【題目】某化學課外活動小組利用廢鐵屑(含少量硫等元素)為原料制備硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O],并設計了如圖所示的裝置(夾持儀器略去)。
稱取一定量的表面除去油污的廢鐵屑于錐形瓶中,加入適量的稀硫酸,在通風櫥中置于50~60℃熱水浴中加熱充分反應。待錐形瓶中溶液冷卻至室溫后加入氨水,使其反應完全,制得淺綠色懸濁液。
(1)相比通常鐵與稀硫酸生成氫氣的條件,在實驗中選擇50~60℃熱水浴的原因是___;錐形瓶中溶液冷卻至室溫后再加入氨水的原因__。
(2)C瓶中KMnO4溶液的作用是__。
(3)若要確保獲得淺綠色懸濁液,下列符合實驗要求的是__(填字母)。
a.保持鐵屑過量
b.控制溶液呈強堿性
c.將稀硫酸改為濃硫酸
(4)莫爾鹽是一種重要化學藥品,較綠礬穩(wěn)定,不易被空氣氧化,是化學分析中常用的基準物之一。其組成可用(NH4)2SO4FeSO46H2O或(NH4)2Fe(SO4)26H2O表示。一定條件下,(NH4)2Fe(SO4)2發(fā)生分解:4(NH4)2Fe(SO4)2=2Fe2O3+5SO2↑+3SO3↑+N2↑+6NH3↑+7H2O下列敘述正確的是__。
a反應生成amolN2時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6amol
b該反應的還原產(chǎn)物是硫的兩種氧化物
c有amol電子轉(zhuǎn)移時,生成SO2的物質(zhì)的量為0.1amol
d將氣體產(chǎn)物用足量BaCl2溶液吸收,只得到一種沉淀物
(5)實驗探究:影響溶液中Fe2+穩(wěn)定性的因素。
配制0.8mol/L的FeSO4溶液(pH=4.5)和0.8mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0),各取2ml上述溶液于兩支試管中,剛開始兩種溶液都呈淺綠色,分別同時滴加2滴0.01mol/L的KSCN溶液,過了一會兒觀察可見(NH4)2Fe(SO4)2溶液仍然為淺綠色透明澄清溶液,FeSO4溶液則出現(xiàn)淡黃色渾濁。
(資料)
沉淀 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
開始沉淀pH | 7.6 | 2.7 |
完全沉淀pH | 9.6 | 3.7 |
①請用離子方程式解釋FeSO4溶液產(chǎn)生淡黃色渾濁的原因___。
②討論影響Fe2+穩(wěn)定性的因素,小組同學提出以下3種假設:
假設1:其它條件相同時,NH4+的存在使(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+穩(wěn)定性較好。
假設2:其它條件相同時,在一定pH范圍內(nèi),溶液pH越小Fe2+穩(wěn)定性越好。
假設3:___。
(6)稱取ag所制得的硫酸亞鐵銨晶體,用加熱煮沸的蒸餾水溶解,配成250mL溶液,取出25mL放入錐形瓶中,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液VmL,則硫酸亞鐵銨晶體的純度為___(用含c、V、a的代數(shù)式表示)。
【答案】受熱均勻,加快反應速率 溫度過高,氨水揮發(fā)過多,原料利用率低 吸收硫化氫、氨氣等雜質(zhì)氣體 a d 4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+ 當其它條件相同時,硫酸根離子濃度越大,Fe2+的穩(wěn)定性較好。(或當其它條件相同時,硫酸根離子濃度大小影響Fe2+的穩(wěn)定性。)
【解析】
廢鐵屑(含少量硫化物),加入過量硫酸溶液,水浴加熱,可加快反應速率和受熱均勻,硫化物可生成硫化氫氣體,可用KMnO4溶液吸收,反應后的溶液加入鐵粉,防止硫酸亞鐵被氧化,冷卻后加入氨水,制得淺綠色懸濁液,即生成硫酸亞鐵銨,用KMnO4溶液來測定硫酸亞鐵銨的純度,發(fā)生5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,以此解答該題。
