【題目】二氧化氯(ClO2)是一種廣譜、高效的殺菌消毒劑,有與氯氣相似的強(qiáng)烈刺激性氣味,易溶于水,沸點(diǎn)11℃,遇熱不穩(wěn)定易分解發(fā)生爆炸。一種工業(yè)制法用硫鐵礦(主要成分為FeS2)還原氯酸鈉制取二氧化氯,某研究小組在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)如下裝置制備ClO2的水溶液。

(1)三頸燒瓶中加入NaClO3溶液、濃H2SO4,通入空氣,調(diào)節(jié)恒溫器至60℃,通過(guò)固體加料器緩慢勻速加入硫鐵礦粉末。反應(yīng)開始時(shí)燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式如下,請(qǐng)配平該方程式:__ClO3 __FeS2__H____ClO2____Fe3____SO42____H2O

(2)裝置D的作用是__________。

(3)用上述反應(yīng)完后的廢液(除上述產(chǎn)物外,還有Al3Mg2、H、Cl等)可制備摩爾鹽,即(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。其操作流程如下:

回答下列問(wèn)題:

①操作Ⅰ的名稱為:___________。

②試劑X___________,寫出發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式__________

③為測(cè)定(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶體中鐵的含量,某實(shí)驗(yàn)小組做了如下實(shí)驗(yàn):用電子天平準(zhǔn)確稱量5.000g硫酸亞鐵銨晶體,配制成250mL溶液。取所配溶液25.00mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至Fe2+恰好全部氧化成Fe3+,同時(shí),MnO4_被還原成Mn2+。測(cè)得消耗KMnO4溶液的平均體積為21.00mL。則該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。(保留4位有效數(shù)字)

【答案】15 1 14 15 1 2 7 檢驗(yàn)ClO2是否吸收完全 過(guò)濾 Fe 2Fe3Fe3Fe2 11.76%

【解析】

A裝置是制取ClO2;ClO2易溶于水,沸點(diǎn)11℃,遇熱不穩(wěn)定易分解發(fā)生爆炸,B裝置是冷凝收集ClO2,C裝置吸收未冷凝的氣態(tài)ClO2ClO2有強(qiáng)氧化性,能使品紅褪色,D裝置品紅能被ClO2氧化而導(dǎo)致品紅褪色,是檢驗(yàn)ClO2是否被完全吸收干凈,根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理分析解答(1)和(2);

(3)上述反應(yīng)完后的廢液中主要含有Fe3+,還有Al3+、Mg2+、H+Cl-等,根據(jù)流程圖,在廢液中加入過(guò)量的X后可得硫酸亞鐵,則X為鐵;在硫酸亞鐵晶體加入硫酸銨溶液,再蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,再減壓過(guò)濾可得(NH4)2Fe(SO4)26H2O晶體,根據(jù)得失電子守恒可得關(guān)系式5Fe2+MnO4-,根據(jù)KMnO4的物質(zhì)的量可計(jì)算出樣品中鐵元素的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),據(jù)此分析解答。

(1)NaClO3FeS2的反應(yīng)中,氯從+5價(jià)變?yōu)?/span>+4價(jià),鐵從+2價(jià)變?yōu)?/span>+3價(jià),硫從-2價(jià)變?yōu)?/span>+6價(jià),根據(jù)化合價(jià)升降法結(jié)合電荷守恒和元素守恒配平離子方程式為15ClO3-+FeS2+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O,故答案為:151;14;15;1;2;7;

(2)ClO2有強(qiáng)氧化性,能使品紅褪色,所以裝置D的作用是檢驗(yàn)ClO2是否吸收完全,故答案為:檢驗(yàn)ClO2是否吸收完全;

(3)上述反應(yīng)完后的廢液中主要含有Fe3+,還有Al3+Mg2+、H+、Cl-等,根據(jù)流程圖,在廢液中加入過(guò)量的X后可得硫酸亞鐵,則X為鐵;在硫酸亞鐵晶體加入硫酸銨溶液,再蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,再減壓過(guò)濾可得(NH4)2Fe(SO4)26H2O晶體。

①根據(jù)上面的分析可知,操作Ⅰ是分離固體和溶液,為過(guò)濾,故答案為:過(guò)濾;

