解题方法
1 . 高铁酸盐是优良的多功能水处理剂。K2FeO4为紫色固体,可溶于水,微溶于浓KOH溶液,难溶于有机物;在0~5℃、强碱性溶液中比较稳定,在酸性、中性溶液中易分解放出O2.某实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并测定产品纯度。回答下列问题:
Ⅰ.制备K2FeO4
装置如下图所示,夹持、加热等装置略。(1)仪器a的名称是___________ ,装置B中除杂质所用试剂是___________ ,装置D的作用是___________ 。
(2)A中发生反应的离子方程式为___________ 。
(3)C中反应为放热反应,而反应温度须控制在0~5℃,反应中KOH必须过量的原因是___________ 。
(4)写出C中总反应的离子方程式:___________ 。C中混合物经重结晶、有机物洗涤纯化、真空干燥,得到高铁酸钾晶体。
Ⅱ.K2FeO4产品纯度的测定
准确称取1.00 g制得的晶体,配成250 mL溶液,准确量取25.00 mL K2FeO4溶液放入锥形瓶,加入足量CrCl3和NaOH溶液,振荡,再加入稀硫酸酸化后得Fe3+和Cr2O,滴入几滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.0500 mol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(溶液显浅紫红色),平行测定三次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液28.00 mL。
(5)根据以上数据,样品中K2FeO4的质量分数为___________ 。若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质,会使测定结果___________ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
Ⅰ.制备K2FeO4
装置如下图所示,夹持、加热等装置略。(1)仪器a的名称是
(2)A中发生反应的离子方程式为
(3)C中反应为放热反应,而反应温度须控制在0~5℃,反应中KOH必须过量的原因是
(4)写出C中总反应的离子方程式:
Ⅱ.K2FeO4产品纯度的测定
准确称取1.00 g制得的晶体,配成250 mL溶液,准确量取25.00 mL K2FeO4溶液放入锥形瓶,加入足量CrCl3和NaOH溶液,振荡,再加入稀硫酸酸化后得Fe3+和Cr2O,滴入几滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.0500 mol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(溶液显浅紫红色),平行测定三次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液28.00 mL。
(5)根据以上数据,样品中K2FeO4的质量分数为
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2 . 黑木耳富含蛋白质、铁、具有还原性的维生素C等,每100 g黑木耳含铁量高达185 mg。
I.为了确定黑木耳中含有铁元素,甲同学设计实验方案如下。(1)步骤②得到滤液A的操作是____________ 。
(2)步骤④检验Fe3+所用试剂是_____________ (填化学式)溶液。
(3)已知:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓,则滤液A中大量含有的阳离子 的离子符号为____________ 。
II.紫色的KMnO4溶液在酸性条件下具有强氧化性,其还原产物是无色的Mn2+。本实验用KMnO4酸性溶液来测定黑木耳中铁元素的含量,乙同学设计实验方案如下。(4)可选做试剂B的物质是_______ (填序号)。
a.Na b.Cu c.Fe
(5)步骤⑥的离子方程式为_______________ 。
(6)若乙同学实验操作规范,但测得含铁量远远偏高,其可能的原因是_______________ 。
I.为了确定黑木耳中含有铁元素,甲同学设计实验方案如下。(1)步骤②得到滤液A的操作是
(2)步骤④检验Fe3+所用试剂是
(3)已知:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓,则滤液A中大量含有的
II.紫色的KMnO4溶液在酸性条件下具有强氧化性,其还原产物是无色的Mn2+。本实验用KMnO4酸性溶液来测定黑木耳中铁元素的含量,乙同学设计实验方案如下。(4)可选做试剂B的物质是
a.Na b.Cu c.Fe
