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【題目】目前,我國是最大的鋼鐵生產國,鋼鐵是國民經濟的基礎產業(yè),鐵及其化合物的應用也越來越廣泛;卮鹣铝袉栴}:

(1)畫出鐵的原子結構示意圖:______________。

(2)工業(yè)煉鐵時常用CO還原鐵礦粉,已知:

① Fe2O3(s) + 3CO(g)=2Fe(s)+ 3CO2(g) △H=-24.8 kJ/mol

② Fe3O4(S)+CO(g)=-3FeO(g)+CO2(g) △H= +19.4 kJ/mol

③ FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) △H= -11.0 kJ/mol

則反應3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)的△H= ________。

(3)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) 反應溫度與K的關系如右表:

反應溫度/℃

1000

1150

1300

平衡常數(shù)K

64

50.7

42.9

恒溫1000℃在體積為10L的恒容密閉容器中加入0.1molFe2O3和0.1molCO,氣體混合物中CO2的體積分數(shù)φ(CO2)隨時間t的變化關系如圖所示。

①前 8minCO 的反應速率為_______;平衡時a=____

②若再向平衡混合物中加入0.01molCO 和0.02molCO2,平衡_______移動;若要使平衡混合氣中CO2的體積分數(shù)增大,下列措施可行的是_______(填標號)。

A.增大Fe2O3用量 B.增大壓強 C.降低溫度 D.向容器中再充入少量CO

(4)納米級的Fe3O4在催化劑、造影成像、藥物載體、靶向給藥等領域都有很好的應用前景,工業(yè)生產中常用“共沉淀法”來制備。將FeCl2和FeCl3按一定比例配成混合溶液,用NaOH溶液作為沉淀劑,在特定條件下即可制得納米級的Fe3O4,反應的離子方程式是_____,在實際生產中Fe2+和Fe3+反應用量比常是2:3,甚至1:1,為什么?________。

(5)納米鐵粉可用于除去廢水中的NO3-,反應的離子方程式為:4Fe+ NO3-+ 10H+=4Fe2++NH4++3H2O。研究發(fā)現(xiàn),若pH偏低將會導致NO3的去除率下降,其原因是________;若加入少量Cu2+,廢水中NO3-的去除速率大大加快,可能的原因是_____________

【答案】 -47.2 kJ/mol 10-3 mol·L-1·min-1 80%或0.8 向正反應方向 C Fe2++2Fe3++8OHFe3O4+4H2O Fe2+容易被空氣中的O2氧化為Fe3+,故需多加一些Fe2+,確保生成Fe3O4 發(fā)生副反應,F(xiàn)e與H+生成H2 形成的Fe-Cu原電池增大了納米鐵粉去除NO的反應速率(或Cu2+對納米鐵粉去除NO的反應具有催化作用)

【解析】本題主要考查鐵及其化合物的性質。

(1)鐵的原子結構示意圖:。

(2)3①-2②-6③得3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2mol/kJ。

(3)①K=c3(CO2)/ c3(CO)=64,c(CO2)=4c(CO)=0.008mol/L,前8minCO的反應速率為0.008/8 mol·L-1·min-1=10-3 mol·L-1·min-1;平衡時a=0.08/0.1=80%或0.8。

②若再向平衡混合物中加入0.01molCO和0.02molCO2,濃度商Q<K,平衡向右移動;若要使平衡混合氣中CO2的體積分數(shù)增大,下列措施可行的是C。A.增大固體用量平衡不移動,平衡混合氣中CO2的體積分數(shù)不變;B.增大壓強平衡不移動,平衡混合氣中CO2的體積分數(shù)不變; C.降低溫度平衡右移,平衡混合氣中CO2的體積分數(shù)增大;D.向容器中再充入少量CO,平衡不移動,平衡混合氣中CO2的體積分數(shù)不變。故選C。

(4)反應的離子方程式是Fe2++2Fe3++8OHFe3O4+4H2O,在實際生產中Fe2+和Fe3+反應用量比常是2:3,甚至1:1,為什么?原因是Fe2+容易被空氣中的O2氧化為Fe3+,故需多加一些Fe2+,確保生成Fe3O4。

(5)納米鐵粉可用于除去廢水中的NO3-,若pH偏低將會導致NO3-的去除率下降,其原因是發(fā)生副反應,F(xiàn)e與H+生成H2;若加入少量Cu2+,廢水中NO3-的去除速率大大加快,可能的原因是形成的Fe-Cu原電池增大了納米鐵粉去除NO的反應速率(或Cu2+對納米鐵粉去除NO的反應具有催化作用)。

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】海洋中儲有大量的化學物質,儲量可觀的化學元素就有80多種,其中70多種可以被人類提取利用,全世界每年都要從海洋中提取大量的食鹽、鐵、溴、碘、鉀等有用物質,海水被譽為“液體工業(yè)原料”。

從海水中提取食鹽、鎂和溴的流程如圖所示;卮鹣铝袉栴}:

(1)從海水中得到的粗鹽中含Mg2+CO32-、SO42- 等雜質離子,如用試劑BaCl2、NaOH、鹽酸和Na2CO3溶液,除去雜質離子,則加入試劑的順序是___________。

