【题目】FeCl3在现代工业生产中应用广泛.某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华.他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:
①检验装置的气密性;
②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;
④…
⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封.
请回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为 _______________________
(2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端.要使沉积的FeCl3进入收集器,第④步操作是 ________________________
(3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号) _________________________
(4)装置B中冷水浴的作用为;_________装置C的名称为 ______________;装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸收Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂:__________________________
(5)在虚线框中尾气吸收装置E所用试剂为____________________________
(6)用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)3·18H2O。,工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤:
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;
Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色:
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;
V.浓缩、结晶、分离,得到产品。
已知:金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1
Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
开始沉淀时 | 3.4 | 6.3 | 1.5 |
完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 2.8 |
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:______________________________________________________
【答案】2Fe+3Cl22FeCl3 在沉积的氯化铁固体下方加热 ②通入干燥的Cl2 ⑤用干燥的N2赶尽Cl2 冷却FeCl3使其沉积,便于收集产品 干燥管 K3[Fe(CN)6]溶液,或酸性高锰酸钾溶液 氢氧化钠溶液 将Fe2+全部氧化为 Fe3+,调节pH将Fe3+全部转化为沉淀
【解析】
(1)装置A中铁与氯气发生反应制取氯化铁,反应的化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3;答案为:2Fe+3Cl22FeCl3;
(2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端.要使沉积的FeCl3进入收集器,可利用FeCl3加热易升华的性质,在沉积的氯化铁固体下方加热,让氯化铁升华后进入收集器。答案为:在沉积的氯化铁固体下方加热;
(3)为防止FeCl3潮解,所采取的措施主要应从无水的角度考虑。从步骤中可找到如下操作:②通入干燥的Cl2,⑤用干燥的N2赶尽Cl2。答案为:②通入干燥的Cl2 ⑤用干燥的N2赶尽Cl2;
(4)装置B中冷水浴的作用为冷却FeCl3使其沉积,便于收集产品。答案为:冷却FeCl3使其沉积,便于收集产品;
装置C的名称为干燥管。答案为干燥管;
装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸收Cl2的作用而失效,检验FeCl2是否失效就是检验Fe2+,最好选用K3[Fe(CN)6]溶液,也可选用酸性高锰酸钾溶液。答案为:K3[Fe(CN)6]溶液,或酸性高锰酸钾溶液;
(5)在虚线框中尾气吸收装置E所用试剂为氢氧化钠溶液。答案为氢氧化钠溶液;
(6)步骤Ⅱ中,向滤液中加入过量KMnO4溶液的目的,将Fe2+全部氧化为 Fe3+;调节溶液的pH约为3的目的,将Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀。答案为:将Fe2+全部氧化为 Fe3+,调节pH将Fe3+全部转化为沉淀。
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【题目】石墨烯(如图a)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(如图b)。
(1)图a中,1号C与相邻C形成σ键的个数为___________,该C原子杂化方式是______;图b中键角α_________键角β。(填“>” 、 “<” 或“=” )
(2)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有_______(填元素符号)。
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【题目】X、Y、Z、Q、M为常见的短周期元素,其原子序数依次增大,有关信息如下表:
X | 动植物生长不可缺少的元素,是蛋白质的重要成分 |
Y | 地壳中含量位居第一位 |
Z | 短周期中,其原子半径最大 |
Q | 生活中大量使用其合金制品,工业上可用电解其氧化物的方法制备 |
M | 海水中大量富集的元素之一,其最高正化合价与负价的代数和为6 |
请用对应元素的化学符号或化学式回答下列问题:
(1)X在周期表中的位置为_________;X的气态氢化物的大量生产曾经解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题.请写出该气态氢化物的电子式_________。
(2)已知37Rb和53I都位于第五周期,分别与Z和M同一主族。下列有关说法中正确的是________(填序号)。
a.原子半径:Rb>I
b.RbM中含有共价键
c.气态氢化物热稳定性:M>I
d.Rb、Q、M的最高价氧化物对应的水化物可以两两发生反应
(3)化合物QX导热性好,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料,其抗熔融金属侵蚀的能力强,是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。可用Q的氧化物、焦炭和X的单质在高温下生成QX,已知每生成1mol QX,消耗18g碳,吸收a kJ的热量。据此,写出以上制取QX的热化学方程式__________。
(4)X、Y组成的一种无色气体遇空气变为红棕色,将一定量该无色气体与氧气通入水中,恰好被完全吸收,生成一种酸,请写出该反应的化学方程式_______________。
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【题目】将3 mol A和3 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol/L,C的平均反应速率为0.15 mol/(L·min)。试求:
(1)5 min后A的浓度__________________。
(2)B的平均反应速率为___________________。
(3)x的值为___________。
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【题目】在通风橱中进行下列实验:
下列说法中正确的是:
A.Ⅰ中红棕色的气体的生成的化学方程式为:Fe + 6HNO 3== Fe(NO) 3+3H2O + 3NO2
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被还原
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【题目】下列关于有机物的说法正确的是
A.分子式为C5H10O2,且属于酯的同分异构体共有9种(不考虑立体异构)
B.环己烯()分子中的所有碳原子共面
C.乙醇和丙三醇互为同系物
D.二环己烷( )的一氯代物有3种结构(不考虑立体异构)
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【题目】一定条件下铁可以和 CO2 发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的 CO2 气体,反应过程中 CO2 气体和 CO 气体的浓度与时间的关系如图所示:
(1)t1 时,正、逆反应速率的大小关系为 v 正_____v 逆(填“>”“<”或“=”)。
(2)4 min 内,CO 的平均反应速率 v(CO)=_____。
(3)下列条件的改变能减慢其反应速率的是_____(填序号,下同)。
①降低温度
②减少铁粉的质量
③保持压强不变,充入 He 使容器的体积增大
④保持容积不变,充入 He 使体系压强增大
(4)下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是_____。
①v(CO2)=v(CO)
②单位时间内生成 n mol CO2 的同时生成 n mol CO
③容器中气体压强不随时间变化而变化
④容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
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【题目】乙醇(C2H6O)的结构可能有两种:
(Ⅰ) (Ⅱ)
关于确定其结构是(Ⅰ)而不是(Ⅱ)的方法,下列叙述中正确的是 ( )
A.1 mol乙醇与足量的钠作用生成0.5 mol H2B.乙醇具有挥发性
C.1 mol乙醇完全燃烧时生成3 mol水D.乙醇可以制酒精饮料
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【题目】金属钛(Ti)是一种具有许多优良性能的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。
(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。
①Ti2+基态电子排布式可表示为_____。
②与BH4-互为等电子体的阳离子的化学式为_____。
③H、B、Ti原子的第一电离能由小到大的顺序为_____。
(2)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。纳米TiO2催化的一个实例如图所示。
化合物乙的分子中采取sp3杂化方式的原子个数为_____。
(3)水溶液中并没有[Ti(H2O)6)]4+离子,而是[Ti(OH)2(H2O)4]2+离子,1mol[Ti(OH)2(H2O)4]2+中σ键的数目为____。
(4)氮化钛(TiN)具有典型的NaCl型结构,某碳氮化钛化合物,结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图)顶点的氮原子,则此碳氮化钛化合物的化学式是_____。
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