【題目】新型電池在飛速發(fā)展的信息技術(shù)中發(fā)揮著越來越重要的作用。
Li2FeSiO4是極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦弯囯x子電池電極材料,在蘋果的幾款最新型的產(chǎn)品中已經(jīng)有了一定程度的應(yīng)用。其中一種制備Li2FeSiO4的方法為:
固相法:2Li2SiO3+FeSO4=Li2FeSiO4+Li2SO4+SiO2
某學(xué)習(xí)小組按如下實驗流程制備Li2FeSiO4并測定所得產(chǎn)品中Li2FeSiO4的含量。
實驗(一)制備流程:
實驗(二)Li2FeSiO4含量測定:
從儀器B中取20.00mL溶液至錐形瓶中,另取0.20molL-1的酸性KMnO4標準溶液裝入儀器C中,用氧化還原滴定法測定Fe2+含量,雜質(zhì)不與酸性KMnO4標準溶液反應(yīng)。經(jīng)4次滴定,每次消耗KMnO4溶液的體積如下:
實驗序號 | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗KMnO4溶液體積 | 20.00mL | 19.98mL | 22.40mL | 20.02mL |
(1)實驗(二)中的儀器名稱:儀器B____,儀器C____。
(2)制備Li2FeSiO4時必須在惰性氣體氛圍中進行,其原因是____。
(3)在操作Ⅰ時,所需用到的玻璃儀器中,除了普通漏斗、燒杯外,還需____;
(4)操作Ⅱ的步驟是:__、__、過濾、洗滌。
(5)還原劑A可用SO2,寫出該反應(yīng)的離子方程式____,此時后續(xù)處理的主要目的是____。
(6)滴定終點時現(xiàn)象為____;根據(jù)滴定結(jié)果,可確定產(chǎn)品中Li2FeSiO4的質(zhì)量分數(shù)為____;若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后消失,會使測得的Li2FeSiO4含量____(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。
【答案】100mL容量瓶酸式滴定管防止二價鐵被氧化玻璃棒蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+除去過量的SO2,以免影響后面Fe2+的測定溶液變?yōu)樽霞t色,且半分鐘內(nèi)不變色81%偏高
【解析】
實驗(一)制備流程:廢鐵屑加入稀硫酸過濾得到溶液中通過蒸發(fā)濃縮,降溫結(jié)晶,過濾洗滌得到FeSO47H2O,隔絕空氣加熱分計算得出到硫酸亞鐵固體,和Li2SiO3反應(yīng)得到Li2FeSiO4;
實驗(二) Li2FeSiO4含量測定:取20.00g產(chǎn)品灼燒后加入足量稀硫酸溶解溶液轉(zhuǎn)移到燒杯中,加入足量還原劑A可用SO2,還原鐵離子為亞鐵離子,加熱煮沸除去過量的SO2,以免影響后面Fe2+的測定,轉(zhuǎn)移到儀器B為100mL容量瓶中配制得到準確體積和濃度的溶液,從儀器B中取20.00mL溶液至錐形瓶中,另取0.20molL-1的酸性KMnO4標準溶液裝入儀器C中,用氧化還原滴定法測定Fe2+含量。相關(guān)反應(yīng)為:MnO4-+5Fe3++8H+=Mn2++5Fe2++4H2O,雜質(zhì)不與酸性KMnO4標準溶液反應(yīng),測定溶液體積,結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計算,以此分析解答。
(1) 實驗二中儀器B為配制溶液需要的容量瓶,得到含Fe2+離子的溶液100mL,需要儀器為100mL容量瓶,儀器C中為滴定實驗所用的標準溶液,標準溶液為高錳酸鉀溶液具有氧化性能腐蝕橡膠管,需要盛放在酸式滴定管中,名稱為酸式滴定管,
因此,本題正確答案是:100mL容量瓶;酸式滴定管;
(2)固相法中制備Li2FeSiO4的過程必須在惰性氣體氛圍中進行,因為亞鐵離子具有還原性,易被氧化,所以惰性氣體氛圍中是為了防止亞鐵離子被氧化,
因此,本題正確答案是:防止二價鐵被氧化;
(3)操作Ⅰ是分離固體和溶液的方法需要過濾,結(jié)合過濾裝置選擇儀器有普通漏斗、燒杯、玻璃棒,
因此,本題正確答案是:玻璃棒;
(4)操作Ⅱ是溶液中得到硫酸亞鐵晶體的實驗操作,蒸發(fā)濃縮,降溫結(jié)晶,過濾洗滌得到,
因此,本題正確答案是:蒸發(fā)濃縮;降溫結(jié)晶;
(5)還原劑A可用SO2,二氧化硫具有還原性被鐵離子氧化為硫酸,反應(yīng)的離子方程式為:SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,此時后續(xù)操作應(yīng)除去過量的SO2以免影響后面Fe2+的測定,
