【題目】納米級(jí)Fe3O4呈黑色,因其有磁性且粒度小而在磁記錄材料、生物功能材料等諸多領(lǐng)域有重要應(yīng)用,探究其制備和用途意義重大。
(1)還原-沉淀法:①用還原劑Na2SO3將一定量Fe3+可溶鹽溶液中的Fe3+還原,使Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量比為1:2。②然后在①所得體系中加入氨水,鐵元素完全沉淀形成納米Fe3O4。檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2+的方法是___。寫出②過程的離子方程式:____。當(dāng)還原后溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1時(shí),由下表數(shù)據(jù)可知,產(chǎn)品磁性最大,可能的原因是___。
(2)電化學(xué)法也可制備納米級(jí)Fe3O4,用面積為4cm2的不銹鋼小球(不含鎳、鉻)為工作電極,鉑絲作陰極,用Na2SO4溶液作為電解液,電解液的pH維持在10左右,電流50mA。生成Fe3O4的總反應(yīng)方程式為___。
(3)已知:H2O(1)=H2(g)+O2(g)△H=+285.5kJ·mol-1,以太陽能為熱源分解Fe3O4,經(jīng)由熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2的過程如下,完善以下過程I的熱化學(xué)方程式。
過程I.____,
過程II:3FeO(s)+H2O(1)=H2(g)+Fe3O4(s) △H=+128.9kJ·mol-1。
【答案】取少量溶液,滴加酸性高錳酸鉀溶液,酸性高錳酸鉀溶液褪色(或取少量溶液,加入鐵氰酸鉀,生成藍(lán)色沉淀(KFe[Fe(CN)6]) Fe2++2Fe3++8NH3·H2O=Fe3O4+8NH4++4H2O Fe2+容易被氧化為Fe3+ 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O 2(g)ΔH3=+313.2kJ·mol-1(或Fe3O4(s)=3FeO(s)+O2(g)ΔH3=+156.6kJ·mol-1)
【解析】
(1)Fe2+具有還原性,能還原酸性高錳酸鉀;②過程中Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量比為1:2的溶液加入氨水,生成Fe3O4;Fe2+容易被氧化為Fe3+,生產(chǎn)過程中部分Fe2+可能被氧氣氧化;
(2)根據(jù)題意,不銹鋼小球作陽極,制備納米級(jí)Fe3O4,Fe3O4是陽極產(chǎn)物,陰極氫離子得電子生成氫氣。
(3)由圖示可知,過程I是Fe3O4分解為FeO和氧氣,根據(jù)蓋斯定律計(jì)算焓變;
(1)Fe2+具有還原性,能還原酸性高錳酸鉀,檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2+的方法是:取少量溶液,滴加酸性高錳酸鉀溶液,酸性高錳酸鉀溶液褪色;②過程中Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量比為1:2的溶液加入氨水,生成Fe3O4,反應(yīng)的離子方程式是Fe2++2Fe3++8NH3·H2O=Fe3O4+8NH4++4H2O;Fe2+容易被氧化為Fe3+,生產(chǎn)過程中部分Fe2+可能被氧氣氧化,所以當(dāng)還原后溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1時(shí),產(chǎn)品磁性最大;
(2)根據(jù)題意,不銹鋼小球作陽極,制備納米級(jí)Fe3O4,Fe3O4是陽極產(chǎn)物,陽極反應(yīng)式是3Fe-8e-+8OH-= Fe3O4+4H2O;陰極氫離子得電子生成氫氣,陰極反應(yīng)式是2H2O+2e-=H2+2OH-;總反應(yīng)式是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 ;
(3)①H2O(1)=H2(g)+O2(g)△H=+285.5kJ·mol-1,
②3FeO(s)+H2O(1)=H2(g)+Fe3O4(s) △H=+128.9kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律,①×2-②×2得2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O 2(g)ΔH3=+313.2kJ·mol-1;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知NaHISO4溶于水時(shí)電離出Na+、H+、SO42-,某同學(xué)欲探究其化學(xué)性質(zhì),稱取了12.0g NaHSO4,固體配成100mL溶液,做了如下實(shí)驗(yàn):
①取20 mL該溶液加入足量Zn粒有大量氣體生成;
②取20 mL該溶液加入Fe2O3后溶液變黃色;
③取20 mL該溶液加入BaCl2溶液后有大量白色沉淀產(chǎn)生。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)該實(shí)驗(yàn)所配置的NaHSO4溶液物質(zhì)的量濃度為__________。
(2)請(qǐng)用離子方程式解釋①中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象___________,該實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的氣體體積為__________(請(qǐng)按標(biāo)準(zhǔn)狀況下計(jì)算)。
(3)請(qǐng)用離子方程式解釋②中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象_________________。
(4)請(qǐng)用離子方程式解釋③中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某透明溶液僅含 Na+、F、B、Al3+、NO3-、Cl-、SO42-中的 4種離子,所含離子均為 1mol。若向該溶液中加入過量的稀硫酸,有氣泡產(chǎn)生,且溶液中陰離子種類不變(不考慮水的電離和離子的水解);卮鹣铝袉栴}:
(1)溶液中存在的離子是_________________;
(2)寫出溶液中加入過量的稀硫酸反應(yīng)的離子方程式___________________;
(3)向原溶液中滴加足量NaOH 溶液后,過濾洗滌灼燒,最終得到固體質(zhì)量為_________g。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在體積相同的兩個(gè)密閉容器中分別充滿C2H4和C3H6氣體,當(dāng)這兩個(gè)密閉容器中溫度和氣體密度相等時(shí),下列說法正確的是
A. 兩種氣體的分子數(shù)相等 B. C2H4比C3H6的質(zhì)量小
C. 兩種氣體的壓強(qiáng)相等 D. 兩種氣體的原子數(shù)相等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室用密度為1.25 gmL﹣1、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸配制240 mL 0.1 molL﹣1的鹽酸,請(qǐng)回答下列問題:
(1)濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度為________________________。
(2)配制240 mL 0.1 molL﹣1的鹽酸
應(yīng)量取濃鹽酸體積/mL | 應(yīng)選用容量瓶的規(guī)格/mL |
__________ | __________ |
(3)配制時(shí),其正確的操作順序是(用字母表示,每個(gè)字母只能用一次)__________。
A.用30 mL水洗滌燒杯內(nèi)壁和玻璃棒23次,洗滌液均注入容量瓶,振蕩
B.用量筒淮確量取所需的濃鹽酸的體積,倒入燒杯中,再加入少量水(約30 mL),用玻璃棒慢慢攪動(dòng),使其混合均勻
C.將已冷卻的鹽酸沿玻璃棒注入容量瓶中
D.將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻
E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹液面恰好與刻度線相切
F.繼續(xù)往容量瓶內(nèi)小心加水,直到液面接近刻度線12 cm處
(4)若實(shí)驗(yàn)中遇到下列情況,對(duì)配制鹽酸的物質(zhì)的量濃度有何影響(填“偏高”“偏低”或“不變”)
①用于稀釋鹽酸的燒杯未洗滌__________________________________________;
②容量瓶中原有少量蒸餾水____________________________________________;
③定容時(shí)俯視觀察液面________________________________________________。
(5)若實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)如下情況如何處理?
