【題目】FeCl3具有凈水作用,但腐蝕設備,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
以上水解反應的平衡常數K1、K2、K3由大到小的順序是__________。
通過控制條件,以上水解產物聚合,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,使氯化鐵溶液轉化為高濃度聚合氯化鐵的關鍵條件是___。
(4)天津某污水處理廠用氯化鐵凈化污水的結果如下圖所示。由圖中數據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。
【答案】Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質 2Fe3++Fe=3Fe2+ 2 1 6 6H+ 1 6 3H2O K1>K2>K3 bd 調節(jié)溶液的pH 18~20
【解析】
(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質,可起到凈水的作用;鋼鐵設備中的Fe會與鐵離子反應生成亞鐵離子;
(2)①根據電荷守恒:c(Cl-)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH-濃度很小,在這里可以忽略不計),據此溶液中氫離子的濃度,再根據pH=-lgc(H+)計算;
②根據氧化還原反應規(guī)律配平方程式;
(3)鐵離子的水解分為三步,且水解程度逐漸減弱,所以水解平衡常數逐漸減。桓鶕饨鐥l件對水解平衡的影響分析判斷;
(4)由圖象可知,聚合氯化鐵的濃度在18~20 mgL-1時,去除率達到最佳范圍。
(1)FeCl3凈水的原理是Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質,FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設備,除H+作用外,另一主要原因是2Fe3++Fe=3Fe2+;
(2)若酸性FeCl2廢液中電荷守恒:2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),酸性溶液中可忽略c(OH-),c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)-3c(Fe3+)=1.0×10-2mol/L,則該溶液的pH約為2;
②氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵,則反應物中有氫離子參加,則生成物中有水生成,Cl元素的化合價從+5價降低到1價,得到6個電子,而Fe元素的化合價從+2價升高到+3價,失去1個電子,根據得失電子守恒,則氯酸根離子的系數為1,Fe2+的系數為6,則鐵離子的系數也是6,氯離子的系數是1,根據電荷守恒,則氫離子的系數是6,水的系數是3,配平后離子方程式為:+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;
(3)FeCl3的分步水解程度越來越小,所以K1>K2>K3;
a.鹽類水解為吸熱反應,降溫平衡左移,故a不符合題意;
b.加水稀釋促進鹽類水解,故b符合題意;
c.NH4Cl 的水解抑制上述水解,故c不符合題意;
d.NaHCO3的水解促進上述水解,故d符合題意;
故欲使平衡正向移動可采用的方法是bd;
分析離子方程式:xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+可知室溫下,使氯化鐵溶液轉化為高濃度聚合氯化鐵的關鍵條件是調節(jié)溶液的pH;
(4)由圖中數據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18~20mg·L-1。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】新型NaBH4/H2O2燃料電池DBFC的結構如圖所示,該電池總反應方程式:NaBH4 +4H2O2= NaBO2+ 6H2O,有關的說法不正確的是
A. 電極B為正極
