【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(qǐng)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+)=2.0×10-2 mol·L-1, c(Fe3+)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2 mol·L-1,則該溶液的pH約為________。
②完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式:
ClO3-+Fe2++________===Cl-+Fe3++________,______________
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O Fe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H+ K2
Fe(OH)2++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,生成聚合氯化鐵,離子方程式為xFe3++yH2OFex(OH)+yH+,欲使平衡正向移動(dòng)可采用的方法是(填序號(hào))________。
a.降溫 b.加水稀釋
c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
(4)天津某污水處理廠用聚合氯化鐵凈化污水的結(jié)果如圖所示。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。
【答案】Fe3+水解Fe+2Fe3+=3Fe2+21 6 6H+ 1 6 3H2OK1>K2>K3bd18-20
【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(zhì),可起到凈水的作用;鋼鐵設(shè)備中的Fe會(huì)與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子;(2)①根據(jù)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(jì)),據(jù)此溶液中氫離子的濃度,再根據(jù)pH=-lgc(H+)計(jì)算;②氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵,則反應(yīng)物中有氫離子參加,則生成物中有水生成,Cl元素的化合價(jià)從+5價(jià)降低到-1價(jià),得到6個(gè)電子,而Fe元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià),失去1個(gè)電子,根據(jù)得失電子守恒,則氯酸根離子的系數(shù)為1,F(xiàn)e2+的系數(shù)為6,則鐵離子的系數(shù)也是6,氯離子的系數(shù)是1,根據(jù)電荷守恒,則氫離子的系數(shù)是6,水的系數(shù)是3;(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(shù)逐漸減;控制條件使平衡正向移動(dòng),水解為吸熱反應(yīng),所以降溫平衡逆向移動(dòng);加水稀釋,則水解平衡也正向移動(dòng);加入氯化銨,氯化銨溶液為酸性,氫離子濃度增大,平衡逆向移動(dòng);加入碳酸氫鈉,則消耗氫離子,平衡正向移動(dòng);(4)由圖像可知,聚合氯化鐵的濃度在18~20 mg·L-1時(shí),去除率達(dá)到最大值,污水的渾濁度減小。
(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質(zhì),可起到凈水的作用;鋼鐵設(shè)備中的Fe會(huì)與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子,離子方程式是:2Fe3++Fe=3Fe2+;(2)①根據(jù)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(jì)),則c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)-3c(Fe3+)=1.0×10-2molL-1,則溶液pH=-lg1.0×10-2=2;②氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵,則反應(yīng)物中有氫離子參加,則生成物中有水生成,Cl元素的化合價(jià)從+5價(jià)降低到-1價(jià),得到6個(gè)電子,而Fe元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià),失去1個(gè)電子,根據(jù)得失電子守恒,則氯酸根離子的系數(shù)為1,F(xiàn)e2+的系數(shù)為6,則鐵離子的系數(shù)也是6,氯離子的系數(shù)是1,根據(jù)電荷守恒,則氫離子的系數(shù)是6,水的系數(shù)是3,配平后離子方程式為:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;(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(shù)逐漸減小,則K1>K2>K3;控制條件使平衡正向移動(dòng),使平衡正向移動(dòng),因?yàn)樗鉃槲鼰岱磻?yīng),所以降溫,平衡逆向移動(dòng);加水稀釋,則水解平衡也正向移動(dòng);加入氯化銨,氯化銨溶液為酸性,氫離子濃度增大,平衡逆向移動(dòng);加入碳酸氫鈉,則消耗氫離子,所以氫離子濃度降低,平衡正向移動(dòng),故選bd;(4)由圖像可知,聚合氯化鐵的濃度在18~20 mg·L-1時(shí),去除率達(dá)到最大值,污水的渾濁度減小。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)我國是世界上最早使用濕法煉銅的國家。濕法煉銅的原理是Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,其中鐵被__________(填“氧化”或“還原”),CuSO4作________(填“氧化”或“還原”)劑。在該反應(yīng)中,若生成了1 mol Cu,消耗Fe的物質(zhì)的量是_________。
(2)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)下圖所示裝置觀察氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移。
實(shí)驗(yàn)Ⅰ | 實(shí)驗(yàn)Ⅱ | |
裝置 | ||
