【題目】聚合硫酸鐵[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m廣泛用于水的凈化。以FeSO4·7H2O為原料,經(jīng)溶解、氧化、水解聚合等步驟,可制備聚合硫酸鐵。
(1)將一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在約70 ℃下邊攪拌邊緩慢加入一定量的H2O2溶液,繼續(xù)反應一段時間,得到紅棕色黏稠液體。H2O2氧化Fe2+的離子方程式為________;水解聚合反應會導致溶液的pH________。
(2)測定聚合硫酸鐵樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù):準確稱取液態(tài)樣品3.000 g,置于250 mL錐形瓶中,加入適量稀鹽酸,加熱,滴加稍過量的SnCl2溶液(Sn2+將Fe3+還原為Fe2+),充分反應后,除去過量的Sn2+。用5.000×102 mol·L1 K2Cr2O7溶液滴定至終點(滴定過程中與Fe2+反應生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述實驗中若不除去過量的Sn2+,樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)的測定結(jié)果將________(填“偏大”或“偏小”或“無影響”)。
②計算該樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)(寫出計算過程)_____。
【答案】2Fe2++ H2O2+2H+2Fe3++2H2O 減小 偏大 n()=5.000×102 mol·L1×22.00 mL×103 L·mL1=1.100×103 mol
由滴定時→Cr3+和Fe2+→Fe3+,根據(jù)電子得失守恒可得微粒的關(guān)系式:~6Fe2+
(或+14H++6Fe2+6Fe3++2Cr3++7H2O)
則n(Fe2+)=6n()=6×1.100×103 mol=6.600×103 mol
樣品中鐵元素的質(zhì)量:
m(Fe)=6.600×103 mol×56 g·mol1=0.3696 g
樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù):w(Fe)=×100%=12.32%
【解析】
(1)Fe2+具有還原性,H2O2具有氧化性,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒書寫離子方程式;根據(jù)水解反應的離子方程式分析溶液pH的變化;
(2)①根據(jù)Sn2+能將Fe3+還原為Fe2+判斷還原性的強弱,進一步進行誤差分析;
②根據(jù)K2Cr2O7溶液的濃度和體積計算消耗的K2Cr2O7物質(zhì)的量,由得失電子守恒計算n(Fe2+),結(jié)合Fe守恒和ω(Fe)的表達式計算。
(1)Fe2+具有還原性,在溶液中被氧化成Fe3+,H2O2具有氧化性,其還原產(chǎn)物為H2O,根據(jù)得失電子守恒可寫出反應2Fe2++H2O2→2Fe3++2H2O,根據(jù)溶液呈酸性、結(jié)合原子守恒和電荷守恒,H2O2氧化Fe2+的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;H2O2氧化后的溶液為Fe2(SO4)3溶液,Fe2(SO4)3發(fā)生水解反應Fe2(SO4)3+(6-2n)H2O Fe2(OH)6-2n(SO4)n+(3-n)H2SO4,Fe2(OH)6-2n(SO4)n聚合得到聚合硫酸鐵,根據(jù)水解方程式知水解聚合反應會導致溶液的酸性增強,pH減小。答案:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 減小
(2)①根據(jù)題意,Sn2+能將Fe3+還原為Fe2+,發(fā)生的反應為Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+,根據(jù)還原性:還原劑>還原產(chǎn)物,則還原性Sn2+>Fe2+,實驗中若不除去過量的Sn2+,則加入的K2Cr2O7先氧化過量的Sn2+再氧化Fe2+,導致消耗的K2Cr2O7溶液的體積偏大,則樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)的測定結(jié)果將偏大。答案:偏大
② 實驗過程中消耗的n(Cr2O72-)=5.000×10-2mol/L×22.00mL×10-3L/mL=1.100×10-3mol
由滴定時Cr2O72-→Cr3+和Fe
則n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×1.100×10-3mol=6.6×10-3mol
(根據(jù)Fe守恒)樣品中鐵元素的質(zhì)量:m(Fe)=6.6×10-3mol×56g/mol=0.3696g
樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù):ω(Fe)=×100%=12.32%。
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【題目】氨是化肥工業(yè)和基本有機化工的主要原料,工業(yè)采用N2和H2合成氨的催化過程如下圖所示。已知合成氨的反應為放熱反應,下列說法正確的是
A.使用催化劑可改變反應的△H
B.過程③到④形成N—H吸收能量
C.升高溫度,合成氨反應的平衡常數(shù)減小
D.催化劑可有效提高反應物的平衡轉(zhuǎn)化率
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【題目】FeBr2是一種黃綠色固體,某學習小組制備并探究它的還原性。
I.實驗室制備FeBr2實驗室用如圖所示裝置制取溴化亞鐵。其中A為CO2發(fā)生裝置,D和d中均盛有液溴,E為外套電爐絲的不銹鋼管,e是兩個耐高溫的瓷皿,其中盛有細鐵粉。
實驗開始時,先將鐵粉加熱至600—700℃,然后將干燥、純凈的CO2氣流通入D中,E管中反應開始。不斷將d中液溴滴入溫度為100—120℃的D中。經(jīng)過幾小時的連續(xù)反應,在鐵管的一端沉積有黃綠色鱗片狀溴化亞鐵。
(1)若在A中盛固體CaCO3,a中盛6 mol/L鹽酸。為使導入D中的CO2為干燥純凈的氣體,則圖中B、C處的裝置和其中的試劑應是:B為_____________。C為________________。為防止污染空氣,實驗時應在F處連接盛___________的尾氣吸收裝置。
(2)反應過程中要不斷通入CO2,其主要作用是____________________。