(5)步骤⑥的离子方程式为
(6)若乙同学实验操作规范,但测得含铁量远远偏高,其可能的原因是
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3 . 湿法炼锌具有能耗低,生成产品纯度高等特点,其主要原料为锌精矿(主要成分为硫化锌,还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质),获得较纯锌锭的工艺流程如图:已知:焙烧后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、、、CdO。
(1)铜原子的价层电子排布图为___________ 。
(2)“酸浸”中滤渣主要成分为___________ 。
(3)“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时,反应速率较小,然后反应速率显著增大,请解释产生此现象的原因:___________ 。
(4)写出“赤铁矿除铁”过程中反应的离子方程式:___________ 。
(5)“—萘酚净化除钴”先是把氧化成,并生成NO,与有机物发生化学反应生成红褐色稳定鳌合物沉淀。写出被氧化的离子方程式:___________ 。
(6)“电解”工艺中,电解液常有较高浓度的会腐蚀阳极而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和,生成CuCl沉淀从而除去。已知: ;。请通过具体数据说明上述的反应能完全进行的原因:___________ 。
(7)纯净的硫化锌是半导体锂离子电池负极材料。在充电过程中,发生合金化反应生成LiZn(合金相),同时负极材料晶胞的组成变化如图所示。①充电过程中ZnS到的电极方程式为___________ (x和y用具体数字表示)。
②若的晶胞参数为a nm,则EF间的距离为___________ nm。
(1)铜原子的价层电子排布图为
(2)“酸浸”中滤渣主要成分为
(3)“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时,反应速率较小,然后反应速率显著增大,请解释产生此现象的原因:
(4)写出“赤铁矿除铁”过程中反应的离子方程式:
(5)“—萘酚净化除钴”先是把氧化成,并生成NO,与有机物发生化学反应生成红褐色稳定鳌合物沉淀。写出被氧化的离子方程式:
(6)“电解”工艺中,电解液常有较高浓度的会腐蚀阳极而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和,生成CuCl沉淀从而除去。已知: ;。请通过具体数据说明上述的反应能完全进行的原因:
(7)纯净的硫化锌是半导体锂离子电池负极材料。在充电过程中,发生合金化反应生成LiZn(合金相),同时负极材料晶胞的组成变化如图所示。①充电过程中ZnS到的电极方程式为
②若的晶胞参数为a nm,则EF间的距离为
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4 . 锌是一种重要的金属,锌及其化合物被广泛应用于汽车、建筑、船舶、电池等行业。现某科研小组以固体废锌催化剂(主要成分是,含少量、、、等杂质)为原料制备锌的工艺流程如图所示:已知:①“浸取”时,和转化为、进入溶液。
②25℃时,,
③深度除杂标准:溶液中≤2.0×10-6
(1)“浸取”温度为30℃,锌的浸出率可达,继续升温浸出率反而下降,其原因为___________ 。
(2)“滤渣1”的主要成分为、___________ 。
(3)“深度除锰”是将残留的转化为,写出该过程的离子方程式___________ 。
(4)“深度除铜”时,锌的最终回收率,除铜效果(用反应后溶液中的铜锌比表示)与加入量的关系曲线如图所示。①“深度除铜”时加入量最优选择___________ (填标号)
A.100% B.110% C.120% D.130%
②由图可知,当达到一定量的时候,锌的最终回收率下降的原因是___________ (用离子方程式解释)。
(5)原子能形成多种配位化合物,一种锌的配合物结构如图:①配位键①和②相比,较稳定的是___________ 。
②键角③___________ 120°(填“<”或“=”)。
②25℃时,,
③深度除杂标准:溶液中≤2.0×10-6
(1)“浸取”温度为30℃,锌的浸出率可达,继续升温浸出率反而下降,其原因为
(2)“滤渣1”的主要成分为、
(3)“深度除锰”是将残留的转化为,写出该过程的离子方程式
(4)“深度除铜”时,锌的最终回收率,除铜效果(用反应后溶液中的铜锌比表示)与加入量的关系曲线如图所示。①“深度除铜”时加入量最优选择
A.100% B.110% C.120% D.130%
②由图可知,当达到一定量的时候,锌的最终回收率下降的原因是