②根據(jù)上面的分析可知,試劑X Fe,發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+,故答案為:Fe;2Fe3++Fe=3Fe2+;

③根據(jù)電子得失守恒可得關(guān)系式5Fe2+MnO4-,反應(yīng)中消耗的KMnO4的物質(zhì)的量為0.01000mol/L×21.00×10-3L=2.1×10-4mol,所以樣品中鐵元素的質(zhì)量為2.1×10-4mol×5××56g/mol=0.588g,故鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=11.76%,故答案為:11.76%

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】32.0g銅與60.0mL一定濃度的硝酸發(fā)生如下反應(yīng):Cu4HNO3 = Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3 = 3Cu(NO3)22NO↑4H2O。銅完全溶解產(chǎn)生的混合氣體體積為8.96L(標(biāo)況)。請(qǐng)計(jì)算(各數(shù)據(jù)保留兩位有效數(shù)字)

(1)NO的體積為______

(2)該混合氣體的平均摩爾質(zhì)量約為______

(3)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液加入100mL 2.0mol/LNaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀,則原硝酸溶液的濃度為______

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列是某興趣小組根據(jù)課本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)能說(shuō)明Na2CO3NaHCO3熱穩(wěn)定性的套管實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)觀察下圖的實(shí)驗(yàn)裝置、分析實(shí)驗(yàn)原理,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(   )

A. 甲為小蘇打,乙為純堿

B. 要證明NaHCO3受熱能產(chǎn)生水,可在小試管內(nèi)塞上沾有無(wú)水硫酸銅粉末的棉花球

C. 整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以看到丙燒杯的澄清石灰水沒(méi)變渾濁

D. 同質(zhì)量的甲和乙分別與足量的鹽酸完全反應(yīng),產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量:乙>甲

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】前四周期原子序數(shù)依次增大的元素AB、CD中,AB的價(jià)電子層中未成對(duì)電子均只有1個(gè),并且AB+的電子相差為8;與B位于同一周期的CD,它們價(jià)電子層中的未成對(duì)電子數(shù)分別為42,且原子序數(shù)相差為2;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)D2+的價(jià)層電子排布圖為_____

(2)四種元素中第一電離最小的是____,電負(fù)性最大的是____。(填元素符號(hào))

(3)A、BD三種元素組成的一個(gè)化合物的晶胞如圖所示。

該化合物的化學(xué)式為_____________D的配位數(shù)為_______;

列式計(jì)算該晶體的密度為___________g·cm-3。(列式并計(jì)算)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。

(1)CO2NH3為原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。

已知:①2NH3(g)CO2(g)NH2CO2NH4(s)H =-159.47 kJ·mol-1

NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)H2O(g)H +116.49 kJ·mol-1

H2O(l)H2O(g)H +88.0 kJ·mol-1

試寫出NH3CO2合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式______________。

(2)在一定條件下,二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH0

①向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO2H2,在300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為CO20.2mol·L-1,H20.8mol·L-1,CH40.8mol·L-1H2O1.6mol·L-1,起始充入CO2H2的物質(zhì)的量分別為_____、_____,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為______。

②現(xiàn)有兩個(gè)相同的恒容絕熱(與外界沒(méi)有熱量交換)密閉容器I、II,在I中充入1 molCO2,4 molH2,在II中充入1 mol CH42 mol H2 O(g),300℃下開始反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí),下列說(shuō)法正確的是_________(填字母)。

A.容器I、II中正反應(yīng)速率相同 B.容器I、IICH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同 C.容器ICO2的物質(zhì)的量比容器II中的多 D.容器ICO2的轉(zhuǎn)化率與容器IICH4的轉(zhuǎn)化率之和小于1

(3)華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法,可實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)時(shí)CO2零排放,其基本原理如圖所示:

①上述生產(chǎn)過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化方式是_____

②上述電解反應(yīng)在溫度小于900℃時(shí)進(jìn)行碳酸鈣先分解為CaOCO2,電解質(zhì)為熔融碳酸鈉,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為___,陰極的電極反應(yīng)式為______。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面有廣泛的應(yīng)用,工業(yè)上可由高鐵菱錳礦(主要成分為,含有等雜質(zhì))制備,部分工藝流程如下:

