为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和 A中加热装置已略)。
实验过程:
①检查装置气密性后,在各仪器中添加相应试剂。
②打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
③打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,加热A。
④当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2。
⑤打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
⑥打开弹簧夹K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K3。
⑦更换试管D,重复过程⑤,检验B溶液中的离子。
试回答下列问题:
(1)检验装置A气密性的具体操作是_______________________ 。
(2)C中发生反应的化学方程式为______________________________ 。
(3)B中的棉花通常会浸润____ 试剂;实验②中通入N2的作用是__________ 。
(4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是________ (填“甲”、“乙”或“丙”)。
(5)进行实验过程⑥时,B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色,停止通气,放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料:Fe2+(aq)+SO(aq)FeSO3(s)(墨绿色)
提出假设:FeCl3与 SO2的反应经历了中间产物FeSO3,溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色。某同学设计如下实验,证实该假设成立:
① 溶液E和F分别为__________ 、__________ 。
② 请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因____________ 。
实验过程:
①检查装置气密性后,在各仪器中添加相应试剂。
②打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
③打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,加热A。
④当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2。
⑤打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
⑥打开弹簧夹K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K3。
⑦更换试管D,重复过程⑤,检验B溶液中的离子。
试回答下列问题:
(1)检验装置A气密性的具体操作是
(2)C中发生反应的化学方程式为
(3)B中的棉花通常会浸润
(4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是
过程⑤ B溶液中含有的离子 | 过程⑦ B溶液中含有的离子 | |
甲 | 有Fe3+无Fe2+ | 有SO |
乙 | 既有Fe3+又有Fe2+ | 有SO |
丙 | 有Fe3+无Fe2+ | 有Fe2+ |
查阅资料:Fe2+(aq)+SO(aq)FeSO3(s)(墨绿色)
提出假设:FeCl3与 SO2的反应经历了中间产物FeSO3,溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色。某同学设计如下实验,证实该假设成立:
① 溶液E和F分别为
② 请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因
更新时间:2016-12-09 07:01:18
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【推荐1】氧化还原反应在工农业生产、日常生活中具有广泛的用途。
(1)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于区域3的是____ (填字母序号)。
(2)二氧化氯是一种高效消毒剂,工业制备ClO2的反应为2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。
①氧化性:NaClO3____ Cl2(填“>”或“<”)。
②在此反应中,氧化剂是____ ,氧化产物是____ ;氧化剂和还原剂的物质的量之比是____ ;每生成135gClO2转移电子的数目为____ 。
③ClO2在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐(ClO),需将其转化为Cl-除去。下列试剂中可将ClO转化为Cl-的是____ (填字母序号)。
a.O3 b.FeSO4 c.KI d.KMnO4
(3)Cl2是常见的氧化剂,实验室有多种方法可制得Cl2,其反应原理如下:
A.KClO3+6HCl(浓)=KCl+H2O+3Cl2↑
B.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
C._____KMnO4+_____HCl(浓)=_____MnCl2+_____Cl2↑+_____KCl+_____
①请将反应C补充完整并配平____ 。
②请用双线桥法标出反应A中电子转移的方向和数目____ 。
③制备标况下相同体积的Cl2,消耗KClO3、MnO2、KMnO4三种物质的物质的量之比为____ 。
(1)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于区域3的是
A.CuO+H2Cu+H2O |
B.2KClO32KCl+3O2↑ |
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 |
