科目: 來源: 題型:實驗題
(12分)鐵礦石是工業(yè)煉鐵的主要原料之一,其主要成分為鐵的氧化物(雜質(zhì)中不含鐵元素,且雜質(zhì)不與H2、H2SO4反應(yīng))。某研究性學(xué)習(xí)小組對某鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式進(jìn)行探究。
Ⅰ.鐵礦石中含氧量的測定
實驗結(jié)果:將5.0g鐵礦石放入硬質(zhì)玻璃管中完全反應(yīng), 測得裝置B增重1.35 g。
Ⅱ.鐵礦石中含鐵量的測定
Ⅲ.問題討論與解決:
(1)如要驗證濾液A中鐵元素的存在形式,可另取兩份濾液A分別進(jìn)行實驗,實驗方法、現(xiàn)象與結(jié)論如下表。請將其補充完整。
可供選擇的試劑有:酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、氯水
實驗方法 | 實驗現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
步驟1:在濾液A中加入 | | 濾液A中有Fe3+ |
步驟2:在濾液A中加入 | | 濾液A中有Fe2+ |
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(12分)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,F(xiàn)e2O3等)提取Al2O3做冶煉鋁的原料,由熔鹽電解法獲得的粗鋁中含一定量的金屬鈉和氫氣,這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去,產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁。工藝流程如下圖所示:
(已知:NaCl熔點為801℃;AlCl3在181℃升華)
(1)向濾液中通入過量CO2所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)精煉前,需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂,防止精煉時它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì),則鋁和氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體,雜質(zhì)隨氣泡上浮而除去。氣泡的主要成分除Cl2外還含有______。固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上,在熔體表面形成浮渣,浮渣中肯定存在________。
(4)鍍鋁電解池中,金屬鋁為陽極,熔融鹽電鍍液中鋁元素主要以AlCl4-形式存在,則陽極的電極反應(yīng)式為_____________。
(5)鋼材鍍鋁后,抗腐蝕性能會大大增強(qiáng),其原因是_____________。
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科目: 來源: 題型:計算題
將5.1g鎂鋁合金投入過量鹽酸中充分反應(yīng),得到500mL溶液和5.6L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H2。計算:
(1)合金中鎂和鋁的質(zhì)量之比;
(2)所得溶液中Mg2+的物質(zhì)的量濃度。
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某探究小組進(jìn)行了以下實驗:稱取9.5g碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物的粉末,向其中加入足量的稀硫酸,將生成的氣體通入到足量的澄清石灰水中,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、干燥,稱量所得沉淀的質(zhì)量為10.0g(假設(shè)過程中沒有物質(zhì)損耗)。求該混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計算過程,結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)。
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鋼鐵制品經(jīng)常進(jìn)行烤藍(lán)處理,即在鐵制品的表面生成一層致密的Fe3O4。某學(xué)習(xí)小組為了研究烤藍(lán)鐵片,分別進(jìn)行了以下實驗操作:
①把一定量烤藍(lán)鐵片加工成均勻粉末。
②取m g該粉末,放人28.00 mL 1 mol/L的鹽酸中,恰好完全反應(yīng),生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體134.4 mL,向溶液中滴入KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象。
③再取三份不同質(zhì)量的粉末,分加加到相同體積(V)、物質(zhì)的量濃度均為l0.00 mol/L的三份硝酸溶液中,充分反應(yīng)后,固體全部溶解,有關(guān)的實驗數(shù)據(jù)如下表所示(假設(shè)NO是硝酸的唯一還原產(chǎn)物):
實驗序號 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
加入粉末質(zhì)量/g | 13.68 | 27.36 | 34.20 |
生成氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)/L | 2.912 | 5.824 | 6.720 |
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將質(zhì)量為11.5 g鈉和一定量的鋁混合放入水中,充分反應(yīng)共收集到12.32 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),若反應(yīng)后溶液的體積為1000 mL,則溶液中所有溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為多少?(寫出計算過程)
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將70 g過氧化鈉和氧化鈉的混合物跟98 g水充分反應(yīng)后,所得氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。
(1)求原混合物中過氧化鈉和氧化鈉的質(zhì)量;(2)產(chǎn)生的氣體標(biāo)況下體積。
