【題目】用黃鐵礦(FeS2)、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應制備ClO2氣體,再用水吸收該氣體可得ClO2溶液。
(1)已知:黃鐵礦中的硫元素在酸性條件下可被氧化成,若生成標準狀況下3.36 L ClO2氣體,至少需要黃鐵礦的質(zhì)量為 。
(2)工業(yè)上以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作為衡量ClO2產(chǎn)率的指標。若取NaClO3樣品3.0 g,通過反應和吸收獲得200 mL ClO2溶液,取此溶液20 mL與37.00 mL 0.500 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液充分反應后,過量的Fe2+再用0.040 0 mol·L-1 K2Cr2O7標準溶液滴定至終點,消耗K2Cr2O7標準溶液25.00 mL。
①寫出ClO2溶液與(NH4)2Fe(SO4)2溶液反應的離子方程式 。
②試計算ClO2的“產(chǎn)率”(寫出計算過程) 。
【答案】
(1)1.2 g(3分)
(2)①4H++ClO2+5Fe2+===Cl-+5Fe3++2H2O(3分)
②由 Cr2O ~ 6Fe2+
n(Fe2+)= 6n(Cr2O)=6×0.04 mol·L-1×25 mL×10-3=6×10-3 mol
由ClO2 ~ 5Fe2+
n(ClO2)= 1/5n(Fe2+) =(0.5 mol·L-1×37 mL×10-3-6×10-3 mol)÷5=2.5×10-3 mol
所以,ClO2的產(chǎn)率=[(2.5×10-3 mol×10×67.5 g·mol-1)/3.0 g]×100%=56.25%(6分)
【解析】
試題分析:
(1)根據(jù)反應15+FeS2+14H+===15ClO2+Fe3++7H2O+2,知n(FeS2)= n(ClO2)=3.36/22.4/15=0.01 mol,m(FeS2)=0.01 mol×120 g/mol=1.2 g。
(2)①ClO2為氧化劑,產(chǎn)物為Cl-,F(xiàn)e2+應轉(zhuǎn)化為Fe3+,故方程式為4H++ClO2+5Fe2+=Cl-+5Fe3++2H2O
②該反應的原理是利用過量亞鐵離子把ClO2還原,根據(jù)n(Fe2+)的量計算ClO2,根據(jù)公式計算產(chǎn)率。
剩余Fe2+的量
由 Cr2O ~ 6Fe2+
n(Fe2+)= 6n()=6×0.04 mol·L-1×25 mL×10-3=6×10-3 mol
與ClO2反應的Fe2+的量
n(Fe2+) =0.5 mol·L-1×37 mL×10-3-6×10-3 mol
由ClO2 ~ 5Fe2+
n(ClO2)= 1/5n(Fe2+) =(0.5 mol·L-1×37 mL×10-3-6×10-3 mol)÷5=2.5×10-3 mol
所以,ClO2的產(chǎn)率=[(2.5×10-3 mol×10×67.5 g·mol-1)/3.0 g]×100%=56.25%。
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【題目】某硫酸鎂和硫酸鋁的混合溶液中,c(Mg2+ )=2 mol·L-1,c(SO42-)=6.5 mol·L-1,若將200 mL此混合液中的Mg2+和Al3+分離,至少應加入1.6 mol·L-1氫氧化鈉溶液的體積是
A.0.5 L B.1.625 LC.1.8 LD.2 L
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【題目】下列有關(guān)原電池和電解池的敘述中,正確的是
A.純鋅與稀硫酸的反應比Zn-Cu合金與稀硫酸的反應更快
B.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,負極的反應式為:Fe-3e-=Fe3+
C.在鐵制容器上鍍銅時,鐵制容器連接外接電源的正極
D.電解精煉銅時,陰極的電極反應為:Cu2+ + 2e-=Cu
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【題目】電解已廣泛應用于金屬冶煉、污水的處理等工業(yè)。
(1)新型的鈦基納米PbO2電極材料制備:在鈦板上先形成一層鋁膜,在草酸溶液中作陽極氧化為氧化鋁同時形成孔洞,再在Pb(NO3)2溶液中浸泡電解形成納米PbO2,用氫氧化鈉溶液浸泡除去多余的氧化鋁,獲得鈦基納米PbO2電極。
①鈦基板打磨后用丙酮浸泡,再用水沖洗,用丙酮浸泡的作用是 。
