【題目】納米材料一直是人們研究的重要課題,例如納米級Fe粉表面積大,具有超強的磁性,高效催化性等優(yōu)良的性質(zhì)。
I、實驗室采用氣相還原法制備納米級Fe,其流程如圖所示:
(1)納米級Fe和稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。
(2)如何將FeCl2·nH2O固體加熱脫水制得無水FeCl2 _____________________________________(用簡要文字描述)。
(3)生成納米級Fe的化學(xué)方程式為______________________________________。
II、查閱資料:在不同溫度下,納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的固體產(chǎn)物不同,溫度低于570℃時生成FeO,高于570℃時生成Fe3O4。甲同學(xué)用如圖甲裝置所示進行納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗,乙同學(xué)用圖乙所示的裝置進行納米級Fe粉與水蒸氣的反應(yīng)并驗證產(chǎn)物。
(4)甲裝置中納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ______________________。
(5)甲裝置中儀器a的名稱為_______________________。
(6)乙同學(xué)為探究實驗結(jié)束后試管內(nèi)的固體物質(zhì)成分,進行了下列實驗:
實驗步驟 | 實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 |
I | 將反應(yīng)后得到的黑色粉末X(假定為均勻的),取出少量放入另一試管中,加入少量鹽酸,微熱 | 黑色粉末逐漸溶解,溶液呈淺綠色;有少量氣泡產(chǎn)生 |
II | 向?qū)嶒濱得到的溶液中滴加幾滴KSCN溶液,振蕩 | 溶液沒有出現(xiàn)紅色 |
根據(jù)以上實驗,乙同學(xué)認(rèn)為該條件下反應(yīng)的固體產(chǎn)物為FeO。
丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的結(jié)論不正確,他的理由是______(用簡要文字描述)。
(7)丁同學(xué)稱取5.60gFe粉,用乙裝反應(yīng)一段時間后,停止加熱。將試管內(nèi)的固體物質(zhì)在干燥器中冷卻后,稱得質(zhì)量為6.88g,則丁同學(xué)實驗后的固體物質(zhì)中氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
【答案】 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 在干燥的HC1氣流中加熱 FeCl2+H2Fe+2HCl Fe+H2O(g)FeO+H2 蒸發(fā)皿 加入KSCN溶液,溶液沒有出現(xiàn)紅色,也可能是因為Fe過量,與生成的Fe3+反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe2+ 67.4%
【解析】(1)納米級Fe和稀鹽酸反應(yīng)生成FeCl2和H2,離子方程式為Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(2)FeCl2·nH2O固體加熱脫水時,易發(fā)生水解,水解方程式為FeCl2+2H2O Fe(OH)2+2HCl,為防止FeCl2水解,在加熱脫水時,通常通入干燥的HCl氣體,HCl能抑制FeCl2的水解,且通入的HCl氣體可帶走水蒸氣,利于固體脫水。故答案為:在干燥的HC1氣流中加熱;
(3)根據(jù)流程可知,FeCl2·nH2O固體加入脫水得到FeCl2,然后N2、H2與FeCl2在高溫條件下反應(yīng)得到納米級Fe,反應(yīng)方程式為FeCl2+H2Fe+2HCl。
(4)根據(jù)已知“納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng),溫度低于570℃時生成FeO”,甲裝置用酒精燈加熱,反應(yīng)溫度較低,產(chǎn)物為FeO。Fe失電子,水中H得電子,生成氫氣,則反應(yīng)方程式為Fe+H2O(g) FeO+H2;
(5)儀器a為蒸發(fā)皿;
(6)加入KSCN溶液,溶液沒有出現(xiàn)紅色,說明溶液中沒有Fe3+,可能是因為納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的過程中Fe過量,F(xiàn)e沒有反應(yīng)完;將反應(yīng)后的固體,加入少量的鹽酸,也可能發(fā)生反應(yīng)Fe+2 Fe3+=3Fe2+,所以看不到血紅色。
故答案為:加入KSCN溶液,溶液沒有出現(xiàn)紅色,也可能是因為Fe過量,與生成的Fe3+反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe2+;