(5)原子能形成多种配位化合物,一种锌的配合物结构如图:①配位键①和②相比,较稳定的是
②键角③
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5 . 含氮化合物在工农业有着重要的用途。Ⅰ.氨气的制备:
(1)氨气的发生装置可以选择上图中的A,反应的化学方程式为____________ 。
(2)预收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:a→______ (按气流方向,用小写字母表示)。
(3)请写出氨气的检验方法:____________ 。
(4)甲、乙两同学分别设计了下图装备进行喷泉实验,①甲同学利用甲装置做喷泉实验,他本以为打开活塞和止水夹,氨气慢慢溶于水就能产生足够大的压强差而引发喷泉,但实际过程中很久未见产生喷泉,但用手(或热毛巾等)捂热烧瓶或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶后,就能产生喷泉。请问:前面未产生喷泉而后面才产生喷泉的原因是:____________ 。
②乙同学想用乙装备在两个烧瓶同时产生喷泉,引发双喷泉的操作是:______ —______ 。
Ⅱ.经一系列反应可以得到。
(5)①中,和在催化剂作用下反应,其化学方程式是____________ 。
(6)NO的检验方法是:____________ 。
Ⅲ.研究、、CO等大气污染气体的处理具有重要现实意义。
(7)选择性催化还原技术(SCR)可使与直接反应,实现无害转化。当NO与的物质的量之比为2∶1时,写出发生反应的化学方程式:____________ 。
(8)大气污染物中的氮氧化物地可用NaOH吸收,先后发生如下反应:
;。
若33.6 mL(标况下)氮氧化物(只含NO和)与V mL0.1 mol/L NaOH溶液恰好完全反应,则______ 。
(1)氨气的发生装置可以选择上图中的A,反应的化学方程式为
(2)预收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:a→
(3)请写出氨气的检验方法:
(4)甲、乙两同学分别设计了下图装备进行喷泉实验,①甲同学利用甲装置做喷泉实验,他本以为打开活塞和止水夹,氨气慢慢溶于水就能产生足够大的压强差而引发喷泉,但实际过程中很久未见产生喷泉,但用手(或热毛巾等)捂热烧瓶或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶后,就能产生喷泉。请问:前面未产生喷泉而后面才产生喷泉的原因是:
②乙同学想用乙装备在两个烧瓶同时产生喷泉,引发双喷泉的操作是:
Ⅱ.经一系列反应可以得到。
(5)①中,和在催化剂作用下反应,其化学方程式是
(6)NO的检验方法是:
Ⅲ.研究、、CO等大气污染气体的处理具有重要现实意义。
(7)选择性催化还原技术(SCR)可使与直接反应,实现无害转化。当NO与的物质的量之比为2∶1时,写出发生反应的化学方程式:
(8)大气污染物中的氮氧化物地可用NaOH吸收,先后发生如下反应:
;。
若33.6 mL(标况下)氮氧化物(只含NO和)与V mL0.1 mol/L NaOH溶液恰好完全反应,则
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6 . 碘是生物必需的一种微量元素,海带、海藻等食物含碘量最为丰富。某小组通过实验提取并测定干海带中碘的含量。回答下列问题:
Ⅰ.从海带中提取碘。该小组同学按如图实验流程进行实验:(1)步骤i中需要用到含硅酸盐材质的仪器有___________ (填仪器名称)。(2)步骤iii中双氧水的作用是___________ (用离子方程式表示)。
Ⅱ.滴定法测海带中碘的含量。
用滴定的水溶液,淀粉溶液作指示剂。原理为:,
(3)用___________ 滴定管(填入酸式或者碱式)量取I2的水溶液。
(4)小组同学进行了实验测定,在滴定终点附近,反复变回蓝色,一直测不到终点。①提出猜想
猜想1:碘离子被___________ 氧化;
猜想2:碘离子被步骤iii中过量的氧化;
②验证猜想
③查阅资料 小组同学认为可能是反应速率不同造成的,氧化I-速率___________ (填“快于”或“慢于”)还原I2的速率,导致待测液反复变为蓝色。
④优化设计 鉴于反应终点无法到达的问题,请提出合理的修正方案___________ 。
⑤完成实验 小组同学修正方案后,取5.000 g干海带进行测定,消耗15.75 mL 溶液,则干海带中碘的含量为___________ mg/g(保留2位有效数字)。
Ⅰ.从海带中提取碘。该小组同学按如图实验流程进行实验:(1)步骤i中需要用到含硅酸盐材质的仪器有
Ⅱ.滴定法测海带中碘的含量。