現(xiàn)象 | 電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn);鐵片溶解; 銅片上有紅色物質(zhì)(銅)析出,銅片質(zhì)量增加 | 電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn);…… |
①實(shí)驗(yàn)Ⅰ中,Fe與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式是______________。
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ的原理,推測(cè)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中:鋅片上發(fā)生_________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng);銅片上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】⑴室溫時(shí),在下列物質(zhì)中:①Na ②Cl2 ③Na2O ④FeCl2溶液 ⑤NaHCO3 ⑥蔗糖 ⑦NH3⑧NaCl晶體 ⑨HClO ⑩ Fe(OH)2
屬于堿性氧化物的是(用序號(hào)填寫,下同) __________,屬于酸的是________,屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是____________,屬于非電解質(zhì)的是____________,能導(dǎo)電的是___________。
⑵下列各組化學(xué)用語中:①3He、4He ② 2H2 O、1H2O ③ 1H、3H ④14N和13C質(zhì)子數(shù)相同的有_________,中子數(shù)相同的有________,互為同位素的有________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室需用80mL1mol/L的氫氧化鈉溶液,配制此溶液的正確操作是
A.稱取3.2g氫氧化鈉,溶于水80mL水中
B.稱取4.0g氫氧化鈉,溶于水100mL水中
C.稱取3.2g氫氧化鈉,溶于水配成80mL溶液
D.稱取4.0g氫氧化鈉,溶于水配成100mL溶液
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】M是第四周期元素,最外層只有1個(gè)電子,次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y的負(fù)一價(jià)離子的最外層電子數(shù)與次外層的相同;卮鹣铝袉栴}:
(1)在元素周期表中M位于_____區(qū),基態(tài)M原子的價(jià)層電子排布圖為_____,第四能層s軌道上電了數(shù)目和M元素相同的元素還有_____(填元素符號(hào))。
(2)元素Y基態(tài)原子的核外電子排布式為_______,其同周期元素中,第一電離能最大的是____(寫元素符號(hào))。元素Y的含氧酸中,酸性最強(qiáng)的是_____(寫化學(xué)式),該酸根離子的立體構(gòu)型為_______。
(3)Z與元素Y同主族,在該族中原子序數(shù)最小,Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性大于Y的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性,原因是__________,Z的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)大于Y的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn),原因是_____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某工廠廢水中含游離態(tài)氯,通過下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定其濃度。
①取水樣10.00mL于錐形瓶中,加入10.00mL的KI溶液(足量),發(fā)生的反應(yīng)為:Cl2+2KI=2KCl+I2,滴入指示劑2~3滴。
②取一滴定管依次用自來水、蒸餾水洗凈后,馬上注入0.01mol/L溶液,調(diào)整液面,記下讀數(shù)。
③將錐形瓶置于滴定管下進(jìn)行滴定,發(fā)生的反應(yīng)為:I2+2Na2S2O3=2NaI+2Na2S4O6。
試回答下列問題:
(1)步驟①加入的指示劑是_____________。
(2)步驟②應(yīng)使用______式滴定管。
(3)判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____________。
(4)用0.1032mol/LHCl溶液滴定未知濃度的NaOH溶液,下列情況對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響的是___(填標(biāo)號(hào))。
A.酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤洗
B.錐形瓶未用待測(cè)液潤洗
C.滴定滴定管尖嘴中有氣泡,滴定后氣泡消失了
D.滴定時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)液濺出錐形瓶外
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】被譽(yù)為“光纖之父”的華裔科學(xué)家高錕因?yàn)樵凇肮庠诶w維中的傳輸用于光學(xué)通信”的成就而獲 得 2009 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),光導(dǎo)纖維的主要成分是
A.SiB.SiO2C.Na2SiO3D.SiCl4
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列離子方程式書寫不正確的是
A. 碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng):CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
B. 鈉與CuSO4溶液反應(yīng):2Na+Cu2+=Cu↓+2Na+
C. 將金屬鋁加入NaOH溶液中:2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2↑
D. 金屬鈉與水反應(yīng):2Na+2H2O=2Na++2OH+H2↑
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