【題目】近年來,磁性材料的研究備受國際磁學(xué)界的關(guān)注。Fe3O4具有許多優(yōu)異的性能,在磁性材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。回答下列問題:

(1)水熱法制備Fe3O=納米顆粒的總反應(yīng)為3Fe2++2S2O32-+O2+4OHˉ=Fe3O4+S4O62-+2H2O,下列說法正確的是_________(填字母)

A.S2O32-是氧化劑

B.被氧化的Fe2+和未被氧化的Fe2+個數(shù)之比為1:2

C.每生成1 mol Fe 3O4,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol

D.該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:4

(2)已知:H2O(1)=H2(g)+1/2O2(g) △H1=+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:過程I的熱化學(xué)方程式為2Fe3O4(s) 6FeO(s)+O2(g) △H2=+313.2kJ·mol-1,則過程II的熱化學(xué)方程式為____________

(3)化學(xué)共沉淀法是制備Fe3O4顆粒最常用的方法之一,方法是將FeSO4FeCl3溶液以1:2投料比混合,再加入NaOH溶液,即可產(chǎn)生Fe3O4顆粒,則該反應(yīng)的離子方程式為______________________,由下表數(shù)據(jù)可知,Fe2+Fe3+的最佳投料比為1:1.85,原因可能是_____________________。

不同投料比得到Fe3O4的結(jié)果

(4)磁鐵礦(Fe3O4)是工業(yè)上冶煉鐵的原料之一,發(fā)生的主要反應(yīng)為Fe3O4(s)+4CO3Fe(s)+4CO2,該反應(yīng)的△H<0,T℃時,在1L恒容密閉容器中,加入Fe3O4、CO0.5mol,10min后反應(yīng)達(dá)到平衡時,容器中CO2的濃度是0.4mol·L-1。

①CO的平衡轉(zhuǎn)化率是______________,T℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________

②欲提高該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是_____________(任寫一個即可)。

其他條件不變時,該反應(yīng)在不同溫度下,CO2含量隨時間的變化 (CO2)~t曲線如圖所示,溫度T1、T2、T3由大到小的關(guān)系是___________,判斷依據(jù)是____________。

【答案】 D 3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s) △H=+128.9kJ/mol Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O Fe2+容易被氧化為Fe3+ 80% 256 移出CO2或降低溫變 T1>T2>T3 其他條件相同時,圖像斜率: T1>T2>T3,即反應(yīng)速率: T1>T2>T3,而溫度越高,反應(yīng)速率越快,所以T1>T2>T3

【解析】(1)A.反應(yīng)中Fe2+→Fe3O4,F(xiàn)e元素化合價升高,S2O32-→S4O62-,S元素的化合價升高,Fe2+S2O32-都是還原劑,選項A錯誤;B. 3molFe2+參與反應(yīng)時生成1mol Fe3O42molFe2+被氧化,則被氧化的Fe2+和未被氧化的Fe2+個數(shù)之比為2:1,選項錯誤;C.反應(yīng)3Fe2++2S2O32-+O2+4OH-═Fe3O4+S4O62-+2H2O中,FeS元素的化合價升高,被氧化,O2為氧化劑,每生成1molFe3O4,反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為4mol,選項C錯誤;D.反應(yīng)3Fe2++2S2O32-+O2+4OH-═Fe3O4+S4O62-+2H2O中氧化劑O2與還原劑Fe2+S2O32-的物質(zhì)的量之比為1:4,選項D正確。答案選D;(2)根據(jù)圖中信息可知,過程II的方程式為3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s),已知①H2O(1)=H2(g)+1/2O2(g) △H1=+285.5kJ·mol-1,②2Fe3O4(s) 6FeO(s)+O2(g) △H2=+313.2kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,由①-②×得反應(yīng)3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s) △H=+285.5kJ·mol-1-313.2kJ·mol-1×=+128.9kJ/mol;(3)FeSO4FeCl3溶液以1:2投料比混合,再加入NaOH溶液,即可產(chǎn)生Fe3O4顆粒,反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O,由下表數(shù)據(jù)可知,Fe2+容易被氧化為Fe3+,為保證Fe2+足夠,Fe2+Fe3+的最佳投料比為1:1.85;(4)①1L恒容密閉容器中,CO 0.5mol mol 即0.5 mol /L,達(dá)到平衡時,容器中CO2的濃度是0.4 mol /L,所以平衡時CO的濃度是0.1 mol /L,CO的平衡轉(zhuǎn)化率是=80%;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==256;②欲提高該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,則使平衡正向移動,可采取的措施是移出CO2或降低溫變;溫度T1、T2、T3由大到小的關(guān)系是T1>T2>T3,判斷依據(jù)是其他條件相同時,圖像斜率: T1>T2>T3,即反應(yīng)速率: T1>T2>T3,而溫度越高,反應(yīng)速率越快,所以T1>T2>T3。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NiS 可用作陶瓷和搪瓷的著色劑。NiS 在有水存在時能被氧氣氧化成Ni(OH)S。將H2S通入稀硫酸酸化的NiSO4溶液中,經(jīng)過過濾,制得NiS 沉淀,裝置如圖所示:

下列對實驗的敘述正確的是

A. 在裝置A中滴加蒸餾水前通入N2,是為了將H2S趕入C 裝置中與NiSO4溶液反應(yīng)

B. 裝置B 中盛放濃硫酸

C. 裝置D 中的洗滌液應(yīng)用煮沸過的蒸餾水

D. 反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通入N2 可將C裝置中產(chǎn)生的沉淀壓入過濾沉淀漏斗中

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用.已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進行:Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2有關(guān)該電池的說法正確的是( 。
A.放電時負(fù)極附近溶液的堿性不變
B.充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程
C.充電時陽極反應(yīng):Ni(OH)2﹣e+OH═NiOOH+H2O
D.放電時電解質(zhì)溶液中的OH向正極移動

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】—定溫度下,在三個等體積的恒容密閉容器中,反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g)達(dá)平衡,下列說法正確的是( )

容器

溫度/K

物質(zhì)的起始濃度(mol/L)

物質(zhì)的平衡濃度(mol/L)

CO2(g)

H2(g)

C2H5OH(g)

H2O(g)

C2H5OH(g)

500

0.20

0.60

0

0

0.083

500

0.40

1.20

0

0

600

0

0

0.10

0.30

0.039


A.該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.達(dá)平衡時,甲、乙容器內(nèi):2c(CO2 , 甲)<c(CO2 , 乙)
C.達(dá)平衡時,容器甲中的逆反應(yīng)速率比容器乙中的大
D.達(dá)平衡時,轉(zhuǎn)化率:a(CO2 , 甲)+a(C2H5OH,丙)>1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】利用工業(yè)煉鉛產(chǎn)生的鋅灰(主要成分為ZnO、PbO、FeO、MnO2、CuO)可回收制備ZnCl2,工藝流程如下:

回答下列問題

(1)“浸取”實驗中,反應(yīng)體系的溫度、反應(yīng)時間對錳脫除效果的影響如下表,則適合的溫度和反應(yīng)時間分別是________________、____________________。

(2)“濾渣1”的主要成分是_____________

(3)H2O2溶液的作用是____________________________________,已知“濾渣2”的主要成分是Fe(OH)3,則氧化鋅的作用是_______________________________。“置換”實驗中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式有Zn+Pb2+=Ph+Zn2+、___________________________________。

(4)由鋅灰制取金屬鋅可采用堿溶解,然后電解浸取液,已知:ZnO溶于NaOH溶液中生成[Zn(OH)4]2-,則陰極的電極反應(yīng)為___________________________________。

(5)ZnCl2晶體溶解于飽和Na2CO3溶液中,得到6.46g的堿式碳酸鋅[Znx(CO3)y(OH)z,為了測定其組成,充分加熱分解,產(chǎn)生的氣體依次通入濃硫酸和堿石灰,質(zhì)量分別增重了0.72g0.88g,則該堿式碳酸鋅的化學(xué)式為______________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一定溫度下,2 L密閉容器內(nèi),反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)體系中,n(NO)隨時間的變化如下表:

時間/min

0

1

2

3

4

5

n(NO))/mol

0.020

0.010

0.008

0.007

0.007

0.007

該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的時間是

A.3 min
B.1 min
C.2 min
D.0 min

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖是一種新型鋰電池裝置,電池充、放電反應(yīng)為xLi+LiV3O8Li1+xV3O8。 放電時,需先引發(fā)鐵和氯酸鉀反應(yīng)使共晶體熔化,下列說法不正確的是

A. 共晶鹽儲熱效果好,利于電解質(zhì)熔化

B. 整個過程的能量轉(zhuǎn)化只涉及化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

C. 放電時LiV3O8電極反應(yīng)為xLi++xe-+LiV3O8=Li1+xV3O8

D. 充電時Cl-移向LiV3O8電極

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】己知A、B是生活中常見的有機物, E的產(chǎn)量是石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志.根據(jù)下面轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問題:

(1)在①~⑤中原子利用率為100%的反應(yīng)是_____(填序號)。

(2)操作⑥、操作⑦的名稱分別為_____、______。

(3)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式________。

(4)寫出反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式_________。

(5)G可以發(fā)生聚合反應(yīng)生產(chǎn)塑料,其化學(xué)方程式為_______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】高溫下N2O2發(fā)生反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g),是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一。

(1)下圖是T1、T2兩種不同溫度下,一定量的NO發(fā)生分解過程中N2的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的圖像,據(jù)此判斷反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)_______(吸熱放熱”)反應(yīng)。

(2)2000℃時向容積為2L的密閉容器中充入10molN25molO2,達(dá)到平衡后NO的物質(zhì)的量為2mol,則此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____。該溫度下,若開始時向上述容器中充入N2O2均為1mol,則達(dá)到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為______。

(3)汽車凈化裝置里裝有含Pd化合物的催化劑,氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機理如圖所示。寫出其變化的總化學(xué)反應(yīng)方程式:__________。

(4)為減少汽車尾氣中NOx的排放,常采用CxHy()催化還原NOx消除氫氧化物的污染。例如

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-574kJ/mol

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H2

16gCH4還原NO2N2共放出熱量867kJ,則H2=_______。

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