①定容時(shí)加蒸餾水時(shí)超過了刻度________________________________________;
②向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時(shí)不慎有溶液濺出________________________________;
③定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面下降____________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】450℃時(shí),在某恒容密閉容器中存在反應(yīng):C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),下列說法能作 為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志的是
A. 容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變B. v正(N2)=2v逆(NO)
C. N2與CO2的物質(zhì)的量之比為1∶1D. 容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A.2,2二甲基丁烷的1HNMR上有4個(gè)峰
B.中所有原子處于同一平面上
C.有機(jī)物的一種芳香族同分異構(gòu)體能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
D.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,說明苯環(huán)與甲基相連的碳碳單鍵變活潑,被KMnO4氧化而斷裂
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定壓強(qiáng)下,向10 L密閉容器中充入1 mol S2Cl2和1 mol Cl2,發(fā)生反應(yīng)S2Cl2(g)+Cl2(g) 2SCl2(g)。Cl2與SCl2的消耗速率(v)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示,以下說法中不正確的是( )
A.正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能
B.達(dá)到平衡后再加熱,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C.A、B、C、D四點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)下,達(dá)到平衡狀態(tài)的為B、D
D.一定溫度下,在恒容密閉容器中,達(dá)到平衡后縮小容器體積,重新達(dá)到平衡后,Cl2的平衡轉(zhuǎn)化率不變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】I.下面是幾種實(shí)驗(yàn)中常用的儀器:
A | B | C | D |
寫出序號(hào)所代表的儀器的名稱:B___________;C___________;D___________。
II.如圖為實(shí)驗(yàn)室某濃鹽酸試劑瓶標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù),試根據(jù)標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù),回答下列問題:
(1)該濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度為__________mol·L-1。
(2)取用任意體積的該鹽酸溶液時(shí),下列物理量中不隨所取體積的多少而變化的是_____________。
A.溶液中HCl的物質(zhì)的量 B.溶液的濃度
C.溶液中Cl-的數(shù)目 D.溶液的密度
(3)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正確的是____________
A.使用容量瓶前檢驗(yàn)是否漏水
B.容量瓶用水洗凈后,再用待配溶液洗滌
C.配制溶液時(shí),如果試樣是固體,把稱好的固體用紙條小心倒入容量瓶中,緩慢加水至接近刻度線1~2cm處,用膠頭滴管加蒸餾水至刻度線。
D.配制溶液時(shí),若試樣是液體,用量筒取樣后用玻璃棒引流倒入容量瓶中,緩慢加水至刻度線1~2cm處,用膠頭滴管加蒸餾水至刻度線。
E.蓋好瓶塞,用食指頂住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反復(fù)倒轉(zhuǎn)多次,搖勻。
(4)某學(xué)生欲用上述濃鹽酸和蒸餾水配制490 mL物質(zhì)的量濃度為0.400 mol·L-1的稀鹽酸。
①該學(xué)生需要量取________mL上述濃鹽酸進(jìn)行配制。(保留小數(shù)點(diǎn)后1位)
②在配制過程中,下列實(shí)驗(yàn)操作對(duì)所配制的稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度有何影響(在橫線上填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
a.用量筒量取濃鹽酸時(shí)仰視觀察凹液面。________________
b.定容后經(jīng)振蕩、搖勻、靜置,發(fā)現(xiàn)液面下降,再加適量的蒸餾水。________________
③該同學(xué)取他所配制的0.400 mol·L-1的鹽酸去中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所取鹽酸的體積比所計(jì)算的25mL要小,則可能的原因是________
A.濃鹽酸揮發(fā),濃度不足
B.配制溶液時(shí),未洗滌燒杯
C.配制溶液時(shí),俯視容量瓶刻度線
D.加水時(shí)超過刻度線,用膠頭滴管吸出
(5)實(shí)驗(yàn)過程中用到蒸餾水。如右圖為實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水的裝置示意圖。請(qǐng)改正圖中的兩處明顯的錯(cuò)誤:________________;________________。實(shí)驗(yàn)時(shí)A中除加入少量自來水外,還需加入少量碎瓷片,其作用是__________。
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