【題目】三氯化鐵在印刷、醫(yī)藥、顏料、污水處理以及有機(jī)合成催化劑方面有重要的應(yīng)用。工業(yè)上常以廢鐵屑(含有SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備氯化鐵。其生產(chǎn)流程如圖:
已知:氫氧化物的Ksp下表:
氫氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
Ksp | 1.0×10-36 | 1.6×10-14 | 2.0×10-33 | 1.2×10-11 |
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)物質(zhì)X最好選用下列物質(zhì)中的____(選填序號(hào)),加入X的目的是_________。
A.KMnO4 B.FeCl3 C.H2O2 D.HNO3
(2)濾液Ⅰ加入NaOH溶液的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH。已知濾液Ⅰ中c(Fe3+)為1.0mol·L-1,c(Al3+)為0.03mol·L-1,當(dāng)Fe3+沉淀完全時(shí)(c(Fe3+)為1×10-5mol·L-1),Al3+是否已經(jīng)開(kāi)始沉淀,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明______________。
(3)寫出濾渣1加NaOH溶液發(fā)應(yīng)的離子方程式_____________________。
(4)濾渣2中加過(guò)量鹽酸的目的是_____________________________。
(5)FeCl3具有凈水作用,但易腐蝕設(shè)備,而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑,處理污水比FeCl3高效,且腐蝕性小。
①FeCl3凈水的原理是________。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備,除H+作用外,另一主要原因是(用離子方程式表示)_________。
②FeCl3在溶液中分三步水解:Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K1,F(xiàn)e(OH)2++H2OFe(OH)2++H+ K2,F(xiàn)e(OH)2++H2OFe(OH)3+H+ K3,以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是_______。
③通過(guò)控制條件,以上水解產(chǎn)物聚合,生成聚合氯化鐵,離子方程式為xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+,欲使平衡正向移動(dòng)可采用的方法是(填序號(hào))_____。
a.降溫 b.加水稀釋 c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是___________。
【答案】C 使Fe2+氧化成Fe3+ Fe3+沉淀完全時(shí),溶液中c3(OH-)=1.0×10-36/(1×10-5)=1×10-31,
Qsp[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH-)=0.03×1×10-31=3×10-33>Ksp[Al(OH)3],所以Al(OH)3已開(kāi)始沉淀 Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O 使Fe(OH)3轉(zhuǎn)化為FeCl3,防止Fe3+水解 Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質(zhì) 2Fe3++Fe=3Fe2+ K1>K2>K3 b、d 調(diào)節(jié)溶液的pH
【解析】
由流程可知,廢鐵屑(含有SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3等雜質(zhì))溶于鹽酸,過(guò)濾的得到含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+的濾液;向?yàn)V液加入合適的氧化劑,將Fe2+氧化成Fe3+,再加入NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+完全沉淀,控制溶液的pH防止Mg2+沉淀;過(guò)濾,向?yàn)V渣中加入過(guò)量NaOH溶液,除去沉淀中的氫氧化鋁,過(guò)濾得到氫氧化鐵沉淀;向氫氧化鐵沉淀中加入過(guò)量鹽酸,使氫氧化鐵溶解轉(zhuǎn)化為FeCl3溶液,過(guò)量的鹽酸可以防止Fe3+水解;FeCl3溶液在氯化氫氣氛中加熱至干得到無(wú)水FeCl3。
(1)加入氧化劑X使Fe2+氧化成Fe3+時(shí),最好不引入新的雜質(zhì),由于雙氧水的還原產(chǎn)物是水,物質(zhì)X最好選用雙氧水,故答案為:C;使Fe2+氧化成Fe3+;
(2)當(dāng)Fe3+沉淀完全時(shí)(c(Fe3+)為1×10-5mol·L-1),溶液中c3(OH-)= 1.0×10-36/(1×10-5)=1×10-31,溶液中Qsp[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH-)=0.03×1×10-31=3×10-33>Ksp[Al(OH)3],所以Al(OH)3已開(kāi)始沉淀,故答案為:Fe3+沉淀完全時(shí),溶液中c3(OH-)=1.0×10-36/(1×10-5)=1×10-31,Qsp[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH-)=0.03×1×10-31=3×10-33>Ksp[Al(OH)3],所以Al(OH)3已開(kāi)始沉淀;
(3)濾渣1中加NaOH溶液的目的是除去濾渣中的兩性氫氧化物氫氧化鋁,氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水,反應(yīng)的離子方程式為:Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O,故答案為:Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O;
(4)濾渣2中加過(guò)量鹽酸可以使氫氧化鐵溶解轉(zhuǎn)化為FeCl3溶液,過(guò)量的鹽酸可以防止Fe3+水解,故答案為:使Fe(OH)3轉(zhuǎn)化為FeCl3,防止Fe3+水解;
(5)①FeCl3在溶液中水解生成氫氧化鐵膠體和鹽酸,氫氧化鐵膠體具有很大的表面積,能夠吸附水中懸浮的雜質(zhì),達(dá)到凈水的目的;FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備,除H+作用外,Fe3+具有氧化性,能與Fe反應(yīng)Fe2+生成腐蝕設(shè)備,反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+,故答案為:Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質(zhì);2Fe3++Fe=3Fe2+;
②FeCl3在溶液中分三步水解,以第一步為主,且第一步水解抑制第二步水解,第一、二步水解抑制第三步水解,水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是K1>K2>K3,故答案為:K1>K2>K3;
③由水解離子方程式xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+可知,欲使平衡正向移動(dòng)應(yīng)采用稀釋方法,或向溶液中加入能與H+反應(yīng)的物質(zhì),故選b、d;室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是調(diào)節(jié)溶液的pH,既要促進(jìn)水解,又要防止水解完全生成氫氧化鐵膠體,故答案為:b、d;調(diào)節(jié)溶液的pH。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】乙酸乙酯是一種用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品。工業(yè)生產(chǎn)乙酸乙酯的方法很多,如圖:
下列說(shuō)法正確的是
A. 反應(yīng)①、②均是取代反應(yīng)
B. 反應(yīng)③、④的原子利用率均為100%
C. 與乙酸乙酯互為同分異構(gòu)體的酯類化合物有2種
D. 乙醇、乙酸、乙酸乙酯三種無(wú)色液體可用Na2CO3溶液鑒別
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】可逆反應(yīng):2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng),達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是①單位時(shí)間內(nèi)生成n molO2 的同時(shí)消耗 2n mol NO;②單位時(shí)間內(nèi)消耗2n molNO2的同時(shí)生成n molO2;③混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài);④2v(NO2)正= v(O2)逆;⑤混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài);⑥混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤⑥
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在體積均為1.0 L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉,再分別加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2,在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)+C(s) 2CO(g),達(dá)到平衡,平衡時(shí)c(CO2) 隨溫度的變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點(diǎn)均處于曲線上)。下列說(shuō)法正確的是
A. 平衡常數(shù):K(Ⅰ) > K (Ⅱ)
B. 在T1K時(shí),在1.0L恒容容器中加入足量碳粉、0.09molCO2、0.05molCO,此時(shí)υ正 >υ逆
C. 體系的總壓強(qiáng)p:p(Ⅱ) >2p(Ⅰ)
D. 正反應(yīng)速率:υ正(Ⅰ) >υ正(Ⅲ)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列所示物質(zhì)的制備方法合理的是
A. 實(shí)驗(yàn)室從海帶中提取單質(zhì)碘取樣→灼燒→溶解→過(guò)濾→萃取→蒸餾
B. 金紅石(主要成分TiO2)為原料生產(chǎn)金屬Ti:金紅石、焦炭TiCl4Ti
C. 從鹵水中(溶質(zhì)主要是MgCl2)提取Mg
鹵水Mg(OH)2MgCl2(aq) MgCl(s) Mg
D. 由食鹽制取漂粉精NaCl(ag) Cl2漂粉精
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖表示人體細(xì)胞內(nèi)化學(xué)元素所形成的化合物(①~④表示化合物),下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A. ①可以表示蛋白質(zhì)
B. ②可以表示“生命的燃料”——葡萄糖
C. ③表示的小分子物質(zhì)可能是核苷酸
D. ④是細(xì)胞膜重要的組成成分,可以表示磷脂
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知反應(yīng)A(g)B(g) 2C(g)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下:
溫度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常數(shù) | 1.70 | 1.10 | 1.00 | 0.60 | 0.40 |
回答下列問(wèn)題:
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K____________,______0(填“﹤”“﹥”或“≒”)
(2)容積固定,判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為_______(填正確選項(xiàng)前的字母)。
a.氣體的密度不隨時(shí)間改變
b.(A)不隨時(shí)間改變
c.混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間改變
d.壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變
(3)1200℃時(shí)反應(yīng)2C(g) A(g)B(g)的平衡常數(shù)值為____________。
(4)830℃時(shí),向一個(gè)10.00L的密閉容器中充入0.40 mol的A和1.60 mol的B,如果反應(yīng)初始2s內(nèi)生成C的物質(zhì)的量為0.40 mol,則2s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率(A)=____________
mol·L-1·s-1;2s時(shí)(B)= ___________mol·L-1;2s時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為___________;2s時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)為_______________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】葡萄糖酸亞鐵[(C6HnO7)2Fe]是醫(yī)療上常用的補(bǔ)鐵劑,易溶于水,幾乎不溶于乙 醇。某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)擬用下圖裝置先制備FeCO3,再用FeCO3與葡萄糖酸反應(yīng)進(jìn)一步制得葡萄糖酸亞鐵。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1) 與普通漏斗比較,a漏斗的優(yōu)點(diǎn)是______________
(2)按上圖連接好裝置,檢査氣密性后加入藥品,打開(kāi)K1和K3,關(guān)閉K2 .
①b中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象____________________
②一段時(shí)間后,關(guān)閉_____,打開(kāi)______(選填K1 ,K2或K3)。觀察到b中的溶液會(huì)流入c中,同時(shí)c中析出FeCO3沉淀。
③b中產(chǎn)生的氣體的作用是______________________________.
(3)將c中制得的碳酸亞鐵在空氣中過(guò)濾時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),表面會(huì)變?yōu)榧t褐色,用化學(xué)方程式說(shuō)明其原因.____________________________________
(4)將葡萄糖酸與碳酸亞鐵混合,須將溶液的pH調(diào)節(jié)至5.8,其原因是 _______.
向上述溶液中加入乙醇即可析出產(chǎn)品,加入乙醇的目的是_______________。
(5)有同學(xué)提出用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制得的碳酸亞鐵純度更高,其可能的原因是________________________________.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25℃時(shí),CH3COOH的電離常數(shù)Ka=1.8×10-5。常溫下,往25ml氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1的CH3COOH溶液,pH變化曲線如下圖所示:
(1)該氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為________mol·L-1。
(2)A點(diǎn)對(duì)應(yīng)酸的體積為12.5ml,則所得混合溶液中由水電離出的c(OH-)=____ mol·L-1。
(3)B點(diǎn)所示溶液中,c(CH3COO-)-c(Na+)=_______________ mol·L-1(填精確值),c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=_______。
(4)C點(diǎn)所示溶液中,c(CH3COOH)_______c(CH3COO-)。(填“>”、“<”或“=”)
(5)向300 mL上述NaOH溶液中通入448 mL CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,充分反應(yīng)后,溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是________.
A.c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(HCO3-)+ c(CO32-)
B.2/3c(Na+)= c(HCO3-)+ c(CO32-)+ c(H2CO3)
C.c(Na+)> c(CO32-)> c(HCO3-)> c(OH-)> c(H+)
D.c(Na+)> c(HCO3-)> c(CO32-)> c(OH-)> c(H+)
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