(2)氨堿工業(yè)的主要反應是電解飽和氯化鈉溶液,寫出反應的離子方程式___________。

(3)MgCl2·6H2O脫水過程中易水解生成堿式氯化鎂,化學方程式為________。因此工業(yè)上常使MgCl2·6H2O晶體在____氣體中脫水而得到干燥無水的MgCl2。

(4)第⑤步是用熱空氣將Br2吹入SO2 溶液中,寫出反應的化學方程式________

(5)電解無水MgCl2 可得金屬鎂和氯氣,利用副產品氯氣還可制備漂白粉,其反應的化學方程式為_______。

(6)步驟④中用硫酸酸化可提高Cl2 的利用率,理由是_______________________。含高濃度Br2 的水溶液經過蒸餾可得到Br2,蒸餾的溫度為80~90℃,溫度過高或過低都不利于生產,請解釋原因:____________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】用 NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是(

A. 常溫常壓下,含有 NA個氮原子的氮氣體積約為 11.2L

B. 標準狀況下,64gSO2中含有的原子數(shù)為 3NA

C. 在常溫常壓下,11.2L Cl2含有的分子數(shù)為 0.5NA

D. 標準狀況下,11.2L H2O 含有的分子數(shù)為 0.5NA

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某研究小組在實驗室中將某工廠廢棄的一塊合金,經過一系列的反應,制得氧化鋁固體、硝酸銅晶體和鐵紅。其實驗方案如下圖。

1該小組所用的合金中含有的金屬為鐵、____________(填名稱)。

2操作、使用的主要玻璃儀器是___________,操作的方法:________操作實驗操作步驟包括:______、_______(填操作名稱)、過濾、洗滌、干燥。

3寫出濾渣B中較活潑金屬與足量稀硝酸發(fā)生反應的離子方程式:_______。

4若該小組通過上述實驗流程制得鐵紅16g,假設實驗過程中無質量損失,則合金中鐵的質量為________g。

5上述實驗流程中符合綠色化學理念的做法是___________(答出一點即可)

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在容積固定的密閉容器中,對于反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0。下列判斷正確的是 ( )

A. 增大反應體系的壓強,平衡后SO2的濃度、轉化率、體積分數(shù)都增加

B. 當單位時間內消耗SO2的物質的量和生成SO3的物質的量相同時,反應達到平衡狀態(tài)

C. 升高溫度,平衡向左移動

D. 充入SO3氣體,體系壓強增大,平衡向右移動

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】如表所示,為提純下列物質(括號內為少量雜質),所選用的除雜試劑與主要分離方法不正確的是

選項

不純物質

除雜試劑與主要分離方法

A

甲烷(乙烯)

溴水 洗氣

B

己烷(癸烷)

蒸餾(不需試劑)

C

乙酸乙酯(乙酸)

KOH溶液 分液

D

蛋白質溶液(NaCl)

水 滲析

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某溫度下,Fe(OH)3(s)Cu(OH)2(s)分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后,改變溶液pH,金屬陽離子濃度變化如圖所示。據(jù)圖分析,下列判斷正確的是

A. [Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)3]

B. d點代表的溶液中Fe(OH)3已過飽和、Cu(OH)2未飽和

C. 加適量NH4Cl固體可使溶液由a點變到b

D. b、c兩點代表的Fe(OH)3、Cu(OH)2溶解度相等

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】TiO2是一種性能優(yōu)良的半導體光催化劑,能有效地吸附有機污染物如甲醛、甲苯等)和含氮化合物(NH3CN轉化為CO2N2等小分子物質。

1Ti基態(tài)核外電子排布式為________________

2甲醛HCHO分子空間構型為_____;分子中碳原子軌道雜化類型為_____π鍵和σ鍵的個數(shù)之比為____,

3氨氣極易溶于水,是因為氨和水的分子均是_________,還因為___________

4甲苯分子中能夠共平面的原子最多為____個;苯環(huán)不易被鹵素加成,而比較容易被鹵素取代苯環(huán)上的氫,原因是___________________。

5CN的污水毒性極大NaClO先把CN氧化為CNO,然后在酸性條件下再將CNO氧化為無污染的氣體。請寫出與CNO互為等電子體的微粒______分子或離子,寫一種)。

6Ti[(CN)4]2-Ti2+CN-C原子形成配位鍵。不考慮空間構型,Ti[(CN)4]2-的結構可表示為_____________________。

7Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成鈦酸鹽的晶胞結構如圖所示(Ti4+位于立方體的頂點,Ca2+ 處于立方體的中心)。該晶體中,Ti4+和周圍____ O2-相緊鄰;若該晶胞的密度為dg/cm3則鈦氧鍵的鍵長為______pm (用帶NA的代數(shù)式表示)。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】 50mL H2SO4 與稀 HNO3 的混合溶液中逐漸加入鐵粉,假設加入鐵粉的質量與產生氣體的體積(標 準狀況下)之間的關系如圖所示,且每一段只對應一個反應。下列說法正確的是(

A. 參加反應鐵粉的總質量 m2=5.6 g

B. 所用混合溶液中 c(HNO3)=0.5 molL-1

C. 開始時產生的氣體為 H2

D. AB 段產生的反應為置換反應

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