【题目】铁及其化合物在国民经济的发展中起着重要作用.
(1)铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀.某同学将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图1所示.液滴边缘是﹣﹣区(填“正极”或“负极”),其电极反应式为 .
(2)铁钛合金是一种常用的不锈钢材料,某同学在探究该合金的性质时,往含有TiO2+、Fe3+溶液中加入铁屑至溶液显紫色,该过程中发生的反应有;
①2TiO2+(无色)+Fe+4H+═2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
②Ti3+(紫色)+Fe3++H2O═TiO2+(无色)+Fe2++2H+
③ .
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种优良的水处理剂.
①FeO42﹣在水溶液中的存在形态如图2所示,纵坐标表示各存在形态的分数分布.下列说法不正确的是(填字母序号).
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2,HFeO4﹣的分布分数逐渐增大
C.向pH=6的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:HFeO4﹣+OH﹣═FeO42﹣+H2O
②从环境保护的角度看,制备高铁酸盐的较好方法为电解法.用铁片作阳极,NaOH溶液为电解质溶液,电解制备高铁酸钠,其电流效率可达到40%.写出阳极的电极反应式
. 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 .
若维持电流强度为5.0A,电解20min,理论上可生成Na2FeO4g.(己知:F=96500C/mol,答案保留两位有效数字)
【答案】
(1)O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
(2)2Fe3++Fe=3Fe2+
(3)AB;Fe﹣6e﹣+8OH﹣=FeO42﹣+4H2O;Fe﹣6e﹣+8OH﹣=FeO42﹣+4H2O;铁丝网的接触面积更大;1.7
【解析】解:(1.)铁在中性条件下发生吸氧腐蚀,铁作负极,碳作正极,负极上铁失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,氢氧根离子和亚铁离子反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定被氧化生成氢氧化铁,所以边缘是正极,正极上电极反应式为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ , 所以答案是:正极,O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣;
(2.)铁和铁离子发生氧化还原反应生成亚铁离子,离子反应方程式为:2Fe3++Fe=3 Fe2+ , 所以答案是:2Fe3++Fe=3Fe2+;
(3.)①A.根据图象知,不论溶液酸碱性如何变化,酸性条件下,高铁酸根离子不存在,故错误;B.向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2,HFeO4﹣的分布分数先增大后减小,故错误;C.向pH=6的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:HFeO4﹣+OH﹣═FeO42﹣+H2O,故正确;故选AB;
②阳极铁失去电子,生成高铁酸盐,电极反应式为:Fe﹣6e﹣+8OH﹣=FeO42﹣+4H2O;铁丝网接触面积增大,加快反应速率,所以电流效率提高至70%以上,维持电流强度为5.0A,电解20min,通过电量为Q=It=5.0A×20×60s=6000C,F=96500C/mol,电子物质的量= =0.062mol,化学方程式计算可知电子转移6mol生成1molNa2FeO4 , 则电子转移0.062mol生成Na2FeO4物质的量也为 ,质量= ×166g/mol≈1.7g,理论上可生成Na2FeO4质量为1.7g,所以答案是:Fe﹣6e﹣+8OH﹣=FeO42﹣+4H2O;铁丝网的接触面积更大;1.7g.
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【题目】如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程.若每步反应都完全,下列说法正确的是(设反应过程中溶液的体积不变)( )
A.溶液B中发生的反应为:2SO2+O2→2SO3
B.由反应过程可推知氧化性:O2>Fe3+>SO42﹣
C.溶液的pH:A>B>C
D.A溶液到C溶液,Fe3+浓度变大
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【题目】40℃时,在氨﹣水体系中不断通入CO2 , 各种离子的变化趋势如图所示.下列说法不正确的是( )
A.在pH=9.0时,c(NH4+)>c(HCO3﹣)>c(NH2COO﹣)>c(CO32﹣)
B.不同pH的溶液中存在关系:c(NH4+)+c(H+)=2c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(NH2COO﹣)+c(OH﹣)
C.随着CO2的通入, 不断增大
D.在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO﹣的中间产物生成
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【题目】常温下,有浓度均为1molL﹣1的下列4种溶液:
①H2SO4溶液②NaHCO3溶液③NH4Cl溶液④NaOH溶液
(1)这4种溶液pH由大到小的排列顺序是(填序号),其中由水电离出的H+浓度最小的是(填序号).
(2)③中各离子浓度由大到小的顺序是 , 该温度下②中NaHCO3的水解平衡常数Kh=molL﹣1 . (已知碳酸的电离常数K1=4×10﹣7 , K2=5.6×10﹣11)
(3)该温度下向③中通入少量氨气,此时 的值(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)若将③和④混合后溶液恰好呈中性,则混合前③的体积④的体积(填“大于”、“小于”或“等于”).
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【题目】空气质量与我们的健康息息相关,目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数(AQI),SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物.
(1)一定温度下,向固定体积为2L的密闭容器中充入SO2和NO2各1mol,发生反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),测得上述反应5min末到达平衡,此时容器中NO与NO2的体积比为3:1,则这段时间内SO2的反应速率υ(SO2)= , 此反应在该温度下的平衡常数K= .
(2)甲醇日趋成为重要的有机燃料,通常利用CO和H2合成甲醇,其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g).今在一容积可变的密闭容器中,充有10mol CO和20mol H2用于合成甲醇.CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
①上述合成甲醇的反应为反应(填“放热”或“吸热”).
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为 . A、B两点对应的压强大小关系是PAPB(填“大于”、“小于”或“等于”).
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池,电解质溶液为KOH浓溶液,则该电池工作时正极的电极反应式为 , 理论上通过外电路的电子最多为 mol.
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【题目】将某溶液逐滴滴入Fe(OH)3胶体内。开始时产生沉淀,继续滴加时沉淀又溶解,该溶液是
A. 2 mol·L-1 H2SO4溶液 B. 2 mol·L-1 NaOH溶液
C. 2 mol·L-1 MgSO4溶液 D. 乙醇溶液
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【题目】如下图所示,在图(1)中A、B两容器里分别收集着两种互不作用的理想气体。压强不变,若将中间活塞打开[如图(2)],两种气体分子立即都占满了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是( )
理想气体的自发混合
A.此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向进行的变化过程,即熵增大的过程
B.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出
C.此过程从有序到无序,混乱度增大
D.此过程是自发可逆的
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【题目】实验室制备1,2二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O
CH2===CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的副反应有乙醇在浓硫酸存在下140℃时脱水生成乙醚。
用少量的溴和足量的乙醇反应制备1,2二溴乙烷的装置如图所示:
乙醇 | 1,2二溴乙烷 | 乙醚 | |
状态 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 |
密度/g·cm-3 | 0.79 | 2.2 | 0.71 |
沸点/℃ | 78.5 | 132 | 34.6 |
熔点/℃ | -130 | 9 | -116 |
请回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度升高到170℃左右,最主要的目的是________(填序号,下同)。
a.引发反应
b.加快反应速度
c.防止乙醇挥发
d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入___________,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
a.水 b.浓硫酸
c.氢氧化钠溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是____________________。
(4)将1,2二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中,加水振荡后静置,产物应在________(填“上”或“下”)层。
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用________洗涤除去。
a.水 b.氢氧化钠溶液
c.碘化钠溶液 d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用________的方法除去。
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是________________;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是____________________。
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