【題目】工業(yè)廢棄物的資源化回收再利用,可以更大限度地發(fā)揮原材料的價值。某教師在指導(dǎo)學(xué)生做研究性學(xué)習(xí)時,擬利用廢鐵屑在實驗室制備FeSO4溶液,再與等物質(zhì)的量的(NH4)2SO4反應(yīng),制備補血劑硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,相對分子質(zhì)量為392]。硫酸亞鐵銨晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定,在空氣中不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。
(1)廢鐵屑的凈化:將廢鐵屑投入10%的碳酸鈉溶液中并加熱5~10min,通過傾析法棄去純堿溶液,并用蒸餾水洗凈廢鐵屑,待用。
(2)酸浸凈化后的廢鐵屑:將2gFe粉、10mL3mol·L-1的H2SO4溶液加入燒瓶中反應(yīng),用如圖所示裝置制備FeSO4溶液。保持溫度70~80℃,適當(dāng)添加水以補充被蒸發(fā)掉的水分,并控制溶液的pH,至反應(yīng)無明顯氣泡產(chǎn)生,停止加熱,過濾,稱量殘留固體質(zhì)量。
①反應(yīng)過程中會產(chǎn)生少量H2S、PH3等氣體,需使用封閉裝置。寫出用CuSO4溶液吸收H2S氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式:____________________________
②反應(yīng)過程中使用過量鐵粉的目的是____________________________
(3)制備(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O:向FeSO4溶液中加入一定質(zhì)量的(NH4)2SO4固體,70~80℃條件下溶解后,趁熱倒入50mL乙醇中,析出晶體。
實驗中,需對過濾出產(chǎn)品的母液(pH<1)進(jìn)行處理。室溫下,分別取母液并向其中加入指定物質(zhì),反應(yīng)后的溶液中主要存在的一組離子正確的是_____ (填序號)。
A.通入過量Cl2:Fe2+、H+、NH4+、Clˉ、SO42ˉ
B.加入過量KSCN溶液:K+、NH4+、Fe3+、SO42ˉ、SCNˉ
C.加入過量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH4+、SO42ˉ、OHˉ
D.加入過量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、SO42ˉ、Clˉ、ClOˉ、OHˉ
(4)產(chǎn)品純度測定:稱取ag產(chǎn)品溶于水,配制成500mL溶液,取25.00mL待測液,用濃度為cmol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定。重復(fù)上述操作2次實驗結(jié)果如下:
該產(chǎn)品的純度為____________________________(用含a、c的代數(shù)式表示)。
有同學(xué)提出,測定產(chǎn)品中SO42ˉ的含量也可測定產(chǎn)品的純度,請補充完整實驗方案:稱取約0.4g樣品,溶于70mL水,__________________________________________________,將沉淀移入坩堝,灼燒至恒重,記錄數(shù)據(jù)(實驗中必須使用的試劑有:2mol·L-1的HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。
【答案】CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4 避免Fe2+被氧化為Fe3+ D 980c/a×100% 加入2mol/LHCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,過濾,洗滌沉淀,直至濾液滴加AgNO3溶液不出現(xiàn)渾濁
【解析】
(2)①實驗室用CuSO4溶液吸收H2S氣體,生成硫酸和硫化銅;
②鐵粉具有還原性,反應(yīng)過程中使用過量鐵粉的目的是避免Fe2+被氧化為Fe3+;
(3)根據(jù)離子共存的判斷方法進(jìn)行解析;
(4)第一次與第二次、第三次相差較大,忽略不計,消耗高錳酸鉀溶液的體積為(25.02+24.98)/2mL=25mL,根據(jù)離子反應(yīng)方程式進(jìn)行計算;測定產(chǎn)品中SO42ˉ的含量也可測定產(chǎn)品的純度,具體實驗方案為:稱取約0.4g樣品,溶于70mL水,加入2mol/LHCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,過濾,洗滌沉淀,直至濾液滴加AgNO3溶液不出現(xiàn)渾濁,將沉淀移入坩堝,灼燒至恒重,記錄數(shù)據(jù)。
(2)①實驗室用CuSO4溶液吸收H2S氣體,生成硫酸和硫化銅,化學(xué)反應(yīng)方程式為:CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4,故答案為CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4。
②鐵粉具有還原性,反應(yīng)過程中使用過量鐵粉的目的是避免Fe2+被氧化為Fe3+,故答案為避免Fe2+被氧化為Fe3+。
(3)據(jù)已知信息可知,母液中主要存在的離子有Fe2+、H+、NH4+、SO42ˉ,
A.通入過量Cl2,溶液中的Fe2+不能大量共存,且主要存在的離子應(yīng)包括ClO-,故A錯誤;
B.加入過量KSCN溶液,溶液中的Fe3+與SCNˉ不能大量共存,故B錯誤;
C.加入過量NaOH溶液,溶液中的Fe2+與NH4+均不能大量存在,故C錯誤;
D.加入過量NaClO和NaOH的混合溶液,H+與OHˉ發(fā)生中和反應(yīng)生成水,NH4+以NH3的形式逸出,Fe2+先轉(zhuǎn)化為Fe3+,(2Fe2++ClO-+H2O=2Fe3++Cl-+2OH-),再以Fe(OH)3的形式除去,則反應(yīng)后的溶液中主要存在的離子為:Na+、SO42ˉ、Clˉ、ClOˉ、OHˉ,故D正確。