D.Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O |
①氧化性:NaClO3
②在此反应中,氧化剂是
③ClO2在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐(ClO),需将其转化为Cl-除去。下列试剂中可将ClO转化为Cl-的是
a.O3 b.FeSO4 c.KI d.KMnO4
(3)Cl2是常见的氧化剂,实验室有多种方法可制得Cl2,其反应原理如下:
A.KClO3+6HCl(浓)=KCl+H2O+3Cl2↑
B.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
C._____KMnO4+_____HCl(浓)=_____MnCl2+_____Cl2↑+_____KCl+_____
①请将反应C补充完整并配平
②请用双线桥法标出反应A中电子转移的方向和数目
③制备标况下相同体积的Cl2,消耗KClO3、MnO2、KMnO4三种物质的物质的量之比为
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解答题-实验探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
资料:i.在一定条件下被或氧化成(棕黑色)、(绿色)、(紫色)。
ii.浓碱条件下,可被还原为。
iii.的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
(1)通入前,II、III中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为_______ 。
(2)对比实验I、II通入后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是_______ 。
(3)根据资料ⅱ,III中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入发生反应,导致溶液的碱性减弱。但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①取III中放置后的1mL悬浊液,加入4mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为_______ ,溶液绿色缓慢加深,原因是被_______ (填“化学式”)氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量;
②取II中放置后的1mL悬浊液,加入4mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是_______ 。
③从反应速率的角度,分析实验III未得到绿色溶液的可能原因_______ 。
资料:i.在一定条件下被或氧化成(棕黑色)、(绿色)、(紫色)。
ii.浓碱条件下,可被还原为。
iii.的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
序号 | 物质a | C中实验现象 | |
通入前 | 通入后 | ||
I | 水 | 得到无色溶液 | 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化 |
II | 5%NaOH溶液 | 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 | 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀 |
III | 40%NaOH溶液 | 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 | 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀 |
(2)对比实验I、II通入后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是
(3)根据资料ⅱ,III中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入发生反应,导致溶液的碱性减弱。但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①取III中放置后的1mL悬浊液,加入4mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为
②取II中放置后的1mL悬浊液,加入4mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是
③从反应速率的角度,分析实验III未得到绿色溶液的可能原因
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解答题-实验探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】Ⅰ.卤化物和卤酸盐在工业生产中有着重要的作用。某小组为探究其中一些盐的性
质,查阅资料并进行实验。查阅资料如下:
① BrO3- + 6I- + 6H+ = 3I2 + Br-+ 3H2O ② 2BrO3- + I2 = 2IO3- + Br2
③ IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O ④ 2IO3- + 10Br-+ 12H+ = I2 + 5Br2 + 6H2O
实验如下:
请回答:
(1)根据资料中的反应①~④并结合所学知识,判断IO3-、BrO3-、I2、Br2的氧化性由强到弱的顺序是 ;KBrO3溶液与KBr溶液在酸性条件下反应的离子方程式是 。
(2)若用y表示锥形瓶中含碘物质的物质的量 ,用x表示所滴入KBrO3的物质的量,在下图中画出上述整个实验过程中y随x的变化曲线(要求:在图中标出终点坐标)。
Ⅱ.过碳酸钠中含有少量过氧化钠,甲、乙两位同学各称取一定质量的该样品,并用如下图所示仪器测定样品的纯度。仪器的连接顺序:
甲同学:⑤—⑧—③—⑦—④; 乙同学:⑤—③—②。
已知:过碳酸钠(Na2CO4)、过氧化钠分别跟足量稀硫酸反应的化学方程式如下:
2Na2CO4+2H2SO4=2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O;
2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+O2↑+2H2O。
(1)甲同学想通过实验测得的数据是____________,他选用的装置________(填序号)是没有必要的。
(2)乙同学想通过实验测得的数据是________________。有人认为按他测得的数据计算出的实验结果可能偏高,原因是________________; 为了测得准确的实验数据,请你将乙同学的实验设计进行改进,写出你所选用仪器的连接顺序(每种仪器最多使用一次,也可以不用):________________(填序号)。
质,查阅资料并进行实验。查阅资料如下:
① BrO3- + 6I- + 6H+ = 3I2 + Br-+ 3H2O ② 2BrO3- + I2 = 2IO3- + Br2
③ IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O ④ 2IO3- + 10Br-+ 12H+ = I2 + 5Br2 + 6H2O
实验如下:
步骤 | 现象 |
ⅰ.向盛有30 mL 0.2 mol·L-1 KI溶液的锥形瓶中依次滴入几滴淀粉溶液和足量稀硫酸,再用滴定管逐滴加入KBrO3溶液 | 随着KBrO3溶液滴入,溶液由无色变为蓝色并逐渐加深,最终保持不变 |
ⅱ.继续向上述溶液中滴入KBrO3溶液 | 溶液的蓝色逐渐褪去 |
请回答:
(1)根据资料中的反应①~④并结合所学知识,判断IO3-、BrO3-、I2、Br2的氧化性由强到弱的顺序是 ;KBrO3溶液与KBr溶液在酸性条件下反应的离子方程式是 。
(2)若用y表示锥形瓶中含碘物质的物质的量 ,用x表示所滴入KBrO3的物质的量,在下图中画出上述整个实验过程中y随x的变化曲线(要求:在图中标出终点坐标)。
Ⅱ.过碳酸钠中含有少量过氧化钠,甲、乙两位同学各称取一定质量的该样品,并用如下图所示仪器测定样品的纯度。仪器的连接顺序:
甲同学:⑤—⑧—③—⑦—④; 乙同学:⑤—③—②。
已知:过碳酸钠(Na2CO4)、过氧化钠分别跟足量稀硫酸反应的化学方程式如下:
2Na2CO4+2H2SO4=2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O;
2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+O2↑+2H2O。
(1)甲同学想通过实验测得的数据是____________,他选用的装置________(填序号)是没有必要的。
(2)乙同学想通过实验测得的数据是________________。有人认为按他测得的数据计算出的实验结果可能偏高,原因是________________; 为了测得准确的实验数据,请你将乙同学的实验设计进行改进,写出你所选用仪器的连接顺序(每种仪器最多使用一次,也可以不用):________________(填序号)。
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解答题-原理综合题
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(0.4)
名校
【推荐1】含SO2、NOx的烟气必须经过处理才可排放。回答下列问题:
(1)若烟气主要成分为SO2、NO,可通过电解法除去,其原理如图所示。阳极的电极反应式为_______ 。标准状况下,22.4LNO完全反应转移电子数约为_______ 。
(2)若烟气主要成分为SO2,可以用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成(NH4)2SO4,已知H2SO3的Ka1=1.3×10-2、Ka2=6.2×10-8,NH3·H2O的Kb=1.75×10-5。则常温下,NH4HSO3溶液的pH_______ 7(填“<”“>”或“=”)。
(3)若烟气主要成分为NO,O3能有效地氧化NO。
①O3分子的空间结构与水分子的相似,O3是_______ (填“极性”“非极性”)分子。
②已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H1=-114kJ/mol-1
2O3(g)=3O2(g) △H2=-284.2kJ/mol-1(活化能Ea=119.2kJ/mol-1)
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H3=-119.1kJ/mol-1(活化能Ea=3.2kJ/mol-1)
NO可经O3处理后再用碱液吸收而实现脱除。为分析氧化时温度对NO脱除率的影响,将NO与O3混合反应一段时间,再用碱液吸收氧化后的气体。其他条件相同时,NO脱除率随NO与O3混合反应时温度变化情况为:温度在50~150℃时,随着温度升高,NO脱除率无明显变化;温度超过150℃时,随着温度升高,NO脱除率下降,其可能原因是_______ 。
(4)若烟气主要成分为NO2,用O3氧化NO2时,使用催化剂可提高氧化效率。研究发现NO2在某催化剂表面被O3氧化时反应机理如图所示,反应过程中,氮氧化物[M]与NO2按物质的量1:1反应生成N2O5,[M]的化学式为_______ 。该催化氧化过程总反应的化学方程式为_______ 。
(1)若烟气主要成分为SO2、NO,可通过电解法除去,其原理如图所示。阳极的电极反应式为
(2)若烟气主要成分为SO2,可以用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成(NH4)2SO4,已知H2SO3的Ka1=1.3×10-2、Ka2=6.2×10-8,NH3·H2O的Kb=1.75×10-5。则常温下,NH4HSO3溶液的pH
(3)若烟气主要成分为NO,O3能有效地氧化NO。
①O3分子的空间结构与水分子的相似,O3是