B. 放電過程中,Na+從正極區(qū)向負極區(qū)遷移
C. 電池負極的電極反應為:BH4-+8OH8e=BO2-+6H2O
D. 在電池反應中,每消耗1L6mol/LH2O2溶液,理論上流過電路中的電子為12NA
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】茶葉中的茶多酚是一種天然抗氧化劑(其抗氧化能力是VC的5~10倍),它易溶于水、乙醇、乙酸乙酯,難溶于氯仿。在酸性介質中,茶多酚能將Fe3+還原為Fe2+,Fe2+與K3Fe(CN)6生成的深藍色配位化合物KFe[Fe(CN)6]對特定波長光的吸收程度(用光密度值A表示)與茶多酚在一定濃度范圍內成正比。A與茶多酚標準液濃度的關系如圖所示:
某實驗小組設計如下實驗流程從茶葉中提取茶多酚:
請回答下列問題:
(1)操作①用水浸取茶多酚時,實驗小組發(fā)現攪拌速度對茶多酚浸出量的影響如圖1所示,原因是_____。若用乙醇浸取茶多酚操作如下:稱取 10 g 茶葉末,用濾紙包好,裝入________________中,圓底燒瓶內加___________和適量乙醇,如圖2安裝后, 通冷凝水,加熱套加熱,當乙醇被加熱沸騰后,控制加熱套溫度在 90℃。為使恒壓漏斗內液面高出茶葉包約 0.5 cm,并保持約 1 h,可行的操作方法是_________。
(2)減壓蒸發(fā)相對于一般蒸發(fā)的優(yōu)點是_____________;氯仿的作用是_________________。
(3)下列有關實驗基本操作不正確的是____________。
A.圖2中冷凝水流向為a進b出
B.分液漏斗使用前須檢驗是否漏水并洗凈備用
C.操作①過濾時,可用玻璃棒適當攪拌以加快分離速度
D.萃取過程中,經振搖并放氣后,將分液漏斗置于鐵圈上立即分液
(4)稱取 1.25 g 粗產品,用蒸餾水溶解并定容至 1000 mL,移取該溶液 1.00 mL,加過量 Fe3+和_______酸性溶液,用蒸餾水定容至 100 mL 后,測得溶液光密度值 A=0.800,則產品的純度是______(以質量分數表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【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,同學們又進行了下列實驗探究。
[查閱資料]
資料一:難溶性堿受熱時能分解產生金屬氧化物和水(反應中各種元素的化合價不變);
資料二:氧化鐵和一氧化碳反應是隨溫度升高而逐步進行的,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是氧化鐵和氧化亞鐵中的一種或兩種。
[實驗設計]
同學們稱取了23.28 g該四氧化三鐵樣品進行了下列實驗:
[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)該組同學欲通過B裝置反應前后的質量變化來計算確認該四氧化三鐵樣品中的雜質,B中的最佳試劑是___(填序號)。
①澄清石灰水、跉溲趸c濃溶液、巯←}酸 ④水
(2)上述實驗過程中,一氧化碳氣體除作為反應物外,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)乙組同學認為B裝置反應前后的質量差會偏小而影響計算、分析,你認為他們的理由是____。
乙組:利用儀器測定并繪制成反應過程中A裝置中玻璃管內的固體質量隨溫度的變化曲線(如圖):
(1)寫出BC段發(fā)生反應的化學方程式____________。
(2)通過計算確定:該四氧化三鐵樣品中含有的雜質是_____,其中含四氧化三鐵的質量是__g。(不需要寫過程)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】標況下將8.96 L氯化氫氣體溶于水形成100 mL溶液,然后與足量的鐵屑反應。
(1)所得鹽酸溶液的物質的量濃度是多少________?
(2)參加反應的鐵的質量是多少________?
(3)標況下生成氫氣的體積是多少________?
(4)將生成的氯化亞鐵配成400 mL溶液,此溶液中氯化亞鐵的物質的量濃度是多少________?
