【题目】二氧化氯(ClO2)是一种广谱、高效的杀菌消毒剂,有与氯气相似的强烈刺激性气味,易溶于水,沸点11℃,遇热不稳定易分解发生爆炸。一种工业制法用硫铁矿(主要成分为FeS2)还原氯酸钠制取二氧化氯,某研究小组在实验室设计如下装置制备ClO2的水溶液。
(1)三颈烧瓶中加入NaClO3溶液、浓H2SO4,通入空气,调节恒温器至60℃,通过固体加料器缓慢匀速加入硫铁矿粉末。反应开始时烧瓶内发生反应的离子方程式如下,请配平该方程式:__ClO3- +__FeS2+__H+=____ClO2+____Fe3++____SO42-+____H2O
(2)装置D的作用是__________。
(3)用上述反应完后的废液(除上述产物外,还有Al3+、Mg2+、H+、Cl-等)可制备摩尔盐,即(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。其操作流程如下:
回答下列问题:
①操作Ⅰ的名称为:___________。
②试剂X是___________,写出发生的主要反应的离子方程式__________。
③为测定(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体中铁的含量,某实验小组做了如下实验:用电子天平准确称量5.000g硫酸亚铁铵晶体,配制成250mL溶液。取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至Fe2+恰好全部氧化成Fe3+,同时,MnO4_被还原成Mn2+。测得消耗KMnO4溶液的平均体积为21.00mL。则该晶体中铁的质量分数为___________。(保留4位有效数字)
【答案】15 1 14 15 1 2 7 检验ClO2是否吸收完全 过滤 Fe 2Fe3++Fe=3Fe2+ 11.76%
【解析】
A装置是制取ClO2;ClO2易溶于水,沸点11℃,遇热不稳定易分解发生爆炸,B装置是冷凝收集ClO2,C装置吸收未冷凝的气态ClO2;ClO2有强氧化性,能使品红褪色,D装置品红能被ClO2氧化而导致品红褪色,是检验ClO2是否被完全吸收干净,根据氧化还原反应的原理分析解答(1)和(2);
(3)上述反应完后的废液中主要含有Fe3+,还有Al3+、Mg2+、H+、Cl-等,根据流程图,在废液中加入过量的X后可得硫酸亚铁,则X为铁;在硫酸亚铁晶体加入硫酸铵溶液,再蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤可得(NH4)2Fe(SO4)26H2O晶体,根据得失电子守恒可得关系式5Fe2+~MnO4-,根据KMnO4的物质的量可计算出样品中铁元素的质量,进而计算铁元素的质量分数,据此分析解答。
(1)NaClO3与FeS2的反应中,氯从+5价变为+4价,铁从+2价变为+3价,硫从-2价变为+6价,根据化合价升降法结合电荷守恒和元素守恒配平离子方程式为15ClO3-+FeS2+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O,故答案为:15;1;14;15;1;2;7;
(2)ClO2有强氧化性,能使品红褪色,所以装置D的作用是检验ClO2是否吸收完全,故答案为:检验ClO2是否吸收完全;
(3)上述反应完后的废液中主要含有Fe3+,还有Al3+、Mg2+、H+、Cl-等,根据流程图,在废液中加入过量的X后可得硫酸亚铁,则X为铁;在硫酸亚铁晶体加入硫酸铵溶液,再蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤可得(NH4)2Fe(SO4)26H2O晶体。
①根据上面的分析可知,操作Ⅰ是分离固体和溶液,为过滤,故答案为:过滤;
②根据上面的分析可知,试剂X是 Fe,发生的主要反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,故答案为:Fe;2Fe3++Fe=3Fe2+;
③根据电子得失守恒可得关系式5Fe2+~MnO4-,反应中消耗的KMnO4的物质的量为0.01000mol/L×21.00×10-3L=2.1×10-4mol,所以样品中铁元素的质量为2.1×10-4mol×5××56g/mol=0.588g,故铁元素的质量分数为×100%=11.76%,故答案为:11.76%。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】将32.0g铜与60.0mL一定浓度的硝酸发生如下反应:Cu+4HNO3 = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;3Cu+8HNO3 = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。铜完全溶解产生的混合气体体积为8.96L(标况)。请计算(各数据保留两位有效数字):
(1)NO的体积为______
(2)该混合气体的平均摩尔质量约为______
(3)待产生的气体全部释放后,向溶液加入100mL 2.0mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为______。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明Na2CO3与NaHCO3热稳定性的套管实验。请观察下图的实验装置、分析实验原理,下列说法错误的是( )
A. 甲为小苏打,乙为纯碱
B. 要证明NaHCO3受热能产生水,可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球
C. 整个实验过程中可以看到丙烧杯的澄清石灰水没变浑浊
D. 同质量的甲和乙分别与足量的盐酸完全反应,产生二氧化碳的质量:乙>甲
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,并且A-和B+的电子相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。回答下列问题:
(1)D2+的价层电子排布图为_____。
(2)四种元素中第一电离最小的是____,电负性最大的是____。(填元素符号)
(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为_____________;D的配位数为_______;
②列式计算该晶体的密度为___________g·cm-3。(列式并计算)
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品。
(1)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。
已知:①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H =-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H =+116.49 kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g)△H =+88.0 kJ·mol-1
试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式______________。
(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2:0.2mol·L-1,H2:0.8mol·L-1,CH4:0.8mol·L-1,H2O:1.6mol·L-1,起始充入CO2和H2的物质的量分别为_____、_____,CO2的平衡转化率为______。