②已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H1=-114kJ/mol-1
2O3(g)=3O2(g) △H2=-284.2kJ/mol-1(活化能Ea=119.2kJ/mol-1)
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H3=-119.1kJ/mol-1(活化能Ea=3.2kJ/mol-1)
NO可经O3处理后再用碱液吸收而实现脱除。为分析氧化时温度对NO脱除率的影响,将NO与O3混合反应一段时间,再用碱液吸收氧化后的气体。其他条件相同时,NO脱除率随NO与O3混合反应时温度变化情况为:温度在50~150℃时,随着温度升高,NO脱除率无明显变化;温度超过150℃时,随着温度升高,NO脱除率下降,其可能原因是
(4)若烟气主要成分为NO2,用O3氧化NO2时,使用催化剂可提高氧化效率。研究发现NO2在某催化剂表面被O3氧化时反应机理如图所示,反应过程中,氮氧化物[M]与NO2按物质的量1:1反应生成N2O5,[M]的化学式为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】甲醇是重要的化工原料,多种含碳化合物均可通过一定条件转化成甲醇。
(1)下表所列数据是反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下的化学平衡常数(K)。
此反应自发进行的条件是______ 。(填“高温”、“低温”或“任意温度”)
(2)科研人员结合实验和计算机模拟结果,研究了甲醇在钯(Pd)催化剂表面的解离反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H,部分反应历程如图所示。其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注,TS表示过渡态。下列说法不正确的是______ 。
(3)利用CO、CO2和H2在催化剂作用下可以合成甲醇,涉及的反应如下:
反应i:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
反应ii:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.6kJ•mol-1
反应iii:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-49.9kJ•mol-1
一定压强下,向某密闭容器中按一定比例通入CO、CO2和H2,发生反应i、ii、iii。反应达到平衡时,测得含碳气体各组分占所有含碳气体的物质的量分数随温度变化曲线如图所示。
①△H1=______ kJ•mol-1。
②c代表______ 的物质的量分数随温度的变化(填“CO”,“CO2”或“CH3OH”)。
③根据反应i和反应ii,结合平衡移动原理,解释体系中物质a的物质的量分数受温度影响不大的原因是______ 。
(4)在一定温度下,体积不变的密闭容器中,假设只发生反应ii和反应iii,且反应iii的活化能比反应ii的活化能小,请在图中画出c(CH3OH)随时间(t)的变化曲线______ 。
(1)下表所列数据是反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度/℃ | 250 | 300 | 350 |
平衡常数(K) | 2.04 | 0.27 | 0.012 |
(2)科研人员结合实验和计算机模拟结果,研究了甲醇在钯(Pd)催化剂表面的解离反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H,部分反应历程如图所示。其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注,TS表示过渡态。下列说法不正确的是
A.CH3OH*CO*+4H* △H<0 |
B.上述历程中正反应的最大能垒(活化能)Ea=100kJ•mol-1 |
C.上述历程中碳原子价态未发生变化 |
D.过渡态的相对能量就是该过程断键所需的能量 |
反应i:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
反应ii:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.6kJ•mol-1
反应iii:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-49.9kJ•mol-1
一定压强下,向某密闭容器中按一定比例通入CO、CO2和H2,发生反应i、ii、iii。反应达到平衡时,测得含碳气体各组分占所有含碳气体的物质的量分数随温度变化曲线如图所示。
①△H1=
②c代表
③根据反应i和反应ii,结合平衡移动原理,解释体系中物质a的物质的量分数受温度影响不大的原因是
(4)在一定温度下,体积不变的密闭容器中,假设只发生反应ii和反应iii,且反应iii的活化能比反应ii的活化能小,请在图中画出c(CH3OH)随时间(t)的变化曲线
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解答题-原理综合题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】研究化学反应机理,就是研究化学反应的本质,是目前化学研究的重要方向。
把转化为HCOOH是降碳并生产化工原料的常用方法,有关反应如下:
①
②
③
(1)反应:中___________
(2)温度为T1℃时,将等物质的量的和充入体积为1L的密闭容器中发生反应:K=2。实验测得:,,k正、k逆为速率常数。T1℃时,k逆=___________ (以k正表示)。
(3)当温度改变为T2℃时,k正=2.1k逆,则T2℃___________ T1℃(填“”或“”或“”),理由是___________ 。
(4)硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
①
②
③
下列判断正确的是___________(填标号,下同)