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列實驗內容能達到實驗目的的是
實驗目的 | 實驗內容 | |
A | 鑒別乙醇與乙醛 | |
B | 比較乙酸、碳酸、苯酚的酸性 | |
C | 說明烴基對羥基上氫原子活性的影響 |
|
D | 說明苯環(huán)對取代基上氫原子活性的影響 |
A. AB. BC. CD. D
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【題目】某實驗小組同學對影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產物的因素進行了如下探究。
(查閱資料)
①Cu(OH)2(s) Cu2+ + 2OH- Ksp = 2.2×10-20; Cu2+ + 4NH3 K = 4.8×10-14
②Cu(NH3)4SO4·H2O 是一種易溶于水、難溶于乙醇的深藍色固體, 加熱分解有氨氣放出。Cu(NH3)4SO4·H2O 在乙醇-水混合溶劑中的溶解度如下圖所示。
(實驗 1)CuSO4 溶液和濃氨水的反應。
序號 | 實驗內容 | 實驗現象 |
1-1 | 向 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2)中逐滴加入 2 mL 1 mol/L 氨水 | 立即出現淺藍色沉淀,溶液變無色; 隨后沉淀逐漸溶解,溶液變?yōu)樗{色;最終得到澄清透明的深藍色溶液 A |
1-2 | 向 2 mL 1 mol/L 氨水中逐滴加入 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 始終為澄清透明的深藍色溶液 B |
(1)進一步實驗證明,深藍色溶液 A、B 中均含有,相應的實驗方案為______________________(寫出實驗操作及現象)。
(實驗 2)探究影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產物的因素。
序號 | 實驗內容 | 實驗現象 |
2-1 | 向實驗 1-2 所得深藍色溶液 B 中繼續(xù)加入 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 有淺藍色沉淀生成,溶液顏色變淺 |
2-2 | 向實驗 1-2 所得深藍色溶液 B 中繼續(xù)加入 1 mol/L NaOH | 有淺藍色沉淀生成,上層清液接近無色 |
2-3 | 向 2 mL 0.1 mol/L 氨水中逐滴加入2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 有淺藍色沉淀生成,上層清液接近無色 |
(2)依據實驗 2-1,甲同學認為 Cu2+濃度是影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產物的因素之一。乙同學認為實驗 2-1 沒有排除硫酸銅溶液呈酸性的干擾,并設計了如下對比實驗:
序號 | 實驗內容 | 實驗現象 |
2-4 | 向實驗 1-2 所得深藍色溶液 B 中繼續(xù)加入 2 mL 試劑 a | 無明顯現象 |
①用化學用語表示硫酸銅溶液呈酸性的原因:___________________________。
②試劑 a 為 ___________________________。
(3)利用平衡移動原理對實驗 2-2 的現象進行解釋:____________________________。
(4)實驗 2-3 的目的是__________________________。
(5)綜合上述實驗可以推測, 影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產物的因素有________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關實驗說法,不正確的是( )
A.堿液不慎濺到手上,先用大量水沖洗,再用飽和硼酸溶液洗,最后用水沖洗
B.和的混合物經溶解、過濾,洗滌、干燥,可分離出
C.用容量瓶配制溶液,定容時若加水超過刻度線,立即用滴管吸出多余液體
D.火柴頭的浸泡液中滴加溶液,稀和溶液,可檢驗火柴頭是否含有氯元素
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某學生欲配制6.0mol/L的H2SO4 1000 mL,實驗室有三種不同濃度的硫酸:
①480mL 0.5mol/L 的硫酸;②150mL 25%的硫酸(ρ=1.18g/mL);③足量的18mol/L的硫酸。有三種規(guī)格的容量瓶:250mL、500mL、1000mL。老師要求把①②兩種硫酸全部用完,不足的部分由③來補充。
請回答下列問題:
(1)實驗所用25%的硫酸的物質的量濃度為______mol/L(保留1位小數)。
(2)配制該硫酸溶液應選用容量瓶的規(guī)格為______mL。
(3)配制時,該同學的操作順序如下,請將操作步驟B、D補充完整。
A.將①②兩溶液全部在燒杯中混合均勻;
B.用量筒準確量取所需的18mol/L的濃硫酸____mL,沿玻璃棒倒入上述混合液中。并用玻璃棒攪拌,使其混合均勻;
C.將混合均勻的硫酸沿玻璃棒注入所選的容量瓶中;
D._________________________________________________________________________________________________________________________________
E.振蕩,繼續(xù)向容量瓶中加水,直到液面接近刻度線1~2cm處;
F.改用膠頭滴管加水,使溶液的凹液面恰好與刻度線相切;
G.將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻。
(4)如果省略操作D,對所配溶液濃度有何影響?________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
(5)進行操作C前還需注意____________________________________________________________________。
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