因此,本題正確答案是:SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;除去過量的SO2,以免影響后面Fe2+的測定;
(6)滴定實驗反應(yīng)終點的判斷是依據(jù)高錳酸鉀溶液滴入最后一滴溶液呈紫紅色且半分鐘不變化,從儀器B中取20.00mL溶液至錐形瓶中,另取0.2000mol·L-1的酸性KMnO4標準溶液裝入儀器C中,用氧化還原滴定法測定Fe2+含量。相關(guān)反應(yīng)為:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,雜質(zhì)不與酸性KMnO4標準溶液反應(yīng).消耗高錳酸鉀溶液體積第3次誤差較大舍去,計算平均消耗溶液體積,結(jié)合離子反應(yīng)的定量關(guān)系計算,V(標準)=ml=20.00ml,鐵元素守恒計算
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
5Li2FeSiO4~5Fe2+~MnO4-,
5 1
n 0.2000mol/L×0.020L
n=0.0200mol。
100ml溶液中含物質(zhì)的量=0.0200mol×=0.1000mol,
產(chǎn)品中Li2FeSiO4的質(zhì)量分數(shù)=×100%=81%,
滴定前酸式滴定管尖端氣泡未排除,滴定后氣泡消失,會造成V(標準)偏大,會造成c(待測)偏高,
因此,本題正確答案是:溶液變?yōu)樽霞t色,且半分鐘內(nèi)不變色;81%;偏高。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有某烷烴與烯烴的混合氣體9.00g,該混合氣體的密度為相同狀況下氫氣的11.25倍,將混合氣體通過足量溴水,溴水質(zhì)量增加4.20g,則原混合氣體的組成為( )
A. 甲烷 、乙烯B. 乙烷 、乙烯C. 甲烷 、丙烯D. 甲烷 、丁烯
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在4mol/L的硫酸和2mol/L的硝酸混合溶液10mL中,加入0.96g銅粉,則①原混合酸中c( H+)為________________。
②溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。
③充分反應(yīng)后最多可收集到標準狀況下的氣體的體積為__________,被還原硝酸的物質(zhì)的量為_____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鉛的冶煉有很多種方法。
(1)瓦紐科夫法熔煉鉛,其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
① 2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
② PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③ PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
反應(yīng)PbS(s)+2O2(g)=PbSO4(s) ΔH=______________ kJ·mol-1(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。
(2)還原法煉鉛,包含反應(yīng)PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO2(g) ΔH,該反應(yīng)的平衡常數(shù)的對數(shù)值與溫度的關(guān)系如下表:
溫度/℃ | 300 | 727 | 1227 |
lgK | 6.17 | 2.87 | 1.24 |
①該反應(yīng)的ΔH_______0(選填“>”、“<”或“=”)。
②當(dāng)lgK=1,在恒容密閉容器中放入PbO并通入CO,達平衡時,混合氣體中CO的體積分數(shù)為______________ (保留兩位有效數(shù)字);若向容器中充入一定量的CO氣體后,平衡向_________ (填“正向”、“逆向”或“不”)移動,再次達到平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率_________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有a、b、c、d四個金屬電極,有關(guān)的反應(yīng)裝置及部分反應(yīng)現(xiàn)象如下:
實驗裝置 | ||||
部分實驗現(xiàn)象 | a極質(zhì)量減小 b極質(zhì)量增加 | b極有氣體產(chǎn)生 c極無變化 | d極溶解 c極有氣體產(chǎn)生 | 電流計指示在導(dǎo)線中 電流從a極流向d極 |