(5)钌(Ru)的配合物[](L是一个基团)可催化甲醇脱氢,反应过程如图所示。下列叙述错误的是___________。
把转化为HCOOH是降碳并生产化工原料的常用方法,有关反应如下:
①
②
③
(1)反应:中
(2)温度为T1℃时,将等物质的量的和充入体积为1L的密闭容器中发生反应:K=2。实验测得:,,k正、k逆为速率常数。T1℃时,k逆=
(3)当温度改变为T2℃时,k正=2.1k逆,则T2℃
(4)硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
①
②
③
下列判断正确的是___________(填标号,下同)
A.反应③易在常温下进行 | B.反应①中氧化性比HI强 |
C.循环过程中需补充 | D.循环过程中产生的同时产生 |
A.2和4及均是反应的中间产物 |
B.甲醇脱氢反应为 |
C.反应过程中有极性键与非极性键的断裂与形成 |
D.增加的量可以增加化学反应速率并提高产物产率 |
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【推荐1】高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂,具有强氧化性。制备高铁酸钾方法很多。
(1)干法制备高铁酸钾。将Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物。此制备反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____________________ 。
(2)湿法制备高铁酸钾。工业上常采用NaClO氧化法生产,原理如下:
a.3NaClO+2Fe(NO3)3+ 10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
b.Na2FeO4+2KOH =K2FeO4+2NaOH
主要的生产流程如图:
①流程图中“转化”是在某低温下进行的,说明此温度下的溶解度S(K2FeO4)_____ S(Na2FeO4)(填“>”“<”或“=”)。
②湿法制备中,反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。如图,图甲为不同的温度下,不同质量浓度的Fe(NO3)3对K2FeO4生成率的影响;图乙为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。工业生产中最佳温度为_________ ℃,此时Fe(NO3)3与NaClO 两种溶液最佳质量浓度之比为______________ 。
③若NaClO加入过量,氧化过程中会生成Fe(OH)3,写出该反应的离子方程式:_____________________ 。若Fe( NO3)3加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式为__________________________________ 。
(3)K2FeO4在水溶液中易水解:4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。
①在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用__________ 溶液(填序号)。
A.H2O B.CH3COOK、异丙醇 C.NH4Cl、异丙醇 D.Fe(NO3)3、异丙醇
②K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有_______________________ 。
(4)室温下,向含有Fe3+的CuSO4溶液中加入Cu(OH)2可使Fe3+转化为Fe(O H)3沉淀,从而除去Fe3+。该反应的平衡常数为_____________________ 。(已知常温下的溶度积常数:Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20, Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38)。
(1)干法制备高铁酸钾。将Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物。此制备反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
(2)湿法制备高铁酸钾。工业上常采用NaClO氧化法生产,原理如下:
a.3NaClO+2Fe(NO3)3+ 10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
b.Na2FeO4+2KOH =K2FeO4+2NaOH
主要的生产流程如图:
①流程图中“转化”是在某低温下进行的,说明此温度下的溶解度S(K2FeO4)
②湿法制备中,反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。如图,图甲为不同的温度下,不同质量浓度的Fe(NO3)3对K2FeO4生成率的影响;图乙为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。工业生产中最佳温度为
③若NaClO加入过量,氧化过程中会生成Fe(OH)3,写出该反应的离子方程式:
(3)K2FeO4在水溶液中易水解:4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。
①在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用
A.H2O B.CH3COOK、异丙醇 C.NH4Cl、异丙醇 D.Fe(NO3)3、异丙醇
②K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有
(4)室温下,向含有Fe3+的CuSO4溶液中加入Cu(OH)2可使Fe3+转化为Fe(O H)3沉淀,从而除去Fe3+。该反应的平衡常数为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】根据所学原理,完成下列各题