(1)在實驗中選擇50~60℃熱水浴,升高溫度,受熱均勻,加快反應速率,提高利用率; 錐形瓶中溶液冷卻至室溫后再加入氨水,是因為氨水中的氨極易揮發(fā),溫度過高,氨水揮發(fā)過多,原料利用率低,不利于反應的進行;答案為加快反應速率,受熱均勻;溫度過高,氨水揮發(fā)過多,原料利用率低。
(2)由于鐵屑中含有S,因此會產(chǎn)生SO2,同時氨水易揮發(fā),因此高錳酸鉀溶液吸收這些氣體,防止污染空氣;答案為吸收氨氣、二氧化硫等雜質(zhì)氣體,防止污染空氣。
(3)若要確保獲得淺綠色懸濁液,由于Fe2+易被氧化,所以為防止其被氧化,鐵屑應過量,故a正確;若控制溶液呈強堿性,則生成了Fe(OH)2沉淀,故b錯誤;將稀硫酸改為濃硫酸,由于濃H2SO4的強氧化性,會將Fe2+氧化成Fe3+,故c錯誤;答案為a。
(4)由4(NH4)2Fe(SO4)2=2Fe2O3+5SO2↑+3SO3↑+N2↑+6NH3↑+7H2O可知,Fe元素由+2價變?yōu)?/span>+3價,失電子,N元素由-3價變?yōu)?/span>0價,失電子,S元素由+6價孌為+4價,得電子,則由方程式可知,
a.生成1molN2同時會生成5molSO2,轉(zhuǎn)移電子10mol,那么反應生成amolN2時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量10amol,為故a錯誤;
b.得到電子被還原,生成還原產(chǎn)物,則還原產(chǎn)物只有SO2,SO3中S價態(tài)不變,不是還原產(chǎn)物,故b錯誤;
c.由方程式可知,生成5molSO2,電子轉(zhuǎn)移10mol,則有amol電子轉(zhuǎn)移時,生成SO2的物質(zhì)的量是0.5amol,故c錯誤;
d.當用足量BaCl 2 吸收氣體產(chǎn)物時,只能生成BaSO 4 沉淀,而不會生成BaSO 3 沉淀,故d正確;答案為d。
(5)①FeSO4溶液產(chǎn)生淡黃色渾濁是因為生成了Fe(OH)3沉淀,離子方程式為:4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+;答案為4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+。
②根據(jù)兩種溶液離子濃度的差異判斷,NH4+、SO42-以及H+都可影響Fe2+穩(wěn)定性,由題給信息可知,假設1和假設2都說了NH4+和H+的影響,則可知假設3是講硫酸根的影響,當其它條件相同時,硫酸根離子濃度大小影響Fe2+的穩(wěn)定性(或當其它條件相同時,硫酸根離子濃度越大,Fe2+的穩(wěn)定性較好),答案為當其它條件相同時,硫酸根離子濃度大小影響Fe2+的穩(wěn)定性(或當其它條件相同時,硫酸根離子濃度越大,Fe2+的穩(wěn)定性較好)。
(6)由反應5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,可知5Fe2+~MnO4-,反應消耗KMnO4的物質(zhì)的量為n(MnO4-)=cmol·L-1×V×10-3L=cV×10-3mol,250mL中亞鐵離子的物質(zhì)的量為n(Fe2+)=5×cV×10-3mol×=5cV×10-2mol,則(NH4)2Fe(SO4)2質(zhì)量為5cV×10-2mol×392g/mol=19.6 cVg,則硫酸亞鐵銨晶體的純度為×100%;答案為×100%。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】微型化學實驗能有效減少污染,節(jié)約藥品。下圖中,某學生在襯有一張白紙的玻璃片上放置表面皿,在表面皿上的不同位置分別滴加濃度為0.1 mol/L的KBr、KI(含淀粉溶液)、NaOH(含酚酞)、FeCl2(含KSCN)溶液各1滴,在表面皿中心處放置2小粒KMnO4晶體,并滴加一滴濃鹽酸,立即將表面皿蓋好。可見KMnO4晶體很快溶解,并產(chǎn)生氣體。
(1) 完成本實驗中制取Cl2的化學方程式:
__KMnO4+____HCl(濃)—___KCl +_____ MnCl2 + ____ Cl2↑+__ ______ .
如該反應中消耗還原劑的物質(zhì)的量為8mol,則電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為________ .