故答案為D。
(4)因為第一次與第二次、第三次相差較大,忽略不計,消耗高錳酸鉀溶液的體積為(25.02+24.98)/2mL=25mL,根據(jù)離子反應(yīng)方程式,得出:n[(NH4)2SO4FeSO46H2O]=5n(KMnO4)=25×10-3×c×5mol,則500mL溶液中含有n[(NH4)2SO4FeSO46H2O]=25×10-3×c×5×500/25mol=2.5cmol,所以該產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=2.5c×392/a×100%=980c/a×100%,
測定產(chǎn)品中SO42ˉ的含量也可測定產(chǎn)品的純度,具體實驗方案為:稱取約0.4g樣品,溶于70mL水,加入2mol/LHCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,過濾,洗滌沉淀,直至濾液滴加AgNO3溶液不出現(xiàn)渾濁,將沉淀移入坩堝,灼燒至恒重,記錄數(shù)據(jù);故答案為980c/a×100%;加入2mol/LHCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,過濾,洗滌沉淀,直至濾液滴加AgNO3溶液不出現(xiàn)渾濁。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】利用含碳化合物合成燃料是解決能源危機的重要方法,已知煤液化過程中有反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),其反應(yīng)過程中的能量變化情況如圖所示,曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別表示不使用催化劑和使用催化劑的兩種情況。下列判斷正確的是( )
A.該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=+91kJ·mol-1
B.加入催化劑后,該反應(yīng)的ΔH變小
C.反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量
D.從圖中可以看出,使用催化劑降低了該反應(yīng)的活化能
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)分子式為C8H10的芳香烴同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式有_____種。
(2)苯環(huán)上的一個氫原子被氯原子取代后生成的同分異構(gòu)體數(shù)目最少的是_____(填結(jié)構(gòu)簡式,下同),該一氯代物的結(jié)構(gòu)簡式是_____
(3)_____的一氯代物種類最多。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】碳是形成化合物種類最多的元素,其單質(zhì)及化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。請回答下列問題:
(1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N,轉(zhuǎn)化過程如下,ΔH=+88.6 kJ·mol-1。則M、N相比,較穩(wěn)定的是________。
(2)已知CH3OH(l)的燃燒熱ΔH=-726.5 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·mol-1則a________726.5(填“>”“<”或“=”)
(3)將Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層,生成HCl和CO2,當(dāng)有1 mol Cl2參與反應(yīng)時釋放出145.0 kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________________________________。
(4)火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒,所得物質(zhì)可作耐高溫材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176.0 kJ·mol-1,則反應(yīng)過程中,每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為_______。
(5) 已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g) ΔH3=+141 kJ·mol-1
則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g)的 ΔH=__________________。
(6)已知拆開1 mol H—H鍵,1 mol N—H鍵,1mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則N2(g)與H2(g)反應(yīng)生成NH3(g)的熱化學(xué)方程式為:________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】汽車尾氣中含有CO、NO、NO2、碳?xì)浠衔锏榷喾N污染物;卮鹣铝袉栴}:
(1)汽車燃料中不含氮元素,尾氣中所含NO產(chǎn)生的原因是_________________________(用化學(xué)方程式表示)。
(2)已知:2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(g) △H1=-5316 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H3=-746 kJ·mol-1