Ⅱ.探究FeBr2的還原性
(3)實驗需要200 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液,配制FeBr2溶液除燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒外,還需要的玻璃儀器是_____________,需稱量FeBr2的質(zhì)量為:_________。
(4)取10 mL上述FeBr2溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振蕩后溶液呈黃色。某同學對產(chǎn)生黃色的原因提出了假設:
假設1:Br一被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中;
假設2:Fe2+被Cl2氧化成Fe3+
設計實驗證明假設2是正確的:________
(5)請用一個離子方程式來證明還原性Fe2+>Br一________:
(6)若在40 mL上述FeBr2溶液中通入3×10-3mol Cl2,則反應的離子方程式為________
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【題目】一定條件下,在體積為10L的密閉容器中充入1mol X和1mol Y進行反應:2X(g)+Y(g)Z(g),60s后反應達到平衡,生成Z的物質(zhì)的量為0.3mol。下列說法正確的是
A.X的平衡轉(zhuǎn)化率為40%
B.若將容器體積變?yōu)?/span>20L,則Z的平衡濃度小于原來的
C.若增大壓強,則Y的平衡轉(zhuǎn)化率減小
D.若升高溫度,X的體積分數(shù)增大,則該反應的ΔH>0
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【題目】室溫下,下列說法正確的是
A.醋酸分子不可能存在于pH>7的堿性溶液中
B.NaCl溶液與CH3COONH4溶液均呈中性,所以等物質(zhì)的量濃度的兩種溶液中水的電離程度相等。
C.0.1mol·L-1硫化鈉溶液中粒子濃度的關(guān)系:c(OH-)- c(H+)=c(HS-)+c(H2S)
D.同濃度的溶液:①(NH4)2SO4、②NH4HSO4、③NH4Cl中,c(NH4+)由大到小的順序是①>②>③
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【題目】兩種金屬接觸時,接觸部位會發(fā)生“電偶腐蝕”。金屬鐵和銅在自來水和海水中,相同時間發(fā)生的腐蝕情況如圖。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.甲圖中的介質(zhì)為海水
B.腐蝕過程中電能轉(zhuǎn)化為化學能
C.鐵電極反應式為Fe-3e-=Fe3+
D.若在金屬表面涂油漆,可以減弱鐵的腐蝕
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【題目】(1)NH4Al(SO4)2可作凈水劑,其理由是__________________(用必要的化學用語和相關(guān)文字說明).
(2)常溫下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀釋過程中,下列表達式的數(shù)據(jù)一定變小的是________(填字母序號,下同)。
A.c(H+) B.
C.c(H+)·c(OH-) D.
E.
若該溶液升高溫度,上述5種表達式的數(shù)據(jù)一定增大的是___________。
(3)體積為10mL pH=2的醋酸溶液與一元酸HX溶液分別加水稀釋至1 000mL,稀釋過程pH變化如圖:則HX的電離平衡常數(shù)_____________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常數(shù);理由是____________________;稀釋后,HX溶液中由水電離出來的c(H+)___________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中由水電離出來的c(H+)。
(4)已知25℃,NH3·H2O的Kb=1.8×105,H2SO3的Ka1=1.3×102,Ka2=6.2×108。將SO2通入該氨水中,當c(OH)降至1.0×107 mol·L1時,溶液中的=____________。
(5)①25℃時,Ka(HCN)=4.9×l0-10,Ka(CH3COOH)=1.8×l0-5,H2CO3:K1=4.3×l0-7、K2=5.6×l0-11,25℃時有pH相等的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液,三溶液的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序為_____________.
②向NaCN溶液中通入少量CO2,所發(fā)生反應的化學方程式為:_______________.
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【題目】常溫下,用pH=m的鹽酸滴定20mL pH=n的MOH溶液,且m+n=14;旌先芤旱pH與鹽酸體積V的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.a點:c(Cl-)>c(M+)>c(OH-)>c(H+)
B.b點:MOH和HCl恰好完全反應
C.c點:c(H+)=c(OH-)+c(MOH)
D.a點到d點:水電離的c(H+)·c(OH-)先變大,后變小
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【題目】可逆反應:2NO22NO+O2在密閉容器反應,達到平衡狀態(tài)的標志是()
(1)單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2
(2)單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO
(3)用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示反應速率的比為2:2:1的狀態(tài)
(4)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
(5)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài).
A. B. C. D.
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