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鈉是活潑的堿金屬元素,鈉及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。
完成下列計算:
(1)疊氮化鈉(NaN3)受撞擊分解產(chǎn)生鈉和氮氣,故可應(yīng)用于汽車安全氣囊。若78克疊氮化鈉完全分解,產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮氣___________________L 。
(2)鈉-鉀合金可在核反應(yīng)堆中用作熱交換液。5.05 g鈉-鉀合金溶于200 mL水生成0.075 mol氫氣。計算溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度______________________(忽略液體體積變化)。
(3)氫氧化鈉溶液處理鋁土礦并過濾,得到含鋁酸鈉的溶液。向該溶液中通入二氧化碳,有下列反應(yīng): 2NaAl(OH)4+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O。己知通入二氧化碳112 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),生成的Al(OH)3和Na2CO3的物質(zhì)的量之比為4:5。若向該溶液中通入的二氧化碳為224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),計算生成的 Al(OH)3和Na2CO3的物質(zhì)的量的最大值。
(4)為測定某硫酸吸收含氨氣廢氣后,所得銨鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),現(xiàn)將不同質(zhì)量的銨鹽固體分別加入到50.00mL相同濃度的氫氧化鈉溶液中,沸水浴加熱至氣體全部逸出(此溫度下銨鹽不分解)。該氣體經(jīng)干燥后用濃硫酸吸收完全,測定濃硫酸增加的質(zhì)量。部分測定結(jié)果如下表:
銨鹽的質(zhì)量/g | 10.00 | 20.00 | 30.00 | 50.00 |
濃硫酸增加的質(zhì)量/g | m | m | 1.29 | 0 |
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鐵及其化合物在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起著重要作用。
(1)已知:4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1641.0kJ·mol-1 C(石墨)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5 kJ·mol-1則Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)的△H= kJ·mol-1。
(2)鐵在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。某同學(xué)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。液滴邊緣是 區(qū)(填“正極”或“負(fù)極”),其電極反應(yīng)式為 。
(3)鐵鈦合金是一種常用的不銹鋼材料,某同學(xué)在探究該合金的性質(zhì)時,往含有TiO2+、Fe3+溶液中加入鐵屑至溶液顯紫色,該過程中發(fā)生的反應(yīng)有:
①2TiO2+(無色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
②Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(無色)+Fe2++2H+
③ 。
(4)①高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種優(yōu)良的水處理劑。FeO在水溶液中的存在形態(tài)如右圖所示,縱坐標(biāo)表示各存在形態(tài)的分?jǐn)?shù)分布。
下列說法不正確的是 。(填字母)
A.不論溶液酸堿性如何變化,鐵元素都有4種存在形態(tài)
B.向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2,HFeO的分布分?jǐn)?shù)逐漸增大
C.向pH=6的這種溶液中加KOH溶液,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:
HFeO+OH-=FeO+H2O
②K2FeO4溶于水會放出一種無色無味氣體,其殺菌消毒、吸附水中的懸浮雜質(zhì)的原理可用離子方程式表示為 。
(5)向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,加入KSCN溶液不顯紅色。若用足量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物,可得鐵 g。
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以富含硫酸亞鐵的工業(yè)廢液為原料生產(chǎn)氧化鐵的工藝如下(部分操作和條件略):
Ⅰ.從廢液中提純并結(jié)晶出FeSO4·7H2O。
Ⅱ.將FeSO4·7H2O配制成溶液。
Ⅲ.FeSO4溶液與稍過量的NH4HCO3溶液混合,得到含F(xiàn)eCO3的濁液。
Ⅳ.將濁液過濾,用90 ℃熱水洗滌沉淀,干燥后得到FeCO3固體。
Ⅴ.煅燒FeCO3,得到Fe2O3固體。
已知:NH4HCO3在熱水中會分解。
⑴Ⅰ中,加足量的鐵屑除去廢液中的Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式是 。
⑵Ⅱ中,需加一定量酸,該酸最好是 。運用化學(xué)平衡原理以及離子方程式簡述該酸的作用 。
⑶Ⅲ中,生成FeCO3的離子方程式是 。若FeCO3濁液長時間暴露在空氣中,會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色,該變化的化學(xué)方程式是 。
(4)Ⅳ中,通過檢驗SO42-來判斷沉淀是否洗滌干凈,檢驗SO42-的操作是
(5)已知煅燒FeCO3的化學(xué)方程式是4FeCO3+O2 =2Fe2O3+4CO2,F(xiàn)煅燒464.0 kg的FeCO3,得到316.8 kg產(chǎn)品。若產(chǎn)品中雜質(zhì)只有FeO,則該產(chǎn)品中Fe2O3的質(zhì)量是 kg。
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