①若H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ·mol-1,則表示正丁烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為__________________。
②部分化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)為:氧分子中氧氧鍵的鍵能為494 kJ·mol-1;C=O的鍵能為799 kJ·mol-1;CO分子中碳氧鍵的鍵能為1076 kJ·mol-1;請計算出反應(yīng)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的△H=______________kJ·mol-1,由此可以計算△H2=__________kJ·mol-1
(3)1573K時,N2+O22NO平衡常數(shù)為2.0×10-6,若測得內(nèi)燃機內(nèi)平衡混合氣中氮氣、氧氣的物質(zhì)的量分別為0.2mol、0.001mol,則生成NO的物質(zhì)的量為_____________mol,N2的轉(zhuǎn)化率為____________。
(4)T<500K時,反應(yīng)NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)分兩步進(jìn)行:
第一步:NO2(g)+NO2(g)=NO3(g)+NO(g) (慢反應(yīng))
第二步:NO3(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) (快反應(yīng))
下列表述正確的是__________(填標(biāo)號)
A.反應(yīng)速率與NO2濃度有關(guān) B.反應(yīng)速率與NO濃度有關(guān)
C.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3 D.第一步反應(yīng)活化能較低
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列敘述正確的是( )
A. △H>0的化學(xué)反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行
B. 反應(yīng)2NO2(g)N2O4(l)的熵(體系的混亂度)增大(即△S>0)
C. FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同
D. Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),該固體可溶于NH4Cl溶液
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】聯(lián)氨(N2H4)及其衍生物是一類重要的火箭燃料,N2H4與N2O4能放出大量的熱。
(1)已知:2NO2(g)=N2O4(g) △H=-57.20kJ·mol-1。一定溫度下,在密閉容器中反應(yīng)2NO2(g)=N2O4(g) 達(dá)到平衡。其它條件不變時,下列措施:
A.減小NO2的濃度 B.降低溫度 C.增加NO2的濃度 D.升高溫度
能提高NO2轉(zhuǎn)化率的是_______(填字母)。
(2)25℃時,1.00gN2H4(l)與足量N2O4(l)完全反應(yīng)生成N2(g)和H2O (l) ,放出19.14kJ
的熱量。則反應(yīng)2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O (l)的△H=______kJ·mol-1。
(3)17℃、1.01×105Pa,密閉容器中N2O4和NO2的混合氣體達(dá)到平衡時,c(NO2)=0.0300mol·L-1、c(N2O4)=0.0120mol·L-1。計算反應(yīng)2 NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)K=______。
(4)現(xiàn)用一定量的Cu 與足量的濃HNO3反應(yīng),制得1.00L已達(dá)平衡的N2O4和NO2
混合氣體(17℃、1.01×105Pa),理論上至少需消耗Cu的質(zhì)量是________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】是一種重要的化工原料,在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用十分廣泛。地康法制取氯氣的反應(yīng)為: 。該反應(yīng)分兩步進(jìn)行,其基本原理如下圖所示:
過程I的反應(yīng)為,
(])該原理中,的作用是_____________
(2)過程II反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________
(3)壓強為時,地康法中的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如圖。
①平衡常數(shù)比較:K(a)____________K(b)(填">“<"或“-").
②c點表示投料不變,、壓強為時,地康法中HCl的平衡轉(zhuǎn)化率,則p2_____________p1(填“>”“<”或“=”),理由是___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】科學(xué)工作者研發(fā)了一種 SUNCAT的系統(tǒng),借助鋰循環(huán)可持續(xù),合成其原理如圖所示。下列說法不正確的是
A. 過程I得到的Li3N的電子式為
B. 過程Ⅱ生成W的反應(yīng)為Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑
C. 過程Ⅲ涉及的陽極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O
D. 過程I、Ⅱ、Ⅲ均為氧化還原反應(yīng)
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