(7)用乙裝置反應(yīng),反應(yīng)溫度高于570℃,則Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的固體產(chǎn)物為Fe3O4。反應(yīng)后所得固體的質(zhì)量為6.88g,其中氧原子的質(zhì)量為m(O)=6.88g-5.60g=1.28g,則n(O)==0.08mol。由關(guān)系式1 Fe3O4~4 O,可得n(Fe3O4)=0.02mol。所以固體物質(zhì)中氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)== ≈67.4%
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【題目】Ⅰ.如圖所示,甲、乙兩裝置電極材料都是鐵棒與碳棒,請回答下列問題:
(1)若兩裝置中均為CuSO4溶液,反應(yīng)一段時間后:
①有紅色物質(zhì)析出的分別是甲、乙裝置中的________。
A.甲中的Fe棒,乙中的Fe棒 B.甲中的C棒,乙中的Fe棒
C. 甲中的C 棒,乙中的Fe棒 D.甲中的C棒,乙中的C棒
②乙裝置中陽極的電極反應(yīng)式是:____________________________________________。
(2)若兩裝置中均為飽和NaCl溶液:
①寫出乙裝置中總反應(yīng)的離子方程式:_________________________________________。
②將濕潤的淀粉KI試紙放在乙裝置碳極附近,發(fā)現(xiàn)試紙變藍,解釋其原因:___________。
Ⅱ.如圖為綠色電源“甲烷燃料電池”的工作原理示意圖。
負(fù)極的電極反應(yīng)為______________________
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【題目】下列反應(yīng)中有機物化學(xué)鍵斷裂只涉及π鍵斷裂的是( )。
A. CH4的燃燒 B. C2H4與Cl2的加成 C. CH4與Cl2的取代 D. C2H4的燃燒
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【題目】我國預(yù)計在2020年前后建成自己的載人空間站,為循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供氧氣。我國科學(xué)家設(shè)計了一種裝置(如圖所示),實現(xiàn)“太陽能→電能→化學(xué)能”轉(zhuǎn)化,總反應(yīng)為2CO2=2CO+O2,下列有關(guān)說法不正確的是
A. 該裝置屬于電解池
B. X極發(fā)生氧化反應(yīng),Y極發(fā)生還原反應(yīng)
C. 人體呼出的水蒸氣參與Y極反應(yīng):CO2+H2O+2e-=CO+2OH-
D. X極每產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氣體,有2mol的OH-從Y極移向X極
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【題目】常溫下,向20mL 0.0lmol/L CH3COOH 溶液中逐滴加入0.01mol/L的NaOH溶液,溶液中水電離出的c(H+)隨加入NaOH溶液的體積變化示意圖如圖所示,下列說法不正確的是
A. 從a到c,醋酸的電離始終受到促進
B. b、d兩點溶液的pH相同
C. c點所示溶液中c(Na+)>c(CH3COO- )>c(OH- )>c(H+ )
D. e 點所示溶液中,c(Na+)=2c(CH3COO- )+2c(CH3COOH)
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【題目】利用下圖裝置進行實驗,開始時,a、b兩處液面相平,密封好,放置一段時間。下列說法不正確的是 ( )
A.a管發(fā)生吸氧腐蝕,b管發(fā)生析氫腐蝕
B.一段時間后,a管液面高于b管液面
C.a處溶液的pH增大,b處溶液的pH減小
D.a、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式:Fe-2e-= Fe2+
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【題目】把下列液體分別裝在酸式滴定管中,并使其以細(xì)流流下,當(dāng)用帶有靜電的玻璃棒接近液體細(xì)流時,細(xì)流可能發(fā)生偏移的是( )
A.CCl4 B.C2H5OH C.CS2 D.C6H6
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【題目】利用下圖裝置做鋁熱反應(yīng)實驗。下列說法不正確的是( )
A.該反應(yīng)的方程式是2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3
B.該反應(yīng)產(chǎn)生高溫,發(fā)出強光
C.根據(jù)鋁熱反應(yīng)原理,可以冶煉某些金屬
D.若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移3 mol電子,則消耗氧化劑的物質(zhì)的量是1 mol
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