(1)从化学键的角度分析,化学反应的过程就是旧键断裂和新键的形成过程。已知反应:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H=﹣93kJ/mol。试根据表中所列键能数据,计算a 的数值为____ kJ/mol。
(2)25 ℃时,将a mol/L氨水与0.01 mol/L盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显________ (填“酸”“碱”或“中”)性。用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=________ 。
(3)向含有BaSO4的饱和溶液中
①加入Na2SO4溶液,则c(Ba2+)__________ (填“变大”、“变小”或“不变”,下同)。
②若改加更多的固体BaSO4,则c(Ba2+)将__________ 。
(4)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
①图中用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为___________ 。
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL (标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________ mol。
(1)从化学键的角度分析,化学反应的过程就是旧键断裂和新键的形成过程。已知反应:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H=﹣93kJ/mol。试根据表中所列键能数据,计算a 的数值为
化学键 | H﹣H | N﹣H | N≡N |
键能/(kJ/mol) | 436 | a | 945 |
(3)向含有BaSO4的饱和溶液中
①加入Na2SO4溶液,则c(Ba2+)
②若改加更多的固体BaSO4,则c(Ba2+)将
(4)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
①图中用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL (标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐3】工业上以两种电镀污泥[均含有Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的氢氧化物,前者还含有Cr(Ⅲ)的氢氧化物]为主要原料综合回收铜、镍的工艺流程如图:
已知:
①、、、的依次为、、、。
②Cr及其化合物的性质与铝类似。
③“萃取Ⅱ”时,发生的反应为,。
回答下列问题:
(1)“浸出Ⅰ”时,为提高浸出速率,可以采取的措施有______ (写出两条)。
(2)“电解Ⅰ”时,铜的电解电压较低,且电解速率很快,铁和铬存在形式随电解电压的变化如下表。为得到纯的,电解电压的范围应选择______ V。
(3)“除杂”时,若镍离子浓度为0.05 mol·L,则应调整溶液中浓度的范围为______ mol⋅L(溶液中离子浓度mol⋅L时,认为该离子沉淀完全;)。
(4)“转溶”时,氢氧化钠加入量不宜过多,其原因为__________________ (用离子方程式表示)。
(5)“浸出Ⅱ”时,采取了多次浸取的方式,其目的为__________________ 。该回收铜、镍的工艺流程中除了有机相之外,可以循环利用的物质还有____________ (填化学式)。
(6)“电解Ⅱ”时,若维持电流强度为0.5 A,电流效率为90%,电解8 min,理论上可获得铜______ g(保留2位小数)。(已知:电流效率是指电解时电极上实际沉积与理论沉积物质的量之比,C·mol)
已知:
①、、、的依次为、、、。
②Cr及其化合物的性质与铝类似。
③“萃取Ⅱ”时,发生的反应为,。
回答下列问题:
(1)“浸出Ⅰ”时,为提高浸出速率,可以采取的措施有
(2)“电解Ⅰ”时,铜的电解电压较低,且电解速率很快,铁和铬存在形式随电解电压的变化如下表。为得到纯的,电解电压的范围应选择
电解电压/V | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 |
有 | 有 | 有 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 有 | 有 |
(3)“除杂”时,若镍离子浓度为0.05 mol·L,则应调整溶液中浓度的范围为
(4)“转溶”时,氢氧化钠加入量不宜过多,其原因为
(5)“浸出Ⅱ”时,采取了多次浸取的方式,其目的为
(6)“电解Ⅱ”时,若维持电流强度为0.5 A,电流效率为90%,电解8 min,理论上可获得铜
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】甲苯()是一种重要的化工原料,能用于生产苯甲醛()、苯甲酸()等产品。下表列出了有关物质的部分物理性质,请回答:
注:甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。
实验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。实验时先在三颈瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂,再加入15mL冰醋酸(作为溶剂)和2mL甲苯,搅拌升温至70℃,同时缓慢加入12mL过氧化氢,在此温度下搅拌反应3小时。
(1)装置a的名称是__________________ ,主要作用是____________________ 。
(2)三颈瓶中发生反应的化学方程式为_______________________________________ ,此反应的原子利用率理论上可达___________ 。(原子利用率=(期望产物的总质量/全部反应物的总质量)×100%)
(3)经测定,反应温度升高时,甲苯的转化率逐渐增大,但温度过高时,苯甲醛的产量却有所减少,可能的原因是________________________________________________ 。
(4)反应完毕后,反应混合液经过自然冷却至室温时,还应经过________ 、________ (填操作名称)等操作,才能得到苯甲醛粗产品。
(5)实验中加入过量过氧化氢且反应时间较长,会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸。若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸,正确的操作步骤是_______ (按步骤顺序填字母)。
a.对混合液进行分液 b.过滤、洗涤、干燥
c.水层中加入盐酸调节pH=2 d.加入适量碳酸氢钠溶液混合振荡
名称 | 性状 | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 相对密度 (ρ水=1g/cm3) | 溶解性 | |
水 | 乙醇 | |||||
甲苯 | 无色液体易燃易挥发 | -95 | 110.6 | 0.8660 | 不溶 | 互溶 |
苯甲醛 | 无色液体 | -26 | 179 | 1.0440 | 微溶 | 互溶 |
苯甲酸 | 白色片状或针状晶体 | 122.1 | 249 | 1.2659 | 微溶 | 易溶 |
实验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。实验时先在三颈瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂,再加入15mL冰醋酸(作为溶剂)和2mL甲苯,搅拌升温至70℃,同时缓慢加入12mL过氧化氢,在此温度下搅拌反应3小时。
(1)装置a的名称是
(2)三颈瓶中发生反应的化学方程式为
(3)经测定,反应温度升高时,甲苯的转化率逐渐增大,但温度过高时,苯甲醛的产量却有所减少,可能的原因是
(4)反应完毕后,反应混合液经过自然冷却至室温时,还应经过
(5)实验中加入过量过氧化氢且反应时间较长,会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸。若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸,正确的操作步骤是
a.对混合液进行分液 b.过滤、洗涤、干燥
c.水层中加入盐酸调节pH=2 d.加入适量碳酸氢钠溶液混合振荡
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
【推荐2】硫代硫酸钠晶体()易溶于水,在中性、碱性溶液中很稳定。主要用作还原剂、定影剂等。实验室制备硫代硫酸钠晶体的装置如下图所示。回答下列问题:
(1)已知和按物质的量之比混合,则锥形瓶中制备的化学方程式为_______ ;装置的作用是_______ 。
(2)一段时间后,锥形瓶内有大量浅黄色浑浊的中间产物生成,需用电磁搅拌器快速搅拌,其目的是____ 。
(3)反应结束时,必须控制溶液的不能小于7,理由是_______ (用离子方程式表示)。
(4)样品纯度测定
①称取0.50g硫代硫酸钠晶体样品加水溶解,加几滴淀粉溶液,然后用的碘标准溶液滴定,终点现象为_______ 。测得消耗标准碘溶液的平均值为,则该晶体样品的纯度为_______ %。[已知:]
②盛装标准碘液的滴定管应该选用_______ (填“酸式”“碱式”)滴定管,若未用碘标准液润洗滴定管,则测定样品中硫代硫酸钠晶体含量_______ (“偏高”“偏低”“无影响”)。
(1)已知和按物质的量之比混合,则锥形瓶中制备的化学方程式为
(2)一段时间后,锥形瓶内有大量浅黄色浑浊的中间产物生成,需用电磁搅拌器快速搅拌,其目的是
(3)反应结束时,必须控制溶液的不能小于7,理由是
(4)样品纯度测定
①称取0.50g硫代硫酸钠晶体样品加水溶解,加几滴淀粉溶液,然后用的碘标准溶液滴定,终点现象为
②盛装标准碘液的滴定管应该选用
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
【推荐3】单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息:①四氯化硅遇水极易水解;②SiCl4沸点为57.7℃,熔点为-70.0℃。请回答:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式___________________________________________ 。
(2)装置C中的试剂是______________ ;装置F的作用是_____________________________ ;
装置E中的h瓶需要冷却的理由是_____________________________________________ 。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中含有铁元素,为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。
①反应的离子方程式:______________ 。
②滴定前是否要滴加指示剂?_____ (填“是”或“否”),请说明理由___________________ 。
③滴定前检验Fe3+是否被完全还原的实验操作是__________________________________ 。
相关信息:①四氯化硅遇水极易水解;②SiCl4沸点为57.7℃,熔点为-70.0℃。请回答:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式
(2)装置C中的试剂是
装置E中的h瓶需要冷却的理由是
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中含有铁元素,为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。
①反应的离子方程式:
②滴定前是否要滴加指示剂?
③滴定前检验Fe3+是否被完全还原的实验操作是
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