【題目】為確定用以上方法制得的四氧化三鐵中可能含有的雜質(zhì),同學(xué)們又進(jìn)行了下列實驗探究。
[查閱資料]
資料一:難溶性堿受熱時能分解產(chǎn)生金屬氧化物和水(反應(yīng)中各種元素的化合價不變);
資料二:氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)是隨溫度升高而逐步進(jìn)行的,先生成四氧化三鐵,再生成氧化亞鐵(黑色),最后生成鐵。
[提出猜想]
四氧化三鐵中可能含有的雜質(zhì)是氧化鐵和氧化亞鐵中的一種或兩種。
[實驗設(shè)計]
同學(xué)們稱取了23.28 g該四氧化三鐵樣品進(jìn)行了下列實驗:
[實驗分析]
因探究思路不同,興趣小組分成甲、乙兩小組。
甲組:
(1)該組同學(xué)欲通過B裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化來計算確認(rèn)該四氧化三鐵樣品中的雜質(zhì),B中的最佳試劑是___(填序號)。
①澄清石灰水 ②氫氧化鈉濃溶液、巯←}酸 、芩
(2)上述實驗過程中,一氧化碳?xì)怏w除作為反應(yīng)物外,還能起到的作用是:①實驗開始時,排盡裝置中的空氣,防止加熱時發(fā)生爆炸;②停止加熱后,防止A中生成物被氧化,B中的溶液倒吸入A中;③____。
(3)乙組同學(xué)認(rèn)為B裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量差會偏小而影響計算、分析,你認(rèn)為他們的理由是____。
乙組:利用儀器測定并繪制成反應(yīng)過程中A裝置中玻璃管內(nèi)的固體質(zhì)量隨溫度的變化曲線(如圖):
(1)寫出BC段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。
(2)通過計算確定:該四氧化三鐵樣品中含有的雜質(zhì)是_____,其中含四氧化三鐵的質(zhì)量是__g。(不需要寫過程)
【答案】② 將裝置中的二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中 一氧化碳從B中溶液里逸出時會帶出部分水蒸氣 Fe3O4+CO3FeO+CO2 氧化鐵 20.88 g
【解析】
根據(jù)實驗?zāi)康募把b置圖分析裝置中應(yīng)該選用的試劑;根據(jù)CO的性質(zhì)及在整個實驗過程中的作用分析解答;根據(jù)題給信息分析中可能產(chǎn)物結(jié)合圖表數(shù)據(jù)分析各步反應(yīng);根據(jù)圖示數(shù)據(jù)及各組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算分析樣品可能雜質(zhì)及含量。
甲組:(1)氫氧化鈣的溶解性很小,不能保證把生成的二氧化碳全部吸收;二氧化碳溶解水的能力也不大,不能保證把生成的二氧化碳全部吸收;稀鹽酸和二氧化碳不反應(yīng);只有氫氧化鈉溶液保證把生成的二氧化碳全部吸收,故選用氫氧化鈉濃溶液,故答案為:②;
(2)上述實驗過程中,一氧化碳?xì)怏w除作為反應(yīng)物外,還能起到的作用是:
①實驗開始時,排盡裝置中的空氣,防止加熱時發(fā)生爆炸;
②停止加熱后,防止A中生成物被氧化,B中的溶液倒吸入A中;
③將裝置中的二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中;
故答案為:將裝置中的二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中;
(3)一氧化碳從B中溶液里逸出時會帶出部分水蒸氣,使B增重的質(zhì)量偏小,從而影響計算樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量,故答案為一氧化碳從B中溶液里逸出時會帶出部分水蒸氣;
乙組:(1)根據(jù)資料二:氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)是隨溫度升高而逐步進(jìn)行的,先生成四氧化三鐵,再生成氧化亞鐵(黑色),最后生成鐵分析知:AB段先生成四氧化三鐵,BC段生成氧化亞鐵,CD段生成鐵,所以BC段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:Fe3O4+CO3FeO+CO2;
(2)到700 ℃時只剩下鐵,即此時氧化鐵被一氧化碳還原為鐵單質(zhì),混合物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= =72.16%,四氧化三鐵鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)==72.4%;氧化亞鐵鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=≈77.8%;氧化鐵鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)==70%,所以該四氧化三鐵樣品中含有的雜質(zhì)是氧化鐵;設(shè)混合物中含四氧化三鐵的質(zhì)量為x,則,x=20.88g,故答案為:氧化鐵;20.88 g。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】三氯化鐵在印刷、醫(yī)藥、顏料、污水處理以及有機(jī)合成催化劑方面有重要的應(yīng)用。工業(yè)上常以廢鐵屑(含有SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備氯化鐵。其生產(chǎn)流程如圖:
已知:氫氧化物的Ksp如下表:
氫氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
Ksp | 1.0×10-36 | 1.6×10-14 | 2.0×10-33 | 1.2×10-11 |
請回答下列問題:
(1)物質(zhì)X可以選用下列物質(zhì)中的____(選填序號)
A.NaCl B.FeCl3 C.H2O2 D.H2SO4
(2)濾液Ⅰ加入NaOH固體的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH(忽略加入NaOH固體以后溶液體積的變化)。已知濾液Ⅰ中c(Fe3+)為1.0 mol·L-1,c(Al3+)為0.03 mol·L-1,c(Mg2+)為0.01 mol·L-1,當(dāng)Fe3+恰好沉淀完全時[c(Fe3+)=1×10-5 mol·L-1],Al3+是否已經(jīng)開始沉淀______(填“是”或“否”)。
(3)寫出濾渣1加NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____________________。
(4)生產(chǎn)流程中最后“從FeCl3溶液得到無水FeCl3固體”的操作分為兩步:第一步,先冷卻結(jié)晶得到FeCl3·6H2O晶體;第二步,制無水FeCl3固體。第二步的正確操作是_____。