由此可判斷這四種金屬的活動性順序是
A a>b>c>d B b>c>d>a C d>a>b>c D a>b>d>c
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D四種物質(zhì)均為下列離子組成的可溶性化合物,組成這四種物質(zhì)的離子(離子不能重復(fù)組合)有:
陽離子 | Na+、Al3+、Ba2+、NH4+ |
陰離子 | Cl-、OH-、CO32-、SO42- |
分別取四種物質(zhì)進行實驗,實驗結(jié)果如下①B溶液分別與C、D混合,均有白色沉淀生成②將A溶液逐滴滴入C溶液中,有沉淀生成,繼續(xù)滴加A溶液時,沉淀減少直至完全消失③A與D兩種固體混合有氣體生成,該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試液變藍④用石墨電極電解B溶液,在陽極上產(chǎn)生一種有刺激性氣味的氣體
回答下列問題:
(1)A所含的陽離子和C所含陽離子的半徑大小____>______(填離子符號)。B所含的陰離子是________
(2)C溶液呈___性(填“酸性”或“堿性”),其原因是__________________
(用離子方程式解釋)。D的化學(xué)式是____________
(3)以Pt為電極電解1L0.1mol/LB的水溶液,當(dāng)電路中通過0.1mol電子時,
溶液的pH為_______(設(shè)電解過程溶液體積不變),陽極的電極反應(yīng)式為 _____
(4)若將④陽極產(chǎn)生的氣體通入A溶液中至恰好完全反應(yīng)時,則溶液中各離子
濃度由大到小的排列順序為__________________________
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)滴定操作的順序正確的是( )
①檢查滴定管是否漏水;
②用標準溶液潤洗盛裝標準溶液的滴定管,用待測液潤洗盛待測液的滴定管;
③用蒸餾水洗滌玻璃儀器;
④裝標準溶液和待測液并調(diào)整液面(記錄初讀數(shù));
⑤取一定體積的待測液于錐形瓶中;
⑥進行滴定操作
A.①③②④⑤⑥B.①②③④⑤⑥
C.②③①④⑤⑥D.④⑤①②③⑥
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)反應(yīng)與能量有著密不可分的關(guān)系,回答下列問題:
A、B、C三個燒杯中分別盛有200mL相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸
(1)分別寫出三個裝置中鐵片表面發(fā)生反應(yīng)的離子方程式或電極反應(yīng)式:A._________________________;B.________________________________________;C.____________________;
(2)一段時間后,C中產(chǎn)生了3.36L(標準狀況)氣體時,硫酸恰好全部被消耗,則原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為__________mol·L-1。三個燒杯全部反應(yīng)完之后,三個燒杯中液體質(zhì)量由大到小的順序為__________(填寫序號)。
(3)比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率,由快到慢的順序是__________(填寫序號)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有X、Y、Z、T、U五種短周期元素。X、Y、Z三元素在周期表中的位置如圖所示,三元素的原子序數(shù)之和是41。X和T的單質(zhì)在不同條件下反應(yīng),可以生成T2X(白色固體)和T2X2(淡黃色固體)兩種化合物。U單質(zhì)在Z單質(zhì)中燃燒時產(chǎn)生蒼白色火焰,生成物的水溶液能使石蕊試液變紅。
X | |
Y | Z |
(1)各元素的符號是X__________,Y__________,Z__________,T__________,U__________
(2)Y原子的結(jié)構(gòu)示意圖為__________
(3)用電子式表示Y與T組成的化合物的形成過程:__________
(4) YX2和U2Y反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________,其中氧化劑是__________,被氧化的元素是_______。
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