2.化合物甲由X、Y兩種元素組成,含甲的礦石在自然界儲量較多,稱取一定量的甲,加足量濃鹽酸使其完全溶解,將溶液分為A、B兩等份,向A中加足量NaOH溶液,過濾、洗滌、灼燒得到紅棕色固體28g,經(jīng)分析甲與該紅棕色固體組成元素相同;向B中加8.0g銅粉充分反應后經(jīng)過濾、洗滌、低溫干燥,得固體1.6g.
(1)甲的化學式3FeO•2Fe2O3,寫出足量濃鹽酸溶解甲的離子反應方程式3FeO•2Fe2O3+18H+=3Fe2++4Fe3++9H2O.
(2)設計實驗驗證溶液A中金屬X離子的價態(tài)取少量A溶液,滴加鐵氰化鉀溶液,有藍色沉淀,則含F(xiàn)e2+;另取少量A溶液,滴加KSCN溶液,呈血紅色,則含F(xiàn)e3+
(3)有同學猜測能用含金屬元素X的單質(zhì)和二氧化碳在高溫下反應制取化合物甲,請從氧化還原反應的角度說明該猜測的合理性合理,F(xiàn)e具有還原性,CO2中+4價碳具有氧化性,可能發(fā)生氧化還原反應.
(4)金屬元素X和碳元素形成的化合物X3C,又稱為滲碳體.是具有高化學穩(wěn)定性的新型還原劑,同時還可以作為催化劑應用于石油化工、汽車尾氣處理等領域.工業(yè)上可用粉碎后甲的礦石和預熱后的CH4、H2混合氣體在一定溫度、壓強條件下發(fā)生反應來制備,寫出該反應方程式3Fe7O9+13H2+7CH4=7Fe3C+27H2O.X3C不溶于冷水、熱水、稀酸,可溶于熱的濃硝酸,寫出X3C和熱的濃硝酸反應的化學方程式Fe3C+22HNO3(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe(NO33+CO2+13NO2↑+11H2O.

分析 向A中加足量NaOH溶液,過濾、洗滌、灼燒得到紅棕色固體28g為Fe2O3,則甲中含有Fe元素,甲與該紅棕色固體組成元素相同,則甲還含有O元素,每一份中Fe元素質(zhì)量為28g×$\frac{112}{160}$=19.6g,其物質(zhì)的量為$\frac{19.6g}{56g/mol}$=0.35mol.
向B中加8.0g銅粉充分反應后經(jīng)過濾、洗滌、低溫干燥,得固體1.6g,則2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,參加反應Cu的質(zhì)量為8.0g-1.6g=6.4g,其物質(zhì)的量為0.1mol,由方程式可知Fe3+為0.2mol,故還含有Fe2+為0.35mol-0.2mol=0.15mol,則FeO•、Fe2O3物質(zhì)的量之比為0.15mol:0.1mol=3:2,則甲的化學式為3FeO•2Fe2O3(或者Fe7O9).

解答 解:向A中加足量NaOH溶液,過濾、洗滌、灼燒得到紅棕色固體28g為Fe2O3,則甲中含有Fe元素,甲與該紅棕色固體組成元素相同,則甲還含有O元素,每一份中Fe元素質(zhì)量為28g×$\frac{112}{160}$=19.6g,其物質(zhì)的量為$\frac{19.6g}{56g/mol}$=0.35mol.
向B中加8.0g銅粉充分反應后經(jīng)過濾、洗滌、低溫干燥,得固體1.6g,則2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,參加反應Cu的質(zhì)量為8.0g-1.6g=6.4g,其物質(zhì)的量為0.1mol,由方程式可知Fe3+為0.2mol,故還含有Fe2+為0.35mol-0.2mol=0.15mol,則FeO•、Fe2O3物質(zhì)的量之比為0.15mol:0.1mol=3:2,則甲的化學式為3FeO•2Fe2O3(或者Fe7O9).
(1)甲的化學式:3FeO•2Fe2O3(或者Fe7O9),足量濃鹽酸溶解甲的離子反應方程式:3FeO•2Fe2O3+18H+=3Fe2++4Fe3++9H2O,
故答案為:3FeO•2Fe2O3(或者Fe7O9);3FeO•2Fe2O3+18H+=3Fe2++4Fe3++9H2O;
(2)設計實驗驗證溶液A中金屬X離子的價態(tài):取少量A溶液,滴加鐵氰化鉀溶液,有藍色沉淀,則含F(xiàn)e2+;另取少量A溶液,滴加KSCN溶液,呈血紅色,則含F(xiàn)e3+,
故答案為:取少量A溶液,滴加鐵氰化鉀溶液,有藍色沉淀,則含F(xiàn)e2+;另取少量A溶液,滴加KSCN溶液,呈血紅色,則含F(xiàn)e3+;
(3)Fe具有還原性,CO2中+4價碳具有氧化性,可能發(fā)生氧化還原反應,該猜測合理,
故答案為:合理,F(xiàn)e具有還原性,CO2中+4價碳具有氧化性,可能發(fā)生氧化還原反應;
(4)金屬元素Fe和碳元素形成的化合物Fe3C,又稱為滲碳體.工業(yè)上可用粉碎后甲的礦石和預熱后的CH4、H2混合氣體在一定溫度、壓強條件下發(fā)生反應來制備,該反應方程式為:3Fe7O9+13H2+7CH4=7Fe3C+27H2O,F(xiàn)e3C不溶于冷水、熱水、稀酸,可溶于熱的濃硝酸,F(xiàn)e3C和熱的濃硝酸反應的化學方程式:Fe3C+22HNO3(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe(NO33+CO2+13NO2↑+11H2O,
故答案為:3Fe7O9+13H2+7CH4=7Fe3C+27H2O;Fe3C+22HNO3(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe(NO33+CO2+13NO2↑+11H2O.