⑵b處的實驗現(xiàn)象為___________;c處的實驗現(xiàn)象為____________
⑶d處反應的離子方程式為_______、_______
⑷通過該實驗能比較Cl2、FeCl3、KMnO4三種物質(zhì)氧化性的強弱,其氧化性由強到弱的順序是__。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】五氧化二釩廣泛用于冶金、化工等行業(yè),用作合金添加劑、生產(chǎn)硫酸或石油精煉用的催化劑等。為回收利用含釩催化劑,研制了一種利用廢催化劑(含有V2O5、VOSO4、不溶性硅酸鹽)回收V2O5的新工藝流程如圖:
已知:(1)部分含釩物質(zhì)常溫下在水中的溶解性如表所示:
物質(zhì) | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 難溶 | 難溶 | 易溶 |
(2)VO2++OH-VO3-+H2O
回答下列問題:
(1)用水浸泡廢催化劑,為了提高單位時間內(nèi)廢釩的浸出率,在不加試劑情況下,可以采取的措施為__(寫一條)。
(2)濾液1和濾液2中釩的存在形式相同,其存在形式為__(填離子符號)。
(3)每生成1mol(VO2)2SO4時轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為___。
(4)在濾渣1中加入Na2SO3和過量H2SO4溶液發(fā)生反應的離子方程式為___。
(5)結(jié)合化學用語,用平衡移動原理解釋加入氨水的一種作用為__。
(6)新工藝流程的最后,釩以NH4VO3的形式沉淀出來;如圖中橫坐標表示反應II的溫度,縱坐標表示沉釩率,沉釩率是指NH4VO3沉淀中V元素的質(zhì)量和廢催化劑中V元素的質(zhì)量之比,也即是釩的回收率。請解釋圖中溫度超過80℃以后,沉釩率下降的可能原因是___。
(7)該工藝流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)為__。
(8)若實驗室用的原料中V2O5占6%(原料中的所有釩已換算成V2O5)。取100克該廢釩催化劑按工業(yè)生產(chǎn)的步驟進行實驗。當加入100mL0.1mol/L的KClO3溶液時,溶液中的釩恰好被完全處理,假設與KClO3反應后的操作步驟中釩沒有損失,則該實驗中釩的回收率是__(保留3位有效數(shù)字)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】I. CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此,控制和治理CO2是解決溫室效應的有效途徑。
已知反應Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)為K1;
反應Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常數(shù)為K2。
在不同溫度時K1、K2的值如下表:
溫度 | K1 | K2 |
973K | 1.47 | 2.38 |
1173K | 2.15 | 1.67 |
(1)推導反應CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)K與K1、K2的關(guān)系式:_________,判斷該反應是_____________反應(填“吸熱”或“放熱”)。
II. T1溫度下,體積為2L的恒容密閉容器,加入4.00molX,2.00molY,發(fā)生化學反應 2X(g)+Y(g) 3M(g)+N(s) △H<0。
部分實驗數(shù)據(jù)如下:
t/s | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
n(X)/mol | 4.00 | 2.80 | 2.00 | 2.00 |
(2)當反應達到平衡后,其他條件不變,分離出部分M,則新平衡時,正反應速率相對于原平衡____________(填“增大”、“減小”、或“不變”)。
(3)該反應達到平衡時某物理量隨溫度變化如下圖所示。縱坐標可以表示的物理量有哪些____。
a.Y的逆反應速率
b.M的體積分數(shù)
c.混合氣體的密度
d.X的轉(zhuǎn)化率
(4)反應達到平衡后,若再加入3.00molM,3.00molN,下列說法正確的是_____________。
A.重新達平衡后,用X表示的υ(正)比原平衡大
B.重新達平衡后,M的體積分數(shù)小于50%
C.重新達平衡后,M的物質(zhì)的量濃度是原平衡的1.5倍
D.重新達平衡后,Y的平均反應速率與原平衡相等
(5)若容器為絕熱恒容容器,起始時加入4.00molX,2.00molY,則達平衡后M的物質(zhì)的量濃度____________1.5mol/L(填“大于”、“小于”或“等于”)。
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【題目】在化學科學研究中,物質(zhì)發(fā)生化學反應的反應熱可通過實驗測定,也可通過化學計算的方式間接地獲得。
(1)實驗方法測反應反應熱
①中和熱測定
實驗中所需要使用的玻璃儀器除燒杯、量筒外還需要___________、___________。
為了減少實驗誤差:實驗過程中將NaOH溶液________(選填“一次”或“分多次”)倒入盛有鹽酸的小燒杯中;溶液混合后,準確讀取混合溶液的________,記為終止溫度。
②實驗測定在一定溫度下,0.2 molCH4(g)與足量H2O(g)完全反應生成CO2(g)和H2(g)吸收33 kJ的熱量。該反應的熱化學方程式_________________________________。
