K2FeO4是一种集氧化、吸附、絮凝、消毒、杀菌、除臭等功能于一体的绿色高效水处理剂,已成为多个领域不可短缺的物质之一,工业制备工艺如图所示,回答下列问题:
(1)在湿法制备Na2FeO4工艺中,请写出氯碱工业过程中用惰性电极电解饱和NaCl溶液的离子方程式:___ ;NaClO与FeCl3在碱性条件下制备Na2FeO4的反应中被氧化的原子与被还原的原子个数比为____ ;可循环使用的物质为___ (任写一种)。
(2)电解法制备Na2FeO4工艺中,阳极材料为铁平板,在使用前要经过粗砂和细砂打磨抛光,其目的为____ ;钛合金材料作阴极,电解质溶液为NaOH溶液,请写出阳极电极反应式:____ 。
(3)干法制备Na2FeO4工艺是最早发现的制备工艺,请写出NaClO固体、Fe(NO3)3·9H2O晶体、NaOH固体在高温熔融的条件下制备Na2FeO4的化学方程式:_____ 。
(4)请写出由Na2FeO4制备K2FeO4的化学方程式:____ ;请说明该反应能发生的原因:____ 。
(5)粗K2FeO4提纯时用-5℃饱和KOH的原因____ ;K2FeO4是绿色水处理剂,能对水起到杀菌、消毒,又能起到净水的作用,其原因为_____ 。
(1)在湿法制备Na2FeO4工艺中,请写出氯碱工业过程中用惰性电极电解饱和NaCl溶液的离子方程式:
(2)电解法制备Na2FeO4工艺中,阳极材料为铁平板,在使用前要经过粗砂和细砂打磨抛光,其目的为
(3)干法制备Na2FeO4工艺是最早发现的制备工艺,请写出NaClO固体、Fe(NO3)3·9H2O晶体、NaOH固体在高温熔融的条件下制备Na2FeO4的化学方程式:
(4)请写出由Na2FeO4制备K2FeO4的化学方程式:
(5)粗K2FeO4提纯时用-5℃饱和KOH的原因
更新时间:2019/09/26 08:33:52
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐1】FeCl3是高效廉价絮凝剂。某实验小组开展与FeCl3相关的系列实验。回答下列问题:
(1)FeCl3溶于水能产生胶体从而具有净水作用,产生胶体的离子方程式为_____ 。该胶体的胶粒结构如图所示,该胶体可以除去废水中的含砷微粒是_____ (填或)。
(2)向溶液中滴加几滴溶液,溶液变红;再加入过量Cu粉,红色褪去,不久有白色沉淀产生。已知:CuCl和CuSCN均为难溶于水的白色固体。
①为了探究白色沉淀的成分进行如下实验。
由实验可知,白色沉淀的成分是_____ 。
②针对的产生原因有以下猜想:
猜想1:与过量的Cu粉反应生成;
猜想2:与SCN‑反应生成。
设计实验证明猜想2正确_____ 。
(3)将足量SO2通入FeCl3溶液中,溶液迅速变为血红色,停止通入气体,将血红色溶液密闭放置5小时后,溶液变为浅绿色。
查阅资料可知,溶液中主要有两种变化,反应ⅰ:能形成一种血红色配合物(X可能为或);反应ⅱ:与SO2发生氧化还原反应。
①综上所述,化学反应速率:vⅰ_____ vⅱ(填“<”或“>”,下同),化学平衡常数:Kⅰ_____ Kⅱ。
②为探究血红色物质产生的主要原因,进行如下实验:
向的FeCl3溶液中,加入浓度相同的Na2SO3溶液V1mL、NaHSO3溶液V2mL混合均匀,改变V1、V2的值并维持V1+V2=25进行实验,测得混合溶液的吸光度与V2的关系如图(已知吸光度越大,溶液颜色越深)。维持V1+V2=25的目的是_____ ;FeCl3溶液与SO2反应生成血红色物质的离子方程式为_____ 。
(1)FeCl3溶于水能产生胶体从而具有净水作用,产生胶体的离子方程式为
(2)向溶液中滴加几滴溶液,溶液变红;再加入过量Cu粉,红色褪去,不久有白色沉淀产生。已知:CuCl和CuSCN均为难溶于水的白色固体。
①为了探究白色沉淀的成分进行如下实验。
由实验可知,白色沉淀的成分是
②针对的产生原因有以下猜想:
猜想1:与过量的Cu粉反应生成;
猜想2:与SCN‑反应生成。
设计实验证明猜想2正确
(3)将足量SO2通入FeCl3溶液中,溶液迅速变为血红色,停止通入气体,将血红色溶液密闭放置5小时后,溶液变为浅绿色。
查阅资料可知,溶液中主要有两种变化,反应ⅰ:能形成一种血红色配合物(X可能为或);反应ⅱ:与SO2发生氧化还原反应。
①综上所述,化学反应速率:vⅰ
②为探究血红色物质产生的主要原因,进行如下实验:
向的FeCl3溶液中,加入浓度相同的Na2SO3溶液V1mL、NaHSO3溶液V2mL混合均匀,改变V1、V2的值并维持V1+V2=25进行实验,测得混合溶液的吸光度与V2的关系如图(已知吸光度越大,溶液颜色越深)。维持V1+V2=25的目的是