用滴定的水溶液,淀粉溶液作指示剂。原理为:,
(3)用
(4)小组同学进行了实验测定,在滴定终点附近,反复变回蓝色,一直测不到终点。①提出猜想
猜想1:碘离子被
猜想2:碘离子被步骤iii中过量的氧化;
②验证猜想
序号 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
1 | 取少量原海带浸出液,加入硫酸酸化,再滴加几滴淀粉溶液,鼓入空气 | 待测液始终保持无色 | 猜想1不成立 |
2 | 将2mL0.1mol/L KI溶液、2滴0.1mol/L溶液、2滴淀粉溶液和1滴0.2mol/L溶液混合配制待测液,用溶液滴定 | 猜想2不成立 |
④优化设计 鉴于反应终点无法到达的问题,请提出合理的修正方案
⑤完成实验 小组同学修正方案后,取5.000 g干海带进行测定,消耗15.75 mL 溶液,则干海带中碘的含量为
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7 . Ⅰ.某无色透明溶液中可能大量存在中的几种,为确定溶液中的离子组成,取三份少量溶液于试管中,进行了如下实验:
①向第一份溶液中滴入几滴酚酞试液,溶液变红;
②向第二份溶液中加入过量溶液,生成白色沉淀,然后再滴加足量盐酸,沉淀部分溶解并有气泡冒出;
③向第三份溶液中先加入溶液,生成白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀完全溶解。
已知:可与水作用,产生较多的,使溶液呈碱性;溶于稀硝酸。
(1)根据上述实验现象可知,原溶液中一定存在的离子是_______ ,一定不存在的离子是_______ ,不能确定是否存在的离子是_______ 。
Ⅱ.次磷酸是一种精细的磷化工产品,它是一元弱酸,具有较强的还原性,可将溶液中的还原为银单质,从而用于化学镀银。的工业制法是将白磷与溶液反应生成气体和,后者再与反应生成。
(2)写出白磷与溶液反应的化学方程式:_______ ,反应中每消耗,转移的电子数为_______ 。
(3)写出与足量溶液反应的离子方程式:_______ 。
(4)工业上利用进行化学镀银的反应中,当氧化剂与还原剂物质的量之比为4∶1时,则氧化产物中元素的化合价为_______ 。
①向第一份溶液中滴入几滴酚酞试液,溶液变红;
②向第二份溶液中加入过量溶液,生成白色沉淀,然后再滴加足量盐酸,沉淀部分溶解并有气泡冒出;
③向第三份溶液中先加入溶液,生成白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀完全溶解。
已知:可与水作用,产生较多的,使溶液呈碱性;溶于稀硝酸。
(1)根据上述实验现象可知,原溶液中一定存在的离子是
Ⅱ.次磷酸是一种精细的磷化工产品,它是一元弱酸,具有较强的还原性,可将溶液中的还原为银单质,从而用于化学镀银。的工业制法是将白磷与溶液反应生成气体和,后者再与反应生成。
(2)写出白磷与溶液反应的化学方程式:
(3)写出与足量溶液反应的离子方程式:
(4)工业上利用进行化学镀银的反应中,当氧化剂与还原剂物质的量之比为4∶1时,则氧化产物中元素的化合价为
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解题方法
8 . 碘化亚铁()在常温下为灰黑色固体,易升华,可溶于水,具有潮解性,常用于医药,可由碘单质和还原铁粉在加热条件下制备得到。实验室用下面装置制备碘化亚铁。(已知焦性没食子酸的碱性溶液可吸收)(1)球形干燥管中的药品为_______ ,若无此装置,写出铁粉参与的副反应的化学方程式:_______ ,硬质玻璃管中制备碘化亚铁的化学方程式为_______ 。
(2)硬质玻璃管直接接入收集器而不用导管的原因是_______ ,收集器浸泡在冷水中的原因是_______ 。
(3)试剂a的作用是_______ 。
(4)已知氧化性:。往含的溶液中通入标准状况下的氯气,充分反应,请写出该反应的离子方程式:_______ 。
(2)硬质玻璃管直接接入收集器而不用导管的原因是
(3)试剂a的作用是
(4)已知氧化性:。往含的溶液中通入标准状况下的氯气,充分反应,请写出该反应的离子方程式:
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9 . 氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料,在科学技术和生产中有重要的应用。请回答下列问题:
(1)以N2和H2为原料,合成氨气的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,下列措施可以提高v(正)的是___________ (填序号)。
a.选择适当的催化剂 b.增大压强 c.及时分离生成的NH3 d.降低温度
