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5.某学习小组模拟工业炼铁的原理,设计下列实验装置炼铁(加持仪器略去):

已知甲中发生的反应为HCOOH(甲酸)$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$CO↑+H2O,甲酸常温下是一种无色有刺激性气味的液体,浓硫酸在该反应中起脱水剂作用.请回答下列问题:
(1)甲中仪器a和b的名称分别是分液漏斗、圆底烧瓶.
(2)乙的作用是除去CO中的甲酸和水蒸气.
(3)写出丙中硬质玻璃管里发生反应的化学方程式Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
(4)反应结束后,丙中红棕色粉末变黑色,某同学猜测黑色产物中可能含有碳单质,老师否定了这种猜测,其理由是从氧化还原反应原理角度分析(化合价升降),不可能产生碳单质.
(5)如果去掉戊处的酒精灯,带来的不良后果是CO在空气中遇到明火会发生爆炸.实验将近完成时,熄灭装置甲、丙、戊中酒精灯的先后顺序为丙、甲、戊.
(6)该小组对黑色实验产物进行了元素组成和质量分数分析,其中ω(O)=12.5%,其余为Fe,若黑色产物为Fe和Fe3O4的混合物,则n(Fe):n(Fe3O4)=5:1.

分析 由图可知,a为分液漏斗,b为圆底烧瓶,甲中发生的反应为HCOOH(甲酸)$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$CO↑+H2O,乙中碱石灰可干燥CO,除去杂质,丙中发生Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2,丁中石灰水可检验生成的二氧化碳,最后点燃处理尾气CO,以此解答(1)~(5);
(6)设总质量为1g,则铁为xg,Fe3O4为(1-x)g,根据铁的含量列方程求解.

解答 解:(1)由图可知a、b分别为分液漏斗、圆底烧瓶,故答案为:分液漏斗;圆底烧瓶;
(2)乙装置加碱石灰其主要成分是CaO和NaOH,因此其作用是除杂即NaOH具有碱性故除去CO中的甲酸,CaO可做干燥剂故除去CO中的水蒸气,
故答案为:除去CO中的甲酸和水蒸气;
(3)由甲制得CO,发生Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2,故答案为:Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
(4)因为CO作还原剂化合价升高不可能生成碳单质,故答案为:从氧化还原反应原理角度分析(化合价升降),不可能产生碳单质;
(5)因为CO是有毒的可燃性气体,不纯时遇到明火会发生爆炸,实验将近完成时,防止倒吸先熄灭装置丁中酒精灯,尾气处理最后熄灭,所以熄灭装置甲、丙、戊中酒精灯的先后顺序为丁、甲、乙,
故答案为:CO在空气中遇到明火会发生爆炸;丙、甲、戊;
(6)设总质量为1g,则铁为xg,Fe3O4为(1-x)g,又氧的含量为12.5%,所以$\frac{(1-x)×64}{232}$=12.5%,解得x=0.55,所以m(Fe)=0.55g,m(Fe3O4)=0.45g,则$\frac{n(Fe)}{n(F{e}_{3}{o}_{4})}$=$\frac{\frac{\frac{0.55}{56}}{0.45}}{232}$=5:1,故答案为:5:1.

点评 本题考查了气体的制备及其工业炼铁的装置的选择等,题目涉及的知识点较多,侧重于基础知识的综合应用的考查,题目难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途.工业上用钛铁矿(主要成分是TiO2、少量FeO和Fe2O3)制备TiO2,再用TiO2制备TiCl4等产品的一种工艺流程如图所示:

已知:TiO2+发生水解反应的化学方程式为TiO2++(n+1)H2O?TiO2•nH2O+2H+
(1)硫酸与TiO2反应的离子方程式是TiO2+2H+=TiO2++H2O.
(2)由TiO2制取TiCl4时涉及的反应有:
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)═TiCl4(g)+2CO(g)△H1=-72kJ/mol;
TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(g)+O2(g)△H2=+38.8kJ/mol;
C(s)+CO2(g)═2CO(g)△H3=+282.8kJ/mol;
①反应C(s)+CO2(g)═2CO(g)在高温下能够自发进行的原因是该反应是熵增反应.
②反应C(s)+O2(g)═CO2(g) 的△H=-393.6kJ/mol.
(3)向I中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性.该过程中有如下反应发生:
2Fe3++Fe=3Fe2+;2TiO2+(无色)+Fe+4H+═2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O;
Ti3+(紫色)+Fe2++H2O═TiO2+(无色)+Fe2++4H+
结合信息判断Fe3+、TiO2+、Fe2+氧化性强弱关系:Fe3+>TiO2+>Fe2+
(4)向II中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,析出水合二氧化钛沉淀.请用化学平衡理论分析通入高温水蒸气的作用:通入高温水蒸气能降低H+的浓度,提高溶液浓度,促进平衡向水解方向移动,从而析出TiO2•nH2O.
(5)依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是产生了废气、废液、废渣(写出一条即可).
(6)工业上可通过电解TiO2来获得Ti(同时产生O2):处理过的TiO2为阴极,石墨为阳极,熔融CaCl2为电解液,电解槽中加入炭块.阴极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-;电解过程中需定期向电解槽中加入炭块的原因是碳单质与阳极产生的氧气反应而不断减少.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.在反应3Cu+8HNO3(稀)═3Cu(NO32+2NO↑+4H2O 中
(1)用单线桥标出电子转移=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O
(2)还原剂是Cu,被还原的元素是N,还原产物是NO.
(3)若生成2mol的NO气体,溶液中生成的Cu2+为3mol.
(4)在反应中硝酸显示酸性和氧化性.