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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【推荐2】纳米银粒是一种杀菌剂,对沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用,而且不会产生耐药性。可通过肼(N2H4)还原银氨溶液制备纳米颗粒。具体步骤如下:
Ⅰ.在洁净的试管中加入2%AgNO3溶液10mL,逐滴加入2%稀氨水,边滴边振荡至沉淀恰好完全溶解。
Ⅱ.取10mLN2H4溶液于大烧杯中并加入5g分散剂混合均匀,加热至55~60℃。
Ⅲ.将Ⅰ中所得溶液滴加到Ⅱ中所得的分散系中,反应15min。
Ⅳ.冷却、分离、洗涤、干燥得纳米银粉。
已知:AgOH是白色难溶于水的物质,常温下极不稳定,分解生成棕色微溶于水的Ag2O。
回答下列问题:
(1)N2H4是一种常用还原剂,写出N2H4的电子式:___________ 。
(2)步骤Ⅲ发生反应的离子方程式为___________ ;验证纳米银颗粒生成的方法是___________ 。
(3)下列有关说法错误的是___________(填字母)。
(4)步骤I使用的AgNO3溶液需用HNO3酸化,其主要目的是___________ 。
(5)若用AgNO3溶液与维生素C以及明胶在一定条件下也可制得纳米银颗粒。
①该体系中维生素C的作用为___________ 。
②已知明胶可与溶液中Ag+形成如下配合物,[Ag(明胶)]+得电子后,明胶继续吸附在银核表面。
明胶在该体系中充当___________ 。
Ⅰ.在洁净的试管中加入2%AgNO3溶液10mL,逐滴加入2%稀氨水,边滴边振荡至沉淀恰好完全溶解。
Ⅱ.取10mLN2H4溶液于大烧杯中并加入5g分散剂混合均匀,加热至55~60℃。
Ⅲ.将Ⅰ中所得溶液滴加到Ⅱ中所得的分散系中,反应15min。
Ⅳ.冷却、分离、洗涤、干燥得纳米银粉。
已知:AgOH是白色难溶于水的物质,常温下极不稳定,分解生成棕色微溶于水的Ag2O。
回答下列问题:
(1)N2H4是一种常用还原剂,写出N2H4的电子式:
(2)步骤Ⅲ发生反应的离子方程式为
(3)下列有关说法错误的是___________(填字母)。
A.步骤Ⅰ,银氨溶液也可用AgCl与氨水反应制得 |
B.步骤Ⅱ,可采用水浴加热 |
C.步骤Ⅲ,为了加快反应速度,可以一次性加入银氨溶液 |
D.步骤Ⅳ,洗涤时可先水洗,再用乙醇洗涤 |
(4)步骤I使用的AgNO3溶液需用HNO3酸化,其主要目的是
(5)若用AgNO3溶液与维生素C以及明胶在一定条件下也可制得纳米银颗粒。
①该体系中维生素C的作用为
②已知明胶可与溶液中Ag+形成如下配合物,[Ag(明胶)]+得电子后,明胶继续吸附在银核表面。
明胶在该体系中充当
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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【推荐3】现有甲、乙、丙三名同学分别进行Fe(OH)3胶体的制备实验。
甲同学:向1 mol·L-1的FeCl3溶液中加少量NaOH溶液。
乙同学:直接加热饱和FeCl3溶液。
丙同学:向25 mL沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。
试回答下列问题:
(1)其中操作正确的同学是_____________ 。
(2)证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是_________ 。利用的胶体性质是__________ 。
(3)在胶体中加入电解质溶液或带有相反电荷的胶体粒子能使胶体粒子沉淀出来。丁同学利用所制得的Fe(OH)3胶体进行实验:①将其装入U形管内,用石墨作电极,通电一段时间后发现阴极区附近的颜色逐渐变深,这表明Fe(OH)3胶体粒子带______ (填“正”或“负”)电荷。②向其中加入饱和Na2SO4溶液,产生的现象是_____________ 。
甲同学:向1 mol·L-1的FeCl3溶液中加少量NaOH溶液。
乙同学:直接加热饱和FeCl3溶液。
丙同学:向25 mL沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。
试回答下列问题:
(1)其中操作正确的同学是
