(12分)我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。高炉内可能发生如下反应:
C(s)+O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5 kJ·mol—1 ①
C(s)+CO2(g) = 2CO(g) △H2=+172.5 kJ·mol—1 ②
4CO(g
)+Fe3O4(s) = 4CO2(g)+3Fe(s) △H3=-13.7 kJ·mol—1 ③
请回答下列问题:
⑴计算3Fe(s)+2O2(g) = Fe3O4(s)的△H=___________________。
⑵8
00℃时,C(s)+CO2(g)
2CO(g)的平衡常数K=1.64,相同条件下测得高炉内c(CO)=0.20 mol·L-1、c(CO2)=0.05 mol·L-1,此时反应向_______(填“正”或“逆”)方向进行。
⑶某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存在,现进行如下实验:将少量铁矿石样品粉碎,称取25.0 g样品于烧杯中,加入稀硫酸充分溶解,并不断加热、搅拌,滤去不溶物。向所得滤液中加入10.0 g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。剩下滤液用浓度为2 mol·L-1的酸性KMnO4滴定,至终点时消耗KMnO4溶液体积25.0 mL。
提示:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 8H++MnO4-+5Fe2+=Mn2++5Fe3++4H2O
①计算该铁矿石中铁元素的质量分数。(请写出必要的解题步骤)
②计算氧化物FemOn的化学式(m、n为正整数)(请写出必要的解题步骤)
某工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Fe3+。为了较少污染并变废为宝,拟从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜,其流程如下图。请完成下列问题。
(1)检验工业废水中含有Fe3+的方法是 。
(2)工业废水中加入过量铁粉时,有Fe3+参加的离子反应方程式为 。
(3)操作Ⅰ为 。
(1)将117 g NaCl溶于水配制成1 L溶液,该溶液中NaCl的物质的量浓度为 。
(2)在标准状况下,将V L A气体(摩尔质量为M)溶于0.1 L水中,所得溶液的密度为,则此溶液的物质的量浓度为 。
(3)某硫酸溶液的物质的量浓度为c1,密度为ρ1;另一种硫酸溶液的物质的量浓度为c2,密度为ρ2,将它们等体积混合后,所得溶液的密度为ρ3,则混合后硫酸的物质的量浓度为 。
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我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为:S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。
(1)用双桥法标出电子转移的方向及数目
S+2KNO3+3C = K2S+N2↑+3CO2↑
(2)该反应中还原剂是 ,氧化剂是 。
某兴趣小组用合金铝、铁、铜的废弃合金为原料制取硝酸铜晶体和氢氧化铝,并测定硝酸铜晶体的结晶水含量和氢氧化铝的纯度,设计的主要流程如下:
已知:Fe2+沉淀的pH范围为7.0~9.0;Fe3+沉淀的pH范围为1.9~3.2;Cu2+沉淀的pH范围为4.7~6.7。
(1)写出合金中加入NaOH溶液后所发生的离子反应方程式 。
(2)写出滤液B中通入过量CO2的化学方程式 。
(3)加入Z的作用是调节溶液的pH,除去溶液中的Fe3+,pH范围应为 ;下列可作为试剂z的是 。(填序号)
a.铜粉 b.氨水 c.氧化铜 d. 硫酸铜
(4)某同学为了测定硝酸铜晶体的结晶水含量,完成操作步骤:称量样品、加热、 、称量CuO质量、 、计算。
(5)滤渣C的质量是10g,煅烧后得到固体D6.90g,则滤渣C中氢氧化铝的质量分数为 。(保留两位小数)
(6)按该流程的操作步骤,氢氧化铝质量分数的测定结果偏高,可能的原因是 。(写一条即可)
铝、铁是重要的金属,其单质及化合物有着广泛的应用,完成下列填空:
(1)铝元素在周期表中的位置是 ,写出其最高价氧化物对应水化物的电离方程式 。
(2)画出铁原子的结构示意图 。与铁同周期的主族元素中,最高价氧化物对应水化物中,碱性最强的化合物与酸性最强的化合物的化学反应方程式为 。
(3)在FeC13稀溶液中滴加KSCN溶液后呈红色,反应的离子方程式是 ;在其中加入少量KCl固体,溶液的颜色 (选填“变深”,“变浅”或“不变”)。
(4)若先往FeCl3溶液中加入足量NaF溶液,再滴加溶液,则不呈红色,若再加入足够量FeC13溶液,又会呈现红色。请试对上述实验现象作出解释 。