(5)FeCl3具有凈水作用,但易腐蝕設(shè)備,而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑,處理污水比FeCl3高效,且腐蝕性小。
①FeCl3凈水的原理是____________________(用離子方程式表示)
②通過控制條件生成聚合氯化鐵,離子方程式為xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+,欲增加聚合氯化鐵的產(chǎn)率可采取的方法是_____(填字母)。
a.降溫 b.加氨水 c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實驗室中用足量的MnO2和含有4 mol溶質(zhì)的濃鹽酸充分反應(yīng)制氯氣,下列說法正確的是( )
A. 該實驗中共消耗1 mol MnO2,生成1 mol氯氣
B. 為了除去氯氣中混有的雜質(zhì)氣體,可以依次通過飽和食鹽水和堿石灰
C. 在該反應(yīng)中MnO2作氧化劑,濃鹽酸作還原劑
D. 氯氣可以用向上排空氣法或排水法收集
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一定條件下,aA+bBcC的可逆反應(yīng)達(dá)到平衡:
(1)已知A、B、C都是氣體,在減壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動,則a、b、c的關(guān)系是:_____。
(2)已知A為固體、B為無色氣體、C是有色氣體,且(a+b)=c,在加壓時,平衡向____方向移動,氣體的顏色將___(填“加深”或“變淺”或“不變”)。
(3)加熱后C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少,則正反應(yīng)是___熱反應(yīng)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在體積均為1 L,pH均等于2的鹽酸和醋酸中,分別投入0.12 g鎂粉充分反應(yīng)后,下圖中比較符合反應(yīng)事實的曲線是
A.AB.BC.CD.D
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【題目】在大試管內(nèi)將足量NaHCO3加熱到 200℃,將產(chǎn)生的混合氣體通入到盛有1.87 g Na2O和Na2O2的密閉容器中,待Na2O和Na2O2全部反應(yīng)后,得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下224 mL O2;再將反應(yīng)后密閉容器內(nèi)的固體全部溶于水配成 100 mL 溶液。下列說法正確的是
A.Na2O和Na2O2 均為堿性氧化物
B.參加反應(yīng)的NaHCO3物質(zhì)的量為 0.04 mol
C.反應(yīng)過程中總共轉(zhuǎn)移 0.04 mol 電子
D.配成的 100 mL 溶液中 c(Na+) = 0.5 mol/L
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【題目】FeCl3具有凈水作用,但腐蝕設(shè)備,而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑,處理污水比FeCl3高效,且腐蝕性小。請回答下列問題:
(1)FeCl3凈水的原理是______。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備,除H+作用外,另一主要原因是(用離子方程式表示)______。
(2)為節(jié)約成本,工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2廢液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,則該溶液的pH約為______。
②完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式:
___+___Fe2++___=___Cl+___Fe3++__
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2O+H+ K2
+H2OFe(OH)3+H+ K3
以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是__________。
通過控制條件,以上水解產(chǎn)物聚合,生成聚合氧化鐵,離子方程式為:xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+,欲使平衡正向移動可采用的方法是(填序號)______。
a.降溫 b.加水稀釋
c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是___。
(4)天津某污水處理廠用氯化鐵凈化污水的結(jié)果如下圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范圍約為_____mg·L-1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】R元素?zé)o同位素。21gR2+金屬離子內(nèi)含有22×3.01×1023個中子,取等質(zhì)量的該元素單質(zhì)與酸反應(yīng),在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成11.2LH2。
(1)21g R2+金屬陽離子中含有_________mol質(zhì)子?_________________mol電子?
(2)R是__________元素?寫出該元素原子核的組成_______________?
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,在2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A(g)+2B(g)3C(g)。反應(yīng)過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示:
n/mol t/min | n(A) | n(B) | n(C) |
0 | 2.0 | 2.4 | 0 |
5 | 0.9 | ||
10 | 1.6 | ||
15 | 1.6 |
下列說法正確的是( )
A.0~5min用A表示的平均反應(yīng)速率為0.09mol·L-1·min-1
B.該反應(yīng)在10min后才達(dá)到平衡
C.物質(zhì)B的平衡轉(zhuǎn)化率為20%
D.平衡狀態(tài)時,c(C)=0.6mol·L-1
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