②现有两个相同的恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器I、II,在I中充入1 molCO2,和4 molH2,在II中充入1 mol CH4和2 mol H2 O(g),300℃下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是_________(填字母)。
A.容器I、II中正反应速率相同 B.容器I、II中CH4的物质的量分数相同 C.容器I中CO2的物质的量比容器II中的多 D.容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1
(3)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图所示:
①上述生产过程的能量转化方式是_____。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为___,阴极的电极反应式为______。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在工业、农业等方面有广泛的应用,工业上可由高铁菱锰矿(主要成分为,含有等杂质)制备,部分工艺流程如下:
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的如表(开始沉淀的按离子浓度为计算):
金属离子 | |||||
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 |
(1)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________;
(2)“调pH”范围至5~6,得到滤渣2的主要成分除外还有___________;
(3)“除杂”过程中加入的目的是___________;
(4)“沉锰”过程中发生反应的化学方程式为___________;
(5)在水中的溶解度与温度的关系如图所示。由获得较纯净的晶体的方法是:将溶于适量的稀硫酸,控制温度在80℃~90℃之间蒸发结晶,__________(填操作名称),得到晶体,洗涤、烘干。晶体通常采用减压烘干的原因是__________;
(6)已知:。室温下,若溶液中,欲使溶液中的,则需调节溶液pH范围为______________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】研究等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)已知:;;
则反应的=________。
(2)一定条件下,将与以体积比置于密闭容器中发生上述反应,测得上述反应平衡时与体积比为,则平衡常数=________(保留两位小数)。
(3)可用于合成甲醇,反应方程式为。在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应________(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在、左右,选择此压强的理由是__________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】I。草酸(H2C2O4)与高锰酸钾在酸性条件下能够发生反应:
(实验1)甲同学用8.00 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液与5.00 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液反应,研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下:
组别 | KMnO4溶液 /mL | H2C2O4溶液 /mL | 10%硫酸体积/mL | 温度/℃ | 其他物质 |
Ⅰ | 8.00 | 5.00 | 3.00 | 20 | |
Ⅱ | 8.00 | 5.00 | 3.00 | 30 | |
Ⅲ | 8.00 | 5.00 | 1.00 | 20 | 2.00 mL蒸馏水 |
(1)写出草酸(H2C2O4)与高锰酸钾溶液在酸性条件下反应的离子方程式________。
(2)上述进行实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究__________对化学反应速率的影响。
(实验2)乙同学在研究草酸与高锰酸钾在酸性条件下反应的影响因素时发现,草酸与酸性高锰酸钾溶液开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显,但不久后突然褪色,反应速率明显加快。
(3)针对上述现象,乙同学认为草酸与高锰酸钾反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是_______的影响。
(4)若用实验证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是____(填字母)。
a.硫酸钾 b.水 c.二氧化锰 d.硫酸锰
Ⅱ.用如图所示的装置进行中和热的测定实验,分别取的溶液、的硫酸进行实验,回答下列问题:
(1)从上图实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是__________,除此之外,装置中的一个明显错误是__________。
(2)近似认为的NaOH溶液和的硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容,通过以下数据计算中和热△H=__________(结果保留小数点后一位)。
温度 实验次数 | 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | ||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 29.5 |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 32.3 |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.2 |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 29.8 |
(3)上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)_____。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.将以上四实验测量温度均纳入计算平均值
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】电解法处理CO2和SO2的混合气体的原理如图所示,电解质为熔融碳酸盐和硫酸盐,通电一段时间后,Ni电极表面形成掺杂硫的碳积层。下列说法错误的是( )
A.Ni电极表面发生了还原反应
B.阳极的电极反应为2O2--4e-=O2↑
C.电解质中发生的离子反应只有2SO2+O2+2O2-=2SO
D.该过程实现了电解质中熔融碳酸盐和硫酸盐的自主补充循环
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com