(2)证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是
(3)在胶体中加入电解质溶液或带有相反电荷的胶体粒子能使胶体粒子沉淀出来。丁同学利用所制得的Fe(OH)3胶体进行实验:①将其装入U形管内,用石墨作电极,通电一段时间后发现阴极区附近的颜色逐渐变深,这表明Fe(OH)3胶体粒子带
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】煤的洁净技术(包括固硫技术和脱硫技术两类)可有效降低燃煤废气中SO2的含量,已成为我国解决环境问题的主导技术之一。
I.固硫技术:通过加入固硫剂,将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。石灰石是常用的固硫剂,固硫过程中涉及的部分反应如下:
①CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) △H1=+178.30kJ/mol
②CaO(s)+SO2(g)+0.5O2(g)CaSO4(s) △H2=-501.92kJ/mol
③CO(g)+0.5O2(g)CO2(g) △H3
④CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H4=+218.92kJ/mol
(1)温度升高,反应①的化学平衡常数____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)△H3=____ kJ/mol。
(3)在煤燃烧过程中常鼓入稍过量的空气以提高固硫率(燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比),结合反应②、③、④分析其原因:____ 。
II.电化学脱硫技术是一种温和的净化技术,其基本原理为利用阳极反应产生的羟基自由基(·OH,氧元素为-1价)将燃煤中的含硫物质氧化除去。
(4)将煤打成煤浆加入电解槽的目的是____ 。
(5)补全用羟基自由基除去煤中二硫化亚铁(FeS2)的反应的离子方程式:____ 。
FeS2+·OH=Fe3++SO+H2O+_____。
(6)对某含FeS2的煤样品进行电解脱硫,测得一定时间内随溶液起始pH的改变脱硫率(溶于水中的硫元素质量占煤样中硫元素总质量的百分比)的变化如图所示。
pH大于1.5后脱硫率下降的可能原因有:随着pH的升高,反应物的氧化性或还原性降低;____ 。
I.固硫技术:通过加入固硫剂,将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。石灰石是常用的固硫剂,固硫过程中涉及的部分反应如下:
①CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) △H1=+178.30kJ/mol
②CaO(s)+SO2(g)+0.5O2(g)CaSO4(s) △H2=-501.92kJ/mol
③CO(g)+0.5O2(g)CO2(g) △H3
④CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H4=+218.92kJ/mol
(1)温度升高,反应①的化学平衡常数
(2)△H3=
(3)在煤燃烧过程中常鼓入稍过量的空气以提高固硫率(燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比),结合反应②、③、④分析其原因:
II.电化学脱硫技术是一种温和的净化技术,其基本原理为利用阳极反应产生的羟基自由基(·OH,氧元素为-1价)将燃煤中的含硫物质氧化除去。
(4)将煤打成煤浆加入电解槽的目的是
(5)补全用羟基自由基除去煤中二硫化亚铁(FeS2)的反应的离子方程式:
FeS2+·OH=Fe3++SO+H2O+_____。
(6)对某含FeS2的煤样品进行电解脱硫,测得一定时间内随溶液起始pH的改变脱硫率(溶于水中的硫元素质量占煤样中硫元素总质量的百分比)的变化如图所示。
pH大于1.5后脱硫率下降的可能原因有:随着pH的升高,反应物的氧化性或还原性降低;
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】实验室以废旧锂电池正极材料(含LiCoO2及少量Al、Fe等)为原料制备Co3O4。试回答下列有关问题:
(1)LiCoO2中Co元素的化合价为_____ ,LiCoO2不溶于水,“酸浸”时LiCoO2与H2O2反应生成Co2+并放出O2,该反应的离子方程式为_____ 。