點評 本題考查無機物的推斷,屬于計算型推斷,熟練掌握元素化合物性質(zhì),側(cè)重對氧化還原反應的考查,難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

12.用如圖所示裝置進行下列實驗,實驗結(jié)果與預測的現(xiàn)象一致的是( 。
選項①中的物質(zhì)②中的物質(zhì)預測裝置中現(xiàn)象
ANO2蒸餾水試管充滿無色溶液
BSO2紫色石蕊溶液溶液逐漸變?yōu)榧t色
CHCHO新制Cu(OH)2懸濁液產(chǎn)生白色沉淀
DCH3ClAgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

13.采用“空氣吹出法”從濃海水吹出Br2,并用純堿吸收.下列說法不正確的是( 。
A.在濃海水中存在反應  Br2+H2O?HBr+HBrO
B.純堿溶液顯堿性的原因是 CO32-+2H2O?H2CO3+OH-
C.海水中提取溴還可用到的反應 Cl2+2Br-═2Cl-+Br2
D.純堿吸收溴的主要反應是3Br2+3Na2CO3═5NaBr+NaBrO3+3CO2

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

10.高純氧化鐵性能穩(wěn)定,無毒、無臭、無味,是食品、藥品、化妝品常用著色劑.
某實驗小組用工業(yè)FeCl3粗品(含Ca、Mn、Cu等雜質(zhì)離子)為原料,以萃取劑Y(甲基異丁基甲酮)萃取法制取高純氧化鐵.實驗過程中的主要操作步驟如圖1:

已知:試劑X是濃鹽酸,HCl(濃)+FeCl3?HFeCl4
請回答下列問題:
(1)據(jù)上述實驗操作過程判斷,下列實驗裝置中如圖2,沒有用到的是①④(填序號)

(2)用萃取劑Y萃取的步驟中:
①Ca、Mn、Cu等雜質(zhì)離子幾乎都在水相(填“水”或“有機”)相中.
②實驗時分3次萃取并合并萃取液,這樣操作的目的是提高萃取率,提高產(chǎn)量.
③以下關于萃取分液操作的敘述中,不正確的是ABC.
A.溶液中加入Y,轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,如圖3用力振搖
B.振搖幾次后需打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣
C.經(jīng)幾次振搖并放氣后,手持分液漏斗靜置待液體分層
D.分液時,將分液漏斗上的玻璃塞打開或使塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔,打開旋塞,待下層液體完全流盡時,關閉旋塞后再從上口倒出上層液體
(3)下列試劑中,作反萃取劑Z的最佳選擇是A,反萃取能發(fā)生的原因是加高純水時,c(HCl)降低,平衡向轉(zhuǎn)化為FeCl3的方向移動.
A.高純水        B.鹽酸          C.稀硫酸      D.酒精
(4)據(jù)上述實驗操作過程判斷,本實驗若用適量Na2C2O4溶液代替H2C2O4溶液,是否合理并請說明理由不合理,采用蒸發(fā)、灼燒操作后,高純氧化鐵中會有大量NaCl殘留在其中.
(5)測定產(chǎn)品中鐵的含量需經(jīng)酸溶、還原為Fe2+,然后在酸性條件下用標準K2Cr2O7溶液滴定(還原產(chǎn)物是Cr3+).現(xiàn)準確稱取Wg樣品經(jīng)酸溶、還原為Fe2+,用0.1000mol•L-1的標準溶液進行滴定.
①滴定起始和終點的液面位置如圖如圖4,則消耗K2Cr2O7標準溶液體積為20.00mL.
②產(chǎn)品中鐵的含量為$\frac{0.672}{W}$×100%(假設雜質(zhì)不與K2Cr2O7反應).

