高铁酸钾(K2FeO4)具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。电解法制备高铁酸钾操作简便,成功率高,易于实验室制备。其原理如下图所示。
I. 实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(1)电解过程中,X极是 极,电极反应是 。
(2)电解过程中,Y极放电的有 。
(3)生成高铁酸根(FeO42-)的电极反应是 。
II. 若用不同种电池作为上述实验的电源,请分析电池反应。
(1)铅蓄电池总的化学方程式为:
2H2O+2PbSO4 Pb+PbO2+2H2SO4,则它在充电时的阳极反应为
。
(2)镍镉碱性充电电池在放电时,其两极的电极反应如下:
正极:2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-
负极:Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2
则它在放电时的总反应的化学方程式为 。
(3)肼(N2H4)是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。已知在25℃、101kPa时,32.0g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水,放出624kJ的热量,则N2H4完全燃烧的热化学方程式是 ;
肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液,放电时负极的电极反应是 。
(4)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐,电池总反应方程式为:C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
写出该电池正极的电极反应: 。
(5)当制备相同物质的量的高铁酸钾时,理论上,上述四种电池中分别消耗的Pb、Cd、肼、丙烷的物质的量之比是 。
“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室我们也可以用如右图所示的装置制取乙酸乙酯。回答下列问题:
(1)写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式
(2)在大试管中按一定比例将乙醇、乙酸混合后充分加热,在右边小试管中未收集到有香味的液体(气密性良好),原因可能是:
。
(3)右边小试管中应先加入的试剂是:①;②其作用是。
(4)若乙酸中的氧元素都用18O 标识,充分反应,在反应体系中含有18O 的物质共有种。
(5)下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到该反应的限度的有(填序号) 。
①单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水
②单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸
③单位时间里,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化
(14分)化学上常用燃烧法确定有机物的组成.下图装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置,这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品.根据产物的质量确定有机物的组成
回答下列问题:
(1)A装置中分液漏斗盛放的物质是______________,写出有关反应的化学方程式______________________________________________________________.
(2)C装置(燃烧管)中CuO的作用是______________________________________
(3)写出E装置中所盛放试剂的名称__________,它的作用是______________.
(4)若将B装置去掉会对实验造成什么影响? __________________________.
(5)若准确称取1.20 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种).经充分燃烧后,E管质量增加1.76 g,D管质量增加0.72 g,则该有机物的最简式为____.
硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫含量,采用以下方案:
甲方案:如下图所示,图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定二氧化硫的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时,立即关闭活塞A。
(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,可以提高实验准确度,其理由是:
。
(2)洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代,请你举出一种:。
(3)洗气瓶C溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,测得的SO2含量
(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
乙方案:实验步骤如以下流程图所示:
(4)写出步骤②中反应的化学方程式。
(5)步骤③中洗涤沉淀的方法是。
(6)通过的尾气体积为VL(已换算成标准状况)时,该尾气中二氧化硫含量(体积分数)为(用含有V、m的代数式表示)。
丙方案:将乙方案中步骤①省略,直接将尾气通入过量Ba(OH)2溶液,其余步骤与方案乙相同。
(7)你认为丙方案是否合理,说明理由:
。
某化学实验兴趣小组在“探究氯水与溴化亚铁溶液反应”的实验中发现:“在足量的溴化亚铁溶液中,加入1~2滴氯水,振荡后溶液呈黄色。”
【资料】 |
溴水是溴单质的水溶液,因溶有溴单质而呈黄色。 |
根据已有化学知识及资料,请你参与上述现象形成原因的分析与探究:
(1)提出问题猜想:
溶液呈黄色是因发生离子反应①(填离子方程式)所致。
溶液呈黄色是因发生离子反应②(填离子方程式)所致。
(2)设计实验并验证
为验证①与②中是哪个原因导致了溶液变黄色,设计并进行了以下实验。请根据以下所给试剂,进行合理选用,完成实验方案1和方案2:
试剂 |
酚酞试液、CCl4、无水酒精、KSCN溶液 |
||
方案 |
操作步骤 |
实验现象 |
结论 |
1 |
取所述黄色溶液于试管中,滴加并振荡 |
溶液变红色 |
反应所致 |
2 |
取所述黄色溶液于试管中,滴加并振荡 |
________ ________ |
(3)实验结论:以上实验不仅验证了溶液变黄的真实原因,同时证明了Fe2+的还原性比Br-(填“强”或“弱”)。
(4)实验反思
I. 根据上述实验推测,若在溴化亚铁溶液中滴入足量氯水,再加入CCl4并充分振荡后静止,产生的现象是。
Ⅱ. 在100 mLFeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况),溶液中有1/2的Br-被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为。
(10分) 硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体:①将5% Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去Na2CO3溶液,然后将废铁屑用水洗涤2 ~ 3遍;②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在50 ~ 80℃之间至铁屑耗尽;③趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶;④待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤2 ~ 3次,再用滤纸将晶体吸干;⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存。请回答下列问题:
(1)写出Fe2+的核外电子排布式
(2)用轨道表示式表示Fe3+的3d电子的排布情况
(3)硫酸亚铁制备中实验步骤①的目的是 。
(4)实验步骤②明显不合理,理由是。
(5)实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体,其目的是。