(2)用有机磷进行萃取操作时使用的主要玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外,还有_____ 。使用该仪器之前首先进行的操作为_____ 。
(3)已知滤渣的成分为Fe(OH)3和Al(OH)3,简述从滤渣中分离出Fe(OH)3的实验操作_____ 。
(4)CoCO3与纯碱反应可以制备电极材料钴酸锂(LiCoO2)。一种可充电电池装置如图所示,充放电过程中,存在LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,放电过程中Li+的移动方向_____ (填“A→B”或“B→A”),写出该电池放电时A极反应______ ,当电路中转移0.2NA电子时,A极质量减少_____ g。
(1)LiCoO2中Co元素的化合价为
(2)用有机磷进行萃取操作时使用的主要玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外,还有
(3)已知滤渣的成分为Fe(OH)3和Al(OH)3,简述从滤渣中分离出Fe(OH)3的实验操作
(4)CoCO3与纯碱反应可以制备电极材料钴酸锂(LiCoO2)。一种可充电电池装置如图所示,充放电过程中,存在LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,放电过程中Li+的移动方向
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】苯甲酸可用于医药、染料载体、增塑剂、果汁饮料的保香剂和食品防腐剂等的生产。某化学兴趣小组欲在实验室制备苯甲酸、回收二氧化锰并测定其纯度,进行如下实验:
苯甲酸实验室制备原理为:实验装置如图所示。已知:甲苯的密度是0. 872g·L-1;苯甲酸微溶于冷水,溶于热水。
实验步骤:
I.在50mL三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、20mL水和5.0g高锰酸钾,油浴加热至反应结束。
II.将反应液趁热减压过滤,得到滤渣1,滤液呈紫色,加入少量亚硫酸钠使紫色褪去,进行二次减压过滤,得到滤渣2;将滤液放入冰水浴中,然后加酸酸化,有晶体析出,减压过滤,洗涤、干燥,得到苯甲酸晶体。
III.回收二氧化锰:将滤渣2和滤纸一并转移到坩埚中,加热灼烧,所得固体与干燥后的滤渣1合并,称重得2.5 g固体。
IV.二氧化锰纯度的测定:称取0.5g回收的二氧化锰,放于烧杯中,再加入25 mL 0. 3 mol·L-1草酸钠溶液及50 mL12 mol·L-1硫酸,加热至二氧化碳不再产生,稀释至250 mL,加热至近沸。趁热以浓度为0.05mol·L-1的高锰酸钾标准液滴定过量的草酸钠,消耗高锰酸钾的体积为16.0mL。
已知:MnO2 + +4H+=Mn2+ +2CO2↑+2H2O
2+5+16H+=2Mn2+ + 10CO2↑+8H2O
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_______ , 该装置的作用是_______ 。
(2)步骤I中,判断反应结束的现象是_______ 。
(3)步骤II中加酸酸化,加的酸可以是_______ (填序号)。
①稀硫酸 ②盐酸
滤液放入冰水浴的原因是_______ 。
(4)滤渣2的主要成分为MnO(OH)2,请写出生成MnO(OH)2的离子方程式:_______ 。
(5)用高锰酸钾标准液滴定时,滴定终点的现象是_______ ,二氧化锰的纯度为_______ %。
苯甲酸实验室制备原理为:实验装置如图所示。已知:甲苯的密度是0. 872g·L-1;苯甲酸微溶于冷水,溶于热水。
实验步骤:
I.在50mL三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、20mL水和5.0g高锰酸钾,油浴加热至反应结束。
II.将反应液趁热减压过滤,得到滤渣1,滤液呈紫色,加入少量亚硫酸钠使紫色褪去,进行二次减压过滤,得到滤渣2;将滤液放入冰水浴中,然后加酸酸化,有晶体析出,减压过滤,洗涤、干燥,得到苯甲酸晶体。
III.回收二氧化锰:将滤渣2和滤纸一并转移到坩埚中,加热灼烧,所得固体与干燥后的滤渣1合并,称重得2.5 g固体。
IV.二氧化锰纯度的测定:称取0.5g回收的二氧化锰,放于烧杯中,再加入25 mL 0. 3 mol·L-1草酸钠溶液及50 mL12 mol·L-1硫酸,加热至二氧化碳不再产生,稀释至250 mL,加热至近沸。趁热以浓度为0.05mol·L-1的高锰酸钾标准液滴定过量的草酸钠,消耗高锰酸钾的体积为16.0mL。