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

3.某溶液可能含有Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Fe2+、Al3+和Na+.某同学为了确认其成分,取部分试液,设计并完成了如下实验:

由此可知原溶液中(  )
A.NH4+、Cl-、SO42-离子一定存在,CO32-离子一定不存在
B.原溶液中c(Fe3+)=0.4mol?L-1
C.溶液中至少有4种离子存在,其中Cl-一定存在,且c(Cl-)≥0.2mol•L-1
D.取少量原溶液于试管中,先加入适量氯水,再加少量KSCN溶液,若溶液成血红色,则含有Fe2+

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(  )
A.1mol氖气中含有的原子数目为NA
B.5.85g NaCl中含有的最外层电子数目为1.6NA
C.2mol NO和1mol O2混合,充分反应后转移的电子数目为4NA
D.25℃时,1L 0.1mol•L-1 Na2S溶液中的阴离子数目小于0.1NA

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.化学与能源开发、环境保护、资源利用、生产生活密切相关.下列说法错误的是(  )
A.SO2是大气污染物,但葡萄酒中都含有一定量的SO2,SO2既可杀菌又可用来保鲜
B.绿色化学的核心是在化学合成中将原子充分利用,从源头上减少或消除污染
C.茂密树林中的道道光柱,既是一种自然现象又是光学现象,与胶体知识也有关系
D.研发使用高效催化剂,可提高反应中原料的转化率

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

17.根据所学知识填空:
(1)2mol H2O含有1.204×1024个H2O;
(2)6.02×1023个CO2中,有1.204×1024个O,有2molO;
(3)1.5molNH3的质量为25.5g,其中含有4.5NA个H,标准状况下的体积为33.6L.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.如图所示,在小烧杯中盛有饱和石灰水,大烧杯中盛有试剂X.将试剂Y加入到大烧杯X中,观察到小烧杯中的现象正确的是(  )
序号试剂X试剂Y小烧杯中的现象
A硝酸铵产生白色沉淀
B浓硫酸无明显变化
C盐酸镁条产生白色沉淀
D硫酸氢氧化钠无明显变化
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.碘及其化合物在生产、生活和科技等方面都有着重要的应用.回答下列问题:
(1)碘不宜溶于水,但易溶于碘化钾溶液并生成多碘离子,反应如下:
①I2(s)+I-(aq)?I3-(aq)△H<0;②I2(s)+2I-(aq)?I42-(aq)
反应②的平衡常数的表达式为K=$\frac{c({{I}_{4}}^{2-})}{{c}^{2}({I}^{-})}$.温度升高时,反应①的平衡常数将减小(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)碘与钨在一定温度下,可发生如下可逆反应:W(s)+I2(g)?WI2(g)现准确称取0.508g碘和0.736g金属钨放置于50.0mL的密闭容器中,并加热使其反应.如图是混合气体中的WI2蒸气的物质的量随时间变化关系的图象[n(WI2)~t],其中曲线Ⅰ(0~t2时间段)的反应温度为450℃,曲线Ⅱ(从t2时刻开始)的反应温度为530℃


①该反应△H<0(填“>”或“<”).
②反应从开始到t1(t1=3min)时间内的平均速率v(I2)=1.20×10-2mol•L-1•min-1
③在450℃时,该反应的平衡常数K=9.
④能够说明上述反应已经达到平衡状态的有B、C(填选项字母)
A.I2与WI2的浓度相等
B.单位时间内,金属钨消耗的物质的量与单质碘生成的物质的量相等
C.容器内混合气体的密度不再改变
D.容器内气体压强不发生变化
(3)I2O5是白色粉末状固体,可用作氧化剂使H2S、CO、HC1等氧化,在合成氨工业中常用I2O5来定量测量CO的含量.已知:①2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)△H=-75.56kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1.写出CO(g)与I2O5(s)反应析出固态I2的热化学方程式:5CO(g)+I2O5(s)=5 CO2(g)+I2(s)△H=-1377.22kJ/mol.

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