(2)在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合的气体充入一个体积可变的恒压密闭容器中,p = 5MPa,原气体体积为2L。5分钟后反应达到平衡时,n(N2)=1.0mol,n(H2)=3.0mol,n(NH3)=1.0mol,则反应速率v (N2)=___________ mol/min (用单位时间物质的量变量表示化学反应速率),平衡常数Kp =___________ 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH>0,该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是___________ (填序号)。a.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t2时,采取的措施一定是升高温度
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t0~t5时,容器内NO2的体积分数在t3时的值最大
(4)氨和联氨(N2H4)是氨的两种常见化合物,最常见的制备联氨的方法是以丙酮为催化剂,用次氯酸钠与氨气反应,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1,写出该反应的化学方程式:___________ 。标况下,每消耗1.12L氨气,转移___________ mol电子。
(1)以N2和H2为原料,合成氨气的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,下列措施可以提高v(正)的是
a.选择适当的催化剂 b.增大压强 c.及时分离生成的NH3 d.降低温度
(2)在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合的气体充入一个体积可变的恒压密闭容器中,p = 5MPa,原气体体积为2L。5分钟后反应达到平衡时,n(N2)=1.0mol,n(H2)=3.0mol,n(NH3)=1.0mol,则反应速率v (N2)=
(3)在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH>0,该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是
b.在t2时,采取的措施一定是升高温度
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t0~t5时,容器内NO2的体积分数在t3时的值最大
(4)氨和联氨(N2H4)是氨的两种常见化合物,最常见的制备联氨的方法是以丙酮为催化剂,用次氯酸钠与氨气反应,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1,写出该反应的化学方程式:
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10 . 硝酸镍、硝酸钠在陶瓷、玻璃工业应用广泛。以废弃镍板(含有少量的氧化铝杂质)生产硝酸镍、硝酸钠工艺流程如下:回答下列问题:
(1)工业生产普通玻璃的主要原料有石英砂、__________ 、__________ 。
(2)“反应器”中需控制反应温度50~60℃,若温度太低,可能导致的后果是__________ ;若温度太高,可能导致的后果是__________ 。
(3)假如Ni与浓硝酸反应产生的混合气体中,该反应的离子方程式为__________ 。
(4)向“浸取液”中加入调节pH至5~6,能除去浸取液中的,相应原理为_______ 。__________ 。
(6)向“转化器”中加入稀硝酸的目的是__________ 。
(7)已知:①;
②。
若将一定体积的、NO混合气体,通入溶液中恰好被完全吸收,则反应中被氧化的氮原子与被还原的氮原子的质量之比为__________ 。
(1)工业生产普通玻璃的主要原料有石英砂、
(2)“反应器”中需控制反应温度50~60℃,若温度太低,可能导致的后果是
(3)假如Ni与浓硝酸反应产生的混合气体中,该反应的离子方程式为
(4)向“浸取液”中加入调节pH至5~6,能除去浸取液中的,相应原理为
__________++__________+_________+。
(5)补全操作③:(6)向“转化器”中加入稀硝酸的目的是
(7)已知:①;
②。
若将一定体积的、NO混合气体,通入溶液中恰好被完全吸收,则反应中被氧化的氮原子与被还原的氮原子的质量之比为
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