②陽極氧化時溶液中電流強度和基板孔洞深度隨時間變化如下圖所示,氧化的終點電流突然增加的原因是 。電極氧化成孔洞時溫度需嚴格控制在8℃左右,溫度不宜過高的原因是 。
③電解形成納米PbO2時陽極電極反應式為 。工業(yè)上可以用Na2S2O8溶液氧化Pb(NO3)2制備PbO2,其離子方程式為 。
(2)PbO2做陽極電解處理污水
①用PbO2材料做陽極處理污水的效果明顯優(yōu)于石墨電極,其原因可能是 。
②某小組用自己制作的鈦基納米PbO2電極電解處理污水,發(fā)現(xiàn)污水澄清效果優(yōu)于購買的標準鈦基納米PbO2電極。此鈦基納米PbO2電極的EDX能圖譜信息如下圖,其去污效果好的原因可能是 。
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【題目】硫酸和硝酸都是重要的化工原料,也是化學實驗室里必備的重要試劑。
(1)常溫下,可用鐵或者鋁制的容器盛放濃硝酸,說明濃硝酸具有_________ 性
A.酸性 B.強氧化性 C.吸水性 D.脫水性
(2)工業(yè)上用洗凈的廢銅屑作原料來制備硫酸銅。下列制備方法符合“綠色化學”思想的是_______________________________(填序號)。
① Cu + H2SO4(濃) CuSO4 ② CuCuOuSO4
寫出①中反應的化學方程式:________________________________________
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【題目】4P(紅磷s)P4(白磷s) △H = +17kJmol﹣1根據(jù)以上方程式,下列推論正確的是
A. 正反應是一個放熱反應
B. 當lmol白磷完全轉(zhuǎn)變成紅磷時放出17kJ熱量
C. 當4g紅磷轉(zhuǎn)變成白磷時吸收17kJ熱量
D. 白磷比紅磷穩(wěn)定
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【題目】碳及其化合物在工農(nóng)業(yè)上有重要作用。
(1)水煤氣是將水蒸氣通過灼熱的焦炭而生成的氣體,水煤氣的主要成分為_________
(用化學式表示);
(2)高溫時,用CO還原MgSO4可制備高純度MgO。若在750℃時,測得氣體中含有等物質(zhì)的量的SO2、SO3,則反應的化學方程式為____________;
(3)二氧化碳的捕集、利用是我國能源領(lǐng)域的一個重要戰(zhàn)略方向。科學家提出由CO2制取碳的太陽能工藝如右圖所示。
①若“重整系統(tǒng)”發(fā)生的反應中=6,則FexOy的化學式為____________;
②“熱分解系統(tǒng)”中每分解1mol FexOy,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為____________。
(4)工業(yè)上用CO2和H2反應合成甲醚。
已知:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=130.8 kJ·mol-1
①一定條件下,上述合成甲醚的反應達到平衡狀態(tài)后,若改變反應的某一個條件,下列變化能說明平衡一定向正反應方向移動的是____________(填標號)。
a.逆反應速率先增大后減小 b.反應物的體積百分含量減小
c.H2的轉(zhuǎn)化率增大 d.容器中的n(CO2)/n(H2)值變小
②某壓強下,合成甲醚的反應在不同溫度、不同投料比時,CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示。
T1溫度下,將4molCO2和8molH2充入2L的密閉容器中,5min后該反應達到平衡,則0~5min內(nèi)的平均反應速率v(CH3OCH3)=______________;
KA、KB、KC三者之間的大小關(guān)系為_____________。
(5)常溫下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在該溶液中,c(NH4+)________(填“>”、“<”或“=”)c(HCO3-;反應NH4++HCO3+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=__________。
(已知常溫下NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)K1=4×10-7,K2=4×10-11)
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