已知:MnO2 + +4H+=Mn2+ +2CO2↑+2H2O
2+5+16H+=2Mn2+ + 10CO2↑+8H2O
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为
(2)步骤I中,判断反应结束的现象是
(3)步骤II中加酸酸化,加的酸可以是
①稀硫酸 ②盐酸
滤液放入冰水浴的原因是
(4)滤渣2的主要成分为MnO(OH)2,请写出生成MnO(OH)2的离子方程式:
(5)用高锰酸钾标准液滴定时,滴定终点的现象是
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(0.4)
解题方法
【推荐1】高铁酸盐(如K2FeO4)是一种高效绿色氧化剂,可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看,制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。
(1)电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极,NaOH溶液作为电解质溶液,其电流效率可达到40%,写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式:____________ 。
(2)铁丝网电极是更理想的阳极材料,相同条件下,可将电流效率提高至70%以上,原因是__________ ,研究亦发现,铁电极在某一电压范围内会产生氧气使阳极表面生成Fe2O3膜而“钝化”,写出产生O2的电极反应方程式:__________ 。
(3)FeO易与水4h生成絮状氢氧化铁,也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极,在中间环节(对应图中4h后)过滤掉氢氧化铁,反应过程中FeO浓度以及电流效率随时间的变化如图中实线所示(图中曲线是每隔1h测得的数据),图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况,下列判断正确的是___ (填编号)
①过滤掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
②过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
③实验表明不过滤掉氢氧化铁,6h后电流效率几乎为0
(4)在相同的pH条件下,经过相同的反应时间,高铁酸盐的产率与温度关系如图,
随温度升高,高铁酸盐产率先增大后减小的原因是__________ 。
(5)人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究,例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐,该研究方向的价值有__________ (至少答一点)。
(1)电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极,NaOH溶液作为电解质溶液,其电流效率可达到40%,写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式:
(2)铁丝网电极是更理想的阳极材料,相同条件下,可将电流效率提高至70%以上,原因是
(3)FeO易与水4h生成絮状氢氧化铁,也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极,在中间环节(对应图中4h后)过滤掉氢氧化铁,反应过程中FeO浓度以及电流效率随时间的变化如图中实线所示(图中曲线是每隔1h测得的数据),图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况,下列判断正确的是
①过滤掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
②过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
③实验表明不过滤掉氢氧化铁,6h后电流效率几乎为0
(4)在相同的pH条件下,经过相同的反应时间,高铁酸盐的产率与温度关系如图,
随温度升高,高铁酸盐产率先增大后减小的原因是
