氯化铁是常见的水处理剂,无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K。工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下:
(1)取0.5mL三氯化铁溶液滴入50mL沸水中,再煮沸片刻得红褐色透明液体,该过程可用离子方程式表示为: ▲ 。
(2)已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
50 |
80 |
100 |
溶解度(g/100gH2O) |
74.4 |
81.9 |
91.8 |
106.8 |
315.1 |
525.8 |
535.7 |
从FeCl3溶液中获得FeCl3・6H2O的方法是: ▲ 。
(3)室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH为2.7时,Fe3+开始沉淀;当溶液pH为4时,c(Fe3+)= ▲ mol/L(已知:Ksp[Fe(OH)3]= 1.1×10-36)。
(4)吸收剂X是: ▲ ;吸收塔中吸收剂X的作用是: ▲ 。
(5)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取mg无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,再转移到100mL容量瓶,用蒸馏水定容;取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,用淀粉作指示剂并用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定(I2+2S2O32—=2I- +S4O62-),共用去VmL。则样品中氯化铁的质量分数为: ▲ 。
(6)用FeCl3溶液(32%~35%)腐蚀印刷线路板的废液中含FeCl3、FeCl2和CuCl2。
①若用电化学方法使废液再生。
阳极反应为:2Fe2+ – 2e- = 2Fe3+;
阴极反应为: ▲ 。
②若用化学方法,回收废液中铜的方法是(用反应式表示并简述操作要点):
▲ 。
(16分)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:(16分)
(1)FeCl3净水的原理是 。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示) 。
(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中各离子浓度如下:则该溶液的pH约为 。
c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1, c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,
②NaClO3能在酸性条件下氧化FeCl2,写出离子方程式:
(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)++H2OFe(OH)3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氧化铁,离子方程式为: xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号) 。
a.降温b.加水稀释 c.加入NH4Cld.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 。
(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。
由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为 mg·L-1。
【有机化学基础 15分】化合物x是一种食品保鲜剂,它的结构简式为。
A是一种芳香烃,其蒸汽密度是氢气的46倍。气态物质C的密度在标准状况下为1.25g/L。合成X的路线如下:
回答下列问题:
(1)A的名称是 ,F分子中含有的官能团名称是 。
(2)实验室制备C的化学反应方程式是 ,反应类型是 。
(3)写出B与E的反应方程式: 。
(4)Y是F的同分异构体,其苯环上只有一个取代基,既能发生水解反应也能发生银镜反应的同分异构体有 种。其中一种结构的核磁共振氢谱图有5组峰,峰面积之比为1︰1︰2︰2︰6,请写出其结构简式: 。
(5)根据下列合成路线回答问题:
试剂G的结构简式是 。
碳的氧化物在工业上有着广泛的应用,如CO 和H2可以合成甲醇,CO2和NH3可以合成尿素。(共计12分)
Ⅰ.若在20L的密闭容器中按物质的量之比1︰2充入CO和H2,发生反应:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)。测得平衡时CO得转化率随温度变化及压强的变化如图所示:p2、195℃时,n(H2)随时间的变化如表所示:
t/min |
0 |
1 |
3 |
5 |
n(H2)/mol |
8 |
5 |
4 |
4 |
(1)p2、195℃时,0~1min内,υ(H2)= mol/(L·min)。
(2)你认为p1 p2; p2、195℃时,B点,υ(正) υ(逆)。(填“﹤”“﹥”或“=”)
(3)p2、195℃时,该反应的化学平衡常数为 ;
Ⅱ.NH3(g)与CO2(g)经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
(1)NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为 。
(2)工业上合成尿素时,既能加快反应速率,又能提高原料利用率的措施有 (填序号)
A.升高温度B.加入催化剂
C.将尿素及时分离出去D.增大反应体系的压强
运用有关原理,回答下列问题:(共计10分)
(1)25℃时,某FeCl3溶液的pH=2,则此溶液中由水电离产生的c(H+)= ,用离子方程式表示CH3COONa溶液呈碱性的原因: 。
(2)已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===H++ SO42-+Na+。在NaHSO4溶液中,c(H+) c(OH-)+ c(SO42-)(填“﹤”“﹥”或“=”,下同);室温下用NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液制取BaSO4,若溶液中的SO42-完全沉淀,则反应后溶液的pH 7。
(3)已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。将等体积的Na2SO4溶液和BaCl2溶液混合,若Na2SO4溶液的浓度为0.02mol/L,则生成BaSO4沉淀所需的BaCl2溶液的最小浓度为 。
(忽略溶液混合时体积的变化)
Ⅰ.甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。向A中通入氯气至过量,观察A中,发现溶液先呈红色,然后变为黄色。
(1)B中反应的离子方程式是 .
(2)为了探究A中溶液由红色变为黄色的原因,甲同学进行如下实验.取A中黄色溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,则溶液中一定存在________ .
(3)资料显示:SCN -的电子式为 .甲同学猜想SCN﹣可能被Cl2氧化了,他进行了如下研究.
①取A中黄色溶液于试管中,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液, 产生白色沉淀,由此证明SCN﹣中被氧化的元素是 .
②甲同学通过实验证明了SCN﹣中氮元素转化为NO3﹣,已知SCN﹣中碳元素没有被氧化,若SCN﹣与Cl2反应生成1mol CO2,则转移电子的物质的量是 mol.
Ⅱ.8.12天津港特大爆炸事故现场有700吨左右氰化钠,氰化钠剧毒。有少量因爆炸冲击发生泄漏。这些泄露的氰化钠可通过喷洒氧化剂双氧水的方式来处理,以减轻污染。
(1)写出NaCN的电子式__________,偏碱性条件下,氰化钠溶液的CN﹣被双氧水氧化为HCO3﹣,同时放出NH3,该反应的离子方程式:_______ 。
(2)Cu2+可作为双氧水氧化CN﹣中的催化剂。某兴趣小组要探究Cu2+对双氧水氧化CN﹣是否起催化作用,请你完成下实验方案。填写实验步骤、实验现象和结论(己知:CN﹣浓度可用离子色谱仪测定)
步骤:分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两支试管中,________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ |
现象与结论: 若____________________________ _______________________________ 若____________________________ ____________________ |