中鐵與水蒸氣反應的化學方程式是_______________。
(2)C中堿石灰的作用是______________。
(3)D處實驗現(xiàn)象為___________________________。
(4)上述實驗結束后,取出A中鐵粉反應后的少量固體繼續(xù)進行如下實驗:
①加入稀硫酸發(fā)生的離子方程式為______________________________。
②試劑A是_____________(選填字母),現(xiàn)象2為___________________。
a .NaOH溶液 b. 酸性KMnO4溶液 c .酚酞 d . 氯水
③若用電子天平稱取鐵粉質量為0.1527g,測得生成氫氣體積為73.50mL(實驗室條件下氣體摩爾體積為24.5L/mol).則參加反應的鐵粉占稱取鐵粉的百分數(shù)為_____(精確到0.1%)。
④有同學認為:即使得到了現(xiàn)象1和現(xiàn)象2的實驗現(xiàn)象,也不能確定所得固體成分為Fe3O4。你認為該同學持此看法的理由是_______________________。
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【題目】常溫下,0.2 mol·L-1的一元酸HA與等濃度NaOH溶液等體積混合后,所得溶液中部分微粒組分及濃度如圖所示,下列說法正確的是( )
A. HA為強酸
B. 該混合溶液pH=7.0
C. 該混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
D. 圖中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
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【題目】某蓄電池的反為NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2
(1)該蓄電池充電時,發(fā)生還原反應的物質是_______(填選項字母)。放電時生成Fe(OH)2的質量為18g,則外電路中轉移的電子數(shù)是_________________。
A.NiO2 B.Fe C.Fe(OH)2 D.Ni(OH)2
(2)為防止遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中發(fā)生電化學腐蝕,通常在船體上鑲嵌Zn塊,或與該蓄電池的____(填“正”或“負”)極相連。
(3)以該蓄電池作電源,用如圖所示的裝置在實驗室模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是(用兩為個相關的方程式表示)①_________________②__________________________。
(4)精煉銅時,粗銅應與直流電源的______(填“正”或“負”)極相連。精煉過程中,電解質溶液中的c(Fe2+)、c(Zn2+)會逐漸增大而影響進一步電解。甲同學設計如下除雜方案:
已知:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 |
開始沉淀時的pH | 2.3 | 7.5 | 5.6 | 6.2 |
完全沉淀時的pH | 3.9 | 9.7 | 6.4 | 8.0 |
則加入H2O2的目的是____________________________________。乙同學認為應將方案中的pH調節(jié)到8,你認為此觀點________(填“正確”或“不正確”),理由是___________________________。
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【題目】某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。
(1)如圖為某實驗小組設計的原電池裝置,反應前,電極質量相等,一段時間后,兩電極質量相差12g,導線中通過_______mol電子。
(2)其他條件不變,若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液,石墨電極反應式為____________________,用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中,向其中滴加少量新制飽和氯水,寫出發(fā)生反應的離子方程式:_____________________,然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液,溶液變紅,繼續(xù)滴加過量新制氯水,顏色褪去,同學們對此做了多種假設,某同學的假設是,“溶液中的十3價鐵被氧化為更高的價態(tài)。”如果+3價鐵被氧化為FeO42-,試寫出該反應的離子方程式:________________________________。
(3)如圖其他條件不變,若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型,如圖所示。一段時間后,在甲裝置銅絲附近滴加酚酞溶液,現(xiàn)象是_______________,電極反應為________________;乙裝置中石墨(1)為_______(填“正”“負”“陰”或“陽”),乙裝置中與銅絲相連石墨電極上發(fā)生的反應式為______________________。
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【題目】NaH與水反應化學方程式為NaH+H2O=NaOH+H2↑.在該反應中H2O是( 。
A.是氧化劑
B.是還原劑
C.既是氧化劑又是還原劑
D.既不是氧化劑又不是還原劑
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【題目】下列氧化還原反應中,水既不做氧化劑又不做還原劑的是( )
A. CaO + H2O===Ca(OH)2 B. C+H2O(g)CO+H2
C. 2F2 + 2H2O===4HF + O2 D. 2Na2O2 +2H2O===4NaOH + O2 ↑
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