【題目】堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4 ]是一種新型高效絮凝劑,常用于污水處理,在醫(yī)療上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下所示:
部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如表所示:
沉淀物 | Fe(OH) 3 | Fe(OH) 2 | Al(OH) 3 |
開始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
請回答下列問題:
(1)加入少量NaHCO3 的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH,除去Al3+ ,①pH的范圍__________,②寫出可能發(fā)生的離子方程式:________________。
(2)在實際生產(chǎn)中,反應(yīng)Ⅱ中常同時通入O2 ,以減少NaNO2 的用量,O2 與NaNO2 在反應(yīng)中均作__________。若參與反應(yīng)的O2 有11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2 的物質(zhì)的量為________。
(3)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)2+ 可部分水解生成Fe2(OH)42-,該水解反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________。 Fe(OH)3 的Ksp =____________。(提示,開始沉淀c(Fe 3+ )濃度為1.0×10 -5 mol/L)
(4)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品中不得含有Fe2+ 及NO3-。為檢驗所得的產(chǎn)品中是否含有Fe2+ ,應(yīng)使用的試劑為________。
【答案】4.4~7.5H++HCO3-=CO2↑+H2O,Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑氧化劑2mol2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)42-+2H+10-37.4酸性KMnO4溶液或鐵氰化鉀
【解析】
(1)該工藝流程的目的為生產(chǎn)堿式硫酸鐵,廢鐵屑中含少量氧化鋁等雜質(zhì),所以要除去Al保留Fe;加入稀硫酸發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,則反應(yīng)Ⅰ所得溶液中含有Fe2+、Al3+、H+、SO42-等,加入少量NaHCO3調(diào)節(jié)pH,且控制pH使Al3+ 完全沉淀,而Fe2 + 不沉淀。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可推斷,pH應(yīng)控制在4.4~7.5范圍內(nèi)。
故答案為:4.4~7.5;
(2)根據(jù)流程可知,反應(yīng)Ⅱ中硫酸亞鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵,所以通入的O2 與NaNO2 均作氧化劑;若有11.2 L O2即0.5mol O2參與反應(yīng),則轉(zhuǎn)移電子2mol;若用NaNO2作氧化劑,還原產(chǎn)物為NO,每mol NaNO2轉(zhuǎn)移1mol電子,所以標(biāo)況下11.2 L
O2 相當(dāng)于2mol NaNO2;
故答案為:2mol;
(3)根據(jù)已知信息:Fe(OH)2+ 轉(zhuǎn)化為Fe2(OH)42-,F(xiàn)e元素化合價沒有發(fā)生改變,根據(jù)原子守恒可知:2 Fe(OH)2+ →Fe2(OH)42-,根據(jù)電荷守恒可知,應(yīng)生成H+。該反應(yīng)為部分水解,應(yīng)打“”,所以離子方程式應(yīng)為:2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)42-+2H+;根據(jù)Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq),可得Ksp = c(Fe3+)×c3 (OH- );pH=3.2時,F(xiàn)e3+開始沉淀,此時c(Fe 3+ )=1.0×10 -5 mol/L,c(H+ )=10 -3.2 mol/L,c(OH- )=10-10.8 mol/L,所以有,Ksp = c(Fe3+)×c3 (OH- )=10-5 ×(10-10.8 )3 =10-37.4 。
故答案為:2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)42-+2H+;10-37.4;
(4)可以利用Fe2+的還原性檢驗Fe2+的存在,取少量待測液,則滴入幾滴酸性KMnO4 溶液后,若溶液的紫色褪去,則證明存在Fe2+。也可用鐵氰化鉀,溶液出現(xiàn)若藍(lán)色沉淀,則證明含有Fe2+;
故答案為:酸性KMnO4溶液或鐵氰化鉀。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機(jī)物N()是一種常見的有機(jī)合成中間體,在生產(chǎn)中用途廣泛。
有機(jī)物A為原料合成M和N的路線如下所示:
已知:I.R-CH=CH2+HBr R-CH2CH2Br
II.R-CH2-CN R-CH2-COOH
請回答下列問題:
(1)A分子中共面的原子數(shù)最多為___________個,-CN的電子式為___________。
(2)②的反應(yīng)類型為___________,E分子中所含官能團(tuán)的名稱為___________,G的結(jié)構(gòu)簡式為______________________。
(3)寫出反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式__________________________。
(4)寫出M在酸性條件下水解的化學(xué)方程式______________________。
(5)D的同分異構(gòu)體中,能發(fā)生銀鏡反應(yīng),且能與鈉反應(yīng)放出H2的共有___________種,寫出核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積比為1:1:2:6的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:___________。
(6)結(jié)合信息,寫出用E和乙醇為原料制備化合物N的合成路線:(其他試劑任選)___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】煙氣(主要污染物SO2、NOX)經(jīng)O3預(yù)處理后用CaSO3水懸浮液吸收,可減少煙氣中的SO2、NOx 的含量。
(1) O3氧化煙氣中SO2、NOx 的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為: NO(g)+O3(g)NO2(g)+ O2(g) ΔH=-200.9 kJ·mol-13NO(g)+O3(g)3NO2(g) ΔH=-317.3kJ·mol-1。則2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的ΔH=_____________kJ·mol-1
(2)T℃時,利用測壓法在剛性反應(yīng)器中,投入一定量的NO2發(fā)生反應(yīng)3NO2(g)3NO(g)+O3(g),體系的總壓強(qiáng) p隨時間 t的變化如下表所示:
反應(yīng)時間/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
壓強(qiáng)/MPa | 20.00 | 21.38 | 22.30 | 23.00 | 23.58 | 24.00 | 24.00 |
①若降低反應(yīng)溫度,則平衡后體系壓強(qiáng) p______24.00 MPa(填“>”、“<”或“=”),原因是____________。
②15min 時,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 α=______。
③T℃時反應(yīng)3NO2(g) 3NO(g)+O3(g)的平衡常數(shù)Kp=____________(Kp 為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓等于總壓乘以該氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
(3)T℃時,在體積為2L的密閉剛性容器中,投入2 mol NO2發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)+O2(g),實驗測得:v正=k正 c2(NO2),v逆=k逆 c2(NO)·c(O2),k正、k逆為速率常數(shù),受溫度影響。在溫度為T℃時NO2的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示(反應(yīng)在5.5min時達(dá)到平衡):
①在體積不變的剛性容器中,投入固定量的NO2發(fā)生反應(yīng),要提高NO2轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是______________、___________。
②由圖中數(shù)據(jù),求出該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________。
③計算A 點處v正/v逆=_________________________(保留1位小數(shù))。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】t℃時,AgCl(s)與AgI(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡,相關(guān)離子濃度的關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是
A. 曲線Y表示與的變化關(guān)系
B. t℃時,向Z點對應(yīng)的溶液中加入蒸餾水,可使溶液變?yōu)榍X對應(yīng)的飽和溶液
C. t℃時,AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)的平衡常數(shù)K=1×106
D. t℃時,向濃度均為0.1mol/ L的KI與KCl混合溶液中加入AgNO3溶液,當(dāng)Cl-剛好完全沉淀時,此時c(I-) = 1×10-5 mol/L
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【題目】某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱相關(guān)資料知,氧化性:Cr2O72->Fe3+,設(shè)計了如圖所示的鹽橋原電池。鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是
A. 甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應(yīng)
B. 外電路的電流方向是從b到a
C. 電池工作時,鹽橋中的SO42-移向乙燒杯
D. 乙燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為:2Cr3++7H2O-6e-===Cr2O72-+14H+
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【題目】某溶液可能含有Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+和K+。取該溶液100mL,加入過量NaOH溶液,加熱,得到0.02mol NH3氣體(假設(shè)生成氣體完全逸出),同時產(chǎn)生紅褐色沉淀;過濾,洗滌,灼燒,得到1.6g固體(已知難溶性堿受熱易分解,生成相應(yīng)的金屬氧化和水,如 M(OH)nMOn/2+H2O)向上述濾液中加足量BaCl2溶液,得到4.66g不溶于鹽酸的沉淀。由此可知原溶液中
A.至少存在3種離子
B.CO32-、K+一定不存在
C.SO42-、NH4+、Fe3+一定存在,Cl-可能不存在
D.Cl- 一定存在
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】利用某分子篩作催化劑,NH3可脫除廢氣中的NO和NO2,生成兩種無毒物質(zhì),其反應(yīng)歷程如下圖所示,下列說法正確的是
A. X是N2
B. 上述歷程的總反應(yīng)為:2NH3+NO +NO22N2+3H2O
C. NH4+中含有非極性共價鍵
D. NH3、NH4+、H2O中的質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)均相同
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【題目】A、B、C、D、E是五種氣態(tài)烴,其中A、B、C能使溴水褪色。1摩爾C與2摩爾氯氣完全加成,生成物分子中每個碳原子上都連有氫原子和氯原子。A與C、B與E分別具有相同的通式,A在催化劑存在下與氫氣反應(yīng)可得到B,在同溫同壓下B與氮氣的密度相同,D是最簡單的有機(jī)物,E沒有同類的異構(gòu)體,則五種氣態(tài)烴的名稱分別是_______、________、_____、______、_______。
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【題目】N和S是重要的非金屬元素,聚氮化硫(SN)x是重要的超導(dǎo)材料,目前己成為全球材料行業(yè)研究的熱點;卮鹣铝袉栴}:
(1)下列電子排布圖能表示氮原子的最低能量狀態(tài)的是_____(填字母)。
A. B.
C. D.
(2)S原子的基態(tài)原子核外有____個未成對電子,有__________種不同形狀的電子云。
(3) S、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為________,列舉一種與SCN-互為等電子體的分子為_______。
(4) (CH3)3N中N原子雜化方式為_______;As與N是同主族元素,AsH3的相對分子質(zhì)量比NH3大,實驗測得AsH3沸點比NH3低,其原因是___________。
(5) GaN是一種重要的半導(dǎo)體材料,其晶胞結(jié)構(gòu)和金剛石類似,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。
①氮化鎵中氮原子與鎵原子之間以_______鍵相結(jié)合,與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為_______。
②GaN晶體的晶胞邊長為a pm,摩爾質(zhì)量為M g/mol,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則GaN晶體的密度為_______gcm-3 (只要求列算式,不必計算出結(jié)果,1pm=l0-12m)。
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