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

17.下列儀器的使用、實驗藥品選擇或?qū)嶒灛F(xiàn)象描述正確的是( 。
A.物質(zhì)的分離提純方法之一為“篩分”,如:膠體--滲析法提純,濁液--過濾分離,本質(zhì)上就是依據(jù)所分離粒子的直徑大小選擇具有合適孔徑的“篩子”
B.容量瓶、量筒和滴定管上都標有使用溫度,容量瓶無“0”刻度,量筒和滴定管有“0”刻度;使用時滴定管水洗后還需潤洗,但容量瓶水洗后不用潤洗
C.工業(yè)上電解飽和食鹽水時,為了阻止產(chǎn)物相互之間反應,往往用陰離子交換膜把陽極和陰極隔開
D.室溫下,濃度均為0.1 mol•L-1Na2S2O3和H2SO4溶液,各取5 mL、10 mL的Na2S2O3溶液分別與10 mL的H2SO4溶液混合反應,可驗證Na2S2O3濃度對反應速率的影響

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7.下列實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論均正確的是( 。
選項實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論
A將濃氨水加到盛有AgCl固體的試管中AgCl固體完全溶解所得溶液中c(Ag+)•c(Cl-
≤Ksp(AgCl)
B向FeI2溶液中通入少量的氯氣,再向反應后的溶液中滴加KSCN溶液溶液變?yōu)榧t色Cl2能將Fe2+氧化成Fe3+
C向固體純堿中滴加足量濃鹽酸,將產(chǎn)生的氣體通入苯酚鈉溶液溶液變渾濁酸性:鹽酸>碳酸>苯酚
D向兩份蛋白質(zhì)溶液中分別滴加飽和NaCl溶液和CuSO4溶液均有固體析出蛋白質(zhì)均發(fā)生變性
A.AB.BC.CD.D

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14.化學與材料、能源、環(huán)境等密切聯(lián)系.下列說法不正確的是(  )
A.研發(fā)光電轉(zhuǎn)換材料,充分利用太陽能
B.包裝材料聚氯乙烯屬于烴,會造成環(huán)境污染
C.用石灰對煤燃燒形成的煙氣脫硫,并回收石膏
D.研發(fā)高效生物生長調(diào)節(jié)劑,減少對化肥的使用

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.某有機化合物A的相對分子質(zhì)量大于150且小于200.經(jīng)分析得知,化合物中碳、氫、氧的質(zhì)量比為7.5:1.125:3.A具有酸性,是蜂王漿中的有效成分,物質(zhì)的量為0.0002mol的A需用20.0 mL 0.0100mol/L氫氧化鈉水溶液來滴定達到滴定終點(1)有機化合物A的相對分子質(zhì)量(分子量)是186,該化合物的化學式(分子式)C10H18O3,分子中含有碳碳雙鍵和羧基.
(2)在一定條件下,烯烴可發(fā)生臭氧化還原水解反應,生成羰基化合物,該反應可表示為:     
(R  R′R″為烴基或氫)
已知有機化合物A能使溴的四氯化碳溶液褪色,A發(fā)生臭氧化還原水解反應生成B和C,B能發(fā)生銀鏡反應,且能與金屬鈉或氫氧化鈉溶液反應.
 以上反應和B的進一步反應如圖所示.

1molD與適量的碳酸氫鈉溶液反應可放出二氧化碳44.8L(標準狀況).若將D與F在濃硫酸作用下加熱,可以生成一個化學式(分子式)為C4H4O4的六元環(huán)G,該反應的化學方程式是HOOCCOOH+HOCH2CH2OH$→_{△}^{濃硫酸}$+2H2O,反應類型是酯化反應.D與碳酸氫鈉反應的化學方程式是HOOCCOOH+2NaHCO3=NaOOCCOONa+2CO2↑+2H2O.
(3)經(jīng)測定,有機化合物C沒有支鏈,分子中沒有-CH3.寫出有機化合物A的結(jié)構(gòu)簡式HOOCCH=CH(CH26CH2OH.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

1.納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關注,下表為制取Cu2O的四種方法:
方法a用炭粉在高溫條件下還原CuO
方法b用葡萄糖還原新制的Cu(OH)2制備Cu2O
方法c電解法,反應為2Cu+H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cu2O+H2
方法d用肼(N2H4)還原新制的Cu(OH)2
(1)已知:①2Cu(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)═Cu2O(s);△H=-169kJ•mol-1
②C(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO(g);△H=-110.5kJ•mol-1
③Cu(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CuO(s);△H=-157kJ•mol-1
則方法a發(fā)生的熱化學方程式是:2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJ/mol.
(2)方法c采用離子交換膜控制電解液中OH-的濃度而制備納米Cu2O,裝置如圖所示:
該離子交換膜為陰離子交換膜(填“陰”或“陽”),該電池的陽極反應式為2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,鈦極附近的pH值增大(填“增大”“減小”或“不變”).
(3)方法d為加熱條件下用液態(tài)肼(N2H4)還原新制Cu(OH)2來制備納米級Cu2O,同時放出N2.該制法的化學方程式為4Cu(OH)2+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+N2↑+6H2O.
(4)在相同的密閉容器中,用以上方法制得的三種Cu2O分別進行催化分解水的實驗:2H2O(g)$?_{Cu_{2}O}^{光照}$2H2(g)+O2(g)△H>0.水蒸氣的濃度隨時間t變化如下表所示:
序號
0
  1020304050
T10.0500.04920.04860.04820.04800.0480
T10.0500.04880.04840.04800.04800.0480
T20.100.0940.0900.0900.0900.090
①對比實驗的溫度:T2>T1(填“>”“<”或“﹦”);
②實驗①前20min的平均反應速率 v(O2)=3.5×10-5mol/(L•min).

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