相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的如表(開始沉淀的按離子濃度為計(jì)算):

金屬離子

開始沉淀的pH

8.1

6.3

1.5

3.4

8.9

沉淀完全的pH

10.1

8.3

2.8

4.7

10.9

1)“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________;

2)“調(diào)pH”范圍至5~6,得到濾渣2的主要成分除外還有___________

3)“除雜”過(guò)程中加入的目的是___________;

4)“沉錳”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________;

5在水中的溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示。由獲得較純凈的晶體的方法是:將溶于適量的稀硫酸,控制溫度在80~90℃之間蒸發(fā)結(jié)晶,__________(填操作名稱),得到晶體,洗滌、烘干。晶體通常采用減壓烘干的原因是__________

6)已知:。室溫下,若溶液中,欲使溶液中的,則需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為______________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】研究等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

1)已知:;

則反應(yīng)________。

2)一定條件下,將以體積比置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)體積比為,則平衡常數(shù)________(保留兩位小數(shù))。

3可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為。在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)________(填“>”或“<”)。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在左右,選擇此壓強(qiáng)的理由是__________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】I。草酸(H2C2O4)與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發(fā)生反應(yīng):

(實(shí)驗(yàn)1)甲同學(xué)用8.00 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液與5.00 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液反應(yīng),研究不同條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。改變的條件如下:

組別

KMnO4溶液

/mL

H2C2O4溶液

/mL

10%硫酸體積/mL

溫度/℃

其他物質(zhì)

8.00

5.00

3.00

20

8.00

5.00

3.00

30

8.00

5.00

1.00

20

2.00 mL蒸餾水

1)寫出草酸(H2C2O4)與高錳酸鉀溶液在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式________。

2)上述進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ的目的是探究__________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

(實(shí)驗(yàn)2)乙同學(xué)在研究草酸與高錳酸鉀在酸性條件下反應(yīng)的影響因素時(shí)發(fā)現(xiàn),草酸與酸性高錳酸鉀溶液開始一段時(shí)間反應(yīng)速率較慢,溶液褪色不明顯,但不久后突然褪色,反應(yīng)速率明顯加快。

3)針對(duì)上述現(xiàn)象,乙同學(xué)認(rèn)為草酸與高錳酸鉀反應(yīng)放熱,導(dǎo)致溶液溫度升高,反應(yīng)速率加快。從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看,你猜想還可能是_______的影響。

4)若用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想,除了酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液外,還需要選擇的試劑最合理的是____(填字母)。

a.硫酸鉀 b.水 c.二氧化錳 d.硫酸錳

Ⅱ.用如圖所示的裝置進(jìn)行中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn),分別取溶液、的硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn),回答下列問(wèn)題:

1)從上圖實(shí)驗(yàn)裝置看,其中尚缺少的一種玻璃用品是__________,除此之外,裝置中的一個(gè)明顯錯(cuò)誤是__________。

2)近似認(rèn)為NaOH溶液和的硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比熱容,通過(guò)以下數(shù)據(jù)計(jì)算中和熱△H=__________(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。

溫度

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

起始溫度t1/℃

終止溫度t2/℃

H2SO4

NaOH

平均值

1

26.2

26.0

26.1

29.5

2

27.0

27.4

27.2

32.3

3

25.9

25.9

25.9

29.2

4

26.4

26.2

26.3

29.8

3)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母)_____。

a.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差

b.用溫度計(jì)測(cè)定溶液起始溫度后直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度

c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中

d.將以上四實(shí)驗(yàn)測(cè)量溫度均納入計(jì)算平均值

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】電解法處理CO2SO2的混合氣體的原理如圖所示,電解質(zhì)為熔融碳酸鹽和硫酸鹽,通電一段時(shí)間后,Ni電極表面形成摻雜硫的碳積層。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

A.Ni電極表面發(fā)生了還原反應(yīng)

B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)為2O2--4e-=O2

C.電解質(zhì)中發(fā)生的離子反應(yīng)只有2SO2+O2+2O2-=2SO

D.該過(guò)程實(shí)現(xiàn)了電解質(zhì)中熔融碳酸鹽和硫酸鹽的自主補(bǔ)充循環(huán)

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同步練習(xí)冊(cè)答案