(5)人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究,例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐,该研究方向的价值有
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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】高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效、多功能的新型非氯绿色消毒剂,主要用于饮水处理,化工生产中作磺酸、亚硝酸盐、亚铁氰化物和其他无机物的氧化剂。某实验小组利用如图装置和药品制备高铁酸钾并探究其性质。
已知:K2FeO4为紫色固体,具有强氧化性,易溶于水、微溶于浓碱溶液、不溶于乙醇,在的强碱性溶液中较稳定。
(1)制备 K2FeO4 (部分夹持装置略)
①仪器a的名称是___________ 。
②装置A为实验室制取氯气的装置,装置A中发生反应的离子方程式为___________ 。
③在搅拌下,将通入含的悬浊液(含)中即可制取K2FeO4,写出该反应的化学方程式:___________ 。
④在下列试剂中,试剂b的最佳选择是___________ (填标号)。
A.氢氧化钠溶液 B.澄清石灰水 C.浓硫酸 D.浓氨水
(2)制备的高铁酸钾粗产品中含有氢氧化钾、氯化钾、氢氧化铁等杂质,请完成提纯高铁酸钾的实验设计(实验药品:蒸馏水、乙醇、饱和溶液、饱和溶液、冷的稀溶液)。
提纯高铁酸钾的实验步骤:①取一定量的高铁酸钾粗产品,溶于___________ 中;
②过滤除去___________ (填化学式),取滤液将其置于冰水浴中,向滤液中加入饱和溶液;
③搅拌、静置、过滤,用___________ 洗涤2~3次;④在真空干燥箱中干燥。
(3) K2FeO4性质探究
①取少量提纯后的晶体于烧杯中,加入足量溶液,使固体完全溶解。往溶解后的溶液中加入稀盐酸,有黄绿色气体单质生成,该反应中被氧化的是___________ (填化学式)。
②根据的制备实验得出氧化性:___________ (填“>”或“<”),而步骤①中实验表明,和的氧化性强弱关系与之相反,原因是___________ 。
③时,,若要使溶液中的完全沉淀[视为沉淀完全],理论上要加入的___________ (忽略溶液体积变化)。
已知:K2FeO4为紫色固体,具有强氧化性,易溶于水、微溶于浓碱溶液、不溶于乙醇,在的强碱性溶液中较稳定。
(1)制备 K2FeO4 (部分夹持装置略)
①仪器a的名称是
②装置A为实验室制取氯气的装置,装置A中发生反应的离子方程式为
③在搅拌下,将通入含的悬浊液(含)中即可制取K2FeO4,写出该反应的化学方程式:
④在下列试剂中,试剂b的最佳选择是
A.氢氧化钠溶液 B.澄清石灰水 C.浓硫酸 D.浓氨水
(2)制备的高铁酸钾粗产品中含有氢氧化钾、氯化钾、氢氧化铁等杂质,请完成提纯高铁酸钾的实验设计(实验药品:蒸馏水、乙醇、饱和溶液、饱和溶液、冷的稀溶液)。
提纯高铁酸钾的实验步骤:①取一定量的高铁酸钾粗产品,溶于
②过滤除去
③搅拌、静置、过滤,用
(3) K2FeO4性质探究
①取少量提纯后的晶体于烧杯中,加入足量溶液,使固体完全溶解。往溶解后的溶液中加入稀盐酸,有黄绿色气体单质生成,该反应中被氧化的是
②根据的制备实验得出氧化性:
③时,,若要使溶液中的完全沉淀[视为沉淀完全],理论上要加入的
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解答题-实验探究题
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(0.4)
【推荐3】高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。
I.高铁酸钾( K2Fe04)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置:
(1)该电池放电时正极的电极反应式为__________________ ;若维持电流强度为1A,电池工作十分钟,理论消耗Zn_______ g(已知F="96500" C/mol)。
(2)盐桥中盛有饱和KC1溶液,此盐桥中氯离子向_______ 移动(填“左”或“右”);若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向______________ 移动(填“左”或“右”)。
