为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
(1)定性分析:如图甲可通过观察 现象,定性比较得出结论。有同学提出将Cu SO4改为CuCl2更为合理,其理由是 ,
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为 ,实验中需要测量的数据是 。
(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
①实验时放出气体的总体积是 mL。
②A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_____>____>____>____。
③解释反应速率变化的原因 。
某学习小组推测SO2能与强氧化剂Cl2反应生成SO2Cl2,为此进行探究。
【查阅资料】SO2Cl2名称是氯化硫酰,常温下是无色液体,极易水解,遇潮湿空气会产生白雾。
【讨论】(1)SO2Cl2中S元素的化合价是。
(2)实验中制取的SO2和Cl2在混合前都必须提纯和干燥。
【实验探究】(1)实验中制得了干燥纯净的SO2和Cl2。
(2)按下图收集满Cl2后,再通入SO2,集气瓶中立即有无色液体产生,充分反应后,将无色液体和剩余气体分离,分别对无色液体和剩余气体进行如下探究。
Ⅰ.探究反应产物。
向所得无色液体中加入水,立即产生白雾,振荡,静置,得无色溶液。经检验:该无色溶液中的阴离子(除OH-外)只有SO42-、Cl-。证明无色液体为SO2Cl2。
(1)SO2Cl2与水反应的化学方程式是。
(2)验证无色溶液中含有Cl-的方法是。
Ⅱ.探究反应进行的程度。
用NaOH溶液吸收分离出的气体,用稀盐酸酸化后,再加入BaCl2溶液,立即产生白色沉淀。
证明SO2与Cl2的反应是可逆反应。
阐述证明SO2与Cl2是可逆反应的理由。
【质疑】有同学提出:选修四教材习题中介绍SOCl2(亚硫酰氯)常温下是无色液体,极易水解,遇潮湿空气也会产生白雾。SO2与Cl2反应若还能生成SOCl2则无法证明生成的是SO2Cl2。
SO2Cl2与水反应的化学方程式是。
小组讨论后认为不会生成SOCl2,理由是。
(本题16分)钒是一种重要的合金元素,还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废弃物(含有SiO2、Al2O3及其他残渣)中提取钒的一种新工艺主要流程如图:
物质 |
V2O5 |
NH4VO3 |
VOSO4 |
(VO2)2SO4 |
溶解性 |
难溶 |
难溶 |
可溶 |
易溶 |
部分含钒化合物在水中的溶解性如上表:
请回答下列问题:
(1)反应①所得溶液中除H+之外的阳离子有___________。
(2)反应②碱浸后滤出的固体主要成分是(写化学式)。
(3)反应④的离子方程式为。
(4)25℃、101 kPa时,ⅰ、4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH1=-a kJ/mol
ⅱ、4V(s)+5O2(g)2V2O5(s)ΔH2=-b kJ/mol
用V2O5发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是。
(5)钒液流电池(如图所示)具有广阔的应用领域和市场前景,该电池中隔膜只允许H+通过。电池放电时负极的电极反应式为,电池充电时阳极的电极反应式是。
(6)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应①后溶液中的含钒量,反应的离子方程式为:2V+H2C2O4+2H+
2VO2++2CO2↑+2H2O。取25.00 mL 0.1000 mol/LH2C2O4标准溶液于锥形瓶中,加入指示剂,将待测液盛放在滴定管中,滴定到终点时消耗待测液24.0 mL,由此可知,该(VO2)2SO4溶液中钒的含量为g/L。
(本题15分)乳酸亚铁([CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O,Mr=288)是一种常用的补铁剂,可通过乳酸与碳酸亚铁反应制得:CH3CH(OH)COOH+FeCO3+2H2O→[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O+CO2↑。
已知FeCO3易被氧化:4FeCO3+6H2O+O24Fe(OH)3+4CO2,某兴趣小组用FeCl2(用铁粉和稀盐酸制得)和NH4HCO3制备FeCO3的装置示意图如下:
回答下列问题:
(1)NH4HCO3盛放在装置中(填字母),该装置中涉及的主要反应的离子方程式。
(2)将生成的FeCl2溶液和NH4HCO3溶液混合时的操作是。
(3)将制得的FeCO3加入到足量乳酸溶液中,再加入少量铁粉,75℃下搅拌反应。铁粉的作用是。反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是。
(4)该兴趣小组用KMnO4法测定样品中亚铁含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数,发现产品的质量分数总是大于100%,其原因可能是。
经查阅文献后,该兴趣小组改用铈(Ce)量法测定产品中Fe2+的含量。取2.880g产品配成100mL溶液,每次取20.00mL,进行必要处理,用0.1000mol·Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点,平均消耗Ce(SO4)2 19.70mL。滴定反应如下:Ce4++Fe2+
Ce3++Fe3+,则产品中乳酸亚铁的质量分数为。
粉煤灰是燃煤电厂的废渣,主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性Al2O3,其流程如图:
已知烧结过程的产物主要是:NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等。
(1)写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式。
(2)操作a为冷却、研磨,其中研磨的目的是。
(3)浸出过程中,NaFeO2可完全水解,水解反应的离子方程式为。
(4)操作b的名称是,所用的玻璃仪器有、和烧杯。
(5)“碳化”时生成沉淀的化学式为。
NH3和NOx在催化剂作用下可转变为N2和H2O,这是目前硝酸厂尾气治理所普遍采用的一种方法,为了提高NO的转化率实际操作中用过量的氨气。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率。(已知:浓硫酸在常温下不氧化NO气体)。
(1)装置③可以选的干燥剂为:_________(选填序号,下同);
a.浓硫酸b.碱石灰 c.无水氯化钙
(2)若实验室只提供浓氨水和生石灰两种试剂,你会选择下图_____装置来制取氨气;下图装置C中盛放固体药品的仪器名称是_____。
(3)写出装置⑤中反应的化学方程式_______;该反应中的氧化剂