(2)通過化學計算間接獲得
①已知拆開1mol的H—H鍵、I—I、H—I鍵分別需要吸收的能量為436kJ、153kJ、299kJ。
則反應H2(g)+I2(g)=2HI(g)的反應熱△H=________kJ·mol-1
②工業(yè)生產(chǎn)甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol-1。
已知:2H2(g)+ O2(g) = 2H2O (l) △H=-571.6 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g) = H2O(g) △H=-241.8 kJ·mol-1
根據(jù)上述反應確定:H2燃燒熱為__________kJ·mol-1;
CH3OH(g)+O2(g) = CO(g)+2H2O(g) △H=_______kJ·mol-1
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】以CH4和H2O為原料,通過下列反應來制備甲醇。
I:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) △H=+206.0kJ·mol-1
II:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H=-129.0kJ·mol-1
(1)一定溫度下,在容積2L且固定的兩個密閉容器中,按如下方式加入反應物發(fā)生反應I,一段時間后達到平衡。
容 器 | 甲 | 乙 |
反應物投入量 | 1molCH4、1molH2O | a molCH4、a molH2O、b molCO、c molH2 |
經(jīng)測定甲容器經(jīng)過5min達到平衡,平衡后甲中氣體的壓強為開始的1.2倍,若要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數(shù)相等,且起始時維持化學反應向逆反應方向進行,則b的取值范圍為__________。
(2)將1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容積為10L的反應室,在一定條件下發(fā)生反應I,測得在一定的壓強下CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖。
①假設100 ℃時達到平衡所需的時間為5min,則用H2表示該反應的反應速率為______。
②100℃時反應I的平衡常數(shù)為____________。
(3)若在恒溫恒壓容器內(nèi)進行反應II,下列能說明該反應達到平衡狀態(tài)的有________(填序號)。
A.有2個H—H鍵生成的同時有 3個C—H鍵斷裂
B.CO百分含量保持不變
C.容器中混合氣體的壓強保持不變
D.容器中混合氣體的密度保持不變
(4)在壓強為0.1MPa、溫度為300℃條件下,將amol CO與3amol H2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應II生成甲醇,平衡后將容器的容積壓縮到原來的l/2,其他條件不變,對平衡體系產(chǎn)生的影響是__________(填序號)。
A.c(H2) 減少 B.正反應速率加快,逆反應速率減慢
C.n(CH3OH) 增加 D.減小 E.平衡常數(shù)K增大
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)實驗操作、現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是
選項 | 實驗操作 | 現(xiàn)象 | 解釋或結(jié)論 |
A | 過量的Fe粉中加入HNO3,充分反應后,滴入KSCN溶液 | 溶液呈紅色 | 稀將Fe氧化為 |
B | CO2通入BaCl2溶液中 | 有白色沉淀出現(xiàn) | 生成了BaCO3沉淀 |
C | Al箔插入稀中 | 無現(xiàn)象 | Al箔表面被氧化,形成致密的氧化膜 |
D | 用玻璃棒蘸取濃硝酸點到藍色石蕊試紙上 | 試紙先變紅色后褪色 | 濃硝酸有酸性和氧化性 |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下面是某化學研究小組探究外界條件對化學反應速率和化學平衡影響的圖像,其中圖像和實驗結(jié)論表達均正確的是( )
A. ①是其他條件一定時,反應速率隨溫度變化的圖像,正反應ΔH<0
B. ②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學反應速率隨時間變化的圖像
C. ③是在有無催化劑存在下建立的平衡過程圖像,a是使用催化劑時的曲線
D. ④是一定條件下,向含有一定量A的容器中逐漸加入B時的圖像,壓強p1>p2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】分析下列氧化還原反應,指出氧化劑和還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。
(1)CuO+COCu+CO2
氧化劑:__,還原劑:__,氧化產(chǎn)物:__,還原產(chǎn)物:__。
(2)2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
氧化劑:__,還原劑:__,氧化產(chǎn)物:__,還原產(chǎn)物:__。
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