(3)图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有__________
Ⅱ.工业上湿法制备K2Fe04的工艺流程如图3。
(4)完成“氧化”过程中反应的化学方程式____________________ :
其中氧化剂是_______ (填化学式)。
(5)加入饱和KOH溶液的目的是_____________________
(6)已知25℃时Ksp[Fe(OH)3]=4.0×,此温度下若在实验室中配制5mol/L l00mL FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入_______ mL 2 mol/L的盐酸(忽略加入盐酸体积)。
I.高铁酸钾( K2Fe04)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置:
(1)该电池放电时正极的电极反应式为
(2)盐桥中盛有饱和KC1溶液,此盐桥中氯离子向
(3)图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有
Ⅱ.工业上湿法制备K2Fe04的工艺流程如图3。
(4)完成“氧化”过程中反应的化学方程式
其中氧化剂是
(5)加入饱和KOH溶液的目的是
(6)已知25℃时Ksp[Fe(OH)3]=4.0×,此温度下若在实验室中配制5mol/L l00mL FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐1】氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:
(1)热分解制氢时常向反应器中通入一定比例空气,使部分燃烧,其目的是___________ 。燃烧生成的与进一步反应,生成物在常温下均非气体,其中一种物质的摩尔质量为,写出该反应的化学方程式:___________ 。
(2)的热分解也可得到,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是___________ 。
(3)电解尿素的碱性溶液制氢的装置示意图见图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为___________ 。
(4)镁铝合金()是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为。得到的混合物在一定条件下释放出氢气。
①熔炼制备镁铝合金()时通入氩气的目的是___________ 。
②在溶液中,混合物Y能完全释放出。完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应,释放出的物质的量为___________ 。
③在和溶液中,混合物Y均只能部分放出氢气,反应后残留固体物质X-态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角射线衍射谱图如图所示(X-射线衍射可用于判断某晶不同)。在上述溶液中,混合物Y中产生氢气的主要物质是_________ 。(填化学式)。
已知:
(1)热分解制氢时常向反应器中通入一定比例空气,使部分燃烧,其目的是
(2)的热分解也可得到,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是
(3)电解尿素的碱性溶液制氢的装置示意图见图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为
(4)镁铝合金()是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为。得到的混合物在一定条件下释放出氢气。
①熔炼制备镁铝合金()时通入氩气的目的是
②在溶液中,混合物Y能完全释放出。完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应,释放出的物质的量为
③在和溶液中,混合物Y均只能部分放出氢气,反应后残留固体物质X-态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角射线衍射谱图如图所示(X-射线衍射可用于判断某晶不同)。在上述溶液中,混合物Y中产生氢气的主要物质是
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐2】SO2、NOx是空气的主要污染物,有效去除大气中的SO2、NOx可以保护大气环境。含氮废水氨氮(以NH3、NH存在)和硝态氮(以NO、NO存在)会引起水体富营养化,需经处理后才能排放。回答下列问题:
(1)用天然碱生产小苏打的母液(主要溶质为碳酸钠)吸收烟气中的相关反应的热化学方程式如下:
2Na2CO3(aq)+SO2(g)+H2O(l)=Na2SO3(aq)+2NaHCO3(aq) ΔH=a kJ·mol-1
2NaHCO3(aq)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+2CO2(g)+H2O(l) ΔH=b kJ·mol-1
Na2SO3(aq)+SO2(g)+H2O(l)=2NaHSO3(aq) ΔH=c kJ·mol-1
则反应Na2CO3(aq)+2SO2(g)+H2O(l)=2NaHSO3(aq)+CO2(g)的ΔH=________ kJ·mol−1。
(2)工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染,模拟工艺如图所示,铁作_______ 极,一段时间后发现铁电极附近有无色气体产生,写出有关反应的离子方程式:______ 。(3)工业上以钛基氧化物涂层材料为阳极、碳纳米管修饰的石墨为阴极,电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液,可使NO变为NH。电极(电催化剂)所处的环境对其催化活性起到重要作用。
①其他条件不变,向其中一份电解液中投加一定量NaCl,去除NH的效果明显提高,溶液中氮元素含量显著降低。可能原因是_______ 。
②其他条件不变,只改变溶液的pH,NO去除率如图所示,pH升高时,去除率下降,可能的原因是______ 。(4)厌氧氨化法(Anammox)是一种新型的氨氮去除技术,反应模型如图所示。氨氮去除的过程用反应方程式可以描述为________ 。
(1)用天然碱生产小苏打的母液(主要溶质为碳酸钠)吸收烟气中的相关反应的热化学方程式如下:
2Na2CO3(aq)+SO2(g)+H2O(l)=Na2SO3(aq)+2NaHCO3(aq) ΔH=a kJ·mol-1
2NaHCO3(aq)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+2CO2(g)+H2O(l) ΔH=b kJ·mol-1
Na2SO3(aq)+SO2(g)+H2O(l)=2NaHSO3(aq) ΔH=c kJ·mol-1
则反应Na2CO3(aq)+2SO2(g)+H2O(l)=2NaHSO3(aq)+CO2(g)的ΔH=
(2)工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染,模拟工艺如图所示,铁作
①其他条件不变,向其中一份电解液中投加一定量NaCl,去除NH的效果明显提高,溶液中氮元素含量显著降低。可能原因是
②其他条件不变,只改变溶液的pH,NO去除率如图所示,pH升高时,去除率下降,可能的原因是
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【推荐3】甲醇是一种理想的可再生能源,工业上可用与催化合成甲醇,相关反应如下表所示:
回答下列问题:
(1)已知反应ⅰ、ⅱ、ⅲ平衡常数随温度()变化如图所示:①_______ (填“>”或“<”)0,判断依据为_______ 。
②取值范围为_______ 。
(2)一定条件下,向的恒容密闭容器中充入和只发生反应ⅰ和ii,经过后达到平衡状态,测得的平衡转化率为、的选择性为[的选择性]。
①时间段内的平均化学反应速率_______ 。
②平衡压强与起始压强之比为_______ 。
③反应ⅱ的化学平衡常数K=_______ 。
(3)某空气燃料电池原理示意图如图所示:电极R上发生的电极反应式为_______ ;理论上电极P上消耗的与生成的物质的量之比为_______ 。
相关反应 | ||
i | ||
ii | ||
iii |
(1)已知反应ⅰ、ⅱ、ⅲ平衡常数随温度()变化如图所示:①
②取值范围为
(2)一定条件下,向的恒容密闭容器中充入和只发生反应ⅰ和ii,经过后达到平衡状态,测得的平衡转化率为、的选择性为[的选择性]。
①时间段内的平均化学反应速率
②平衡压强与起始压强之比为
③反应ⅱ的化学平衡常数K=
(3)某空气燃料电池原理示意图如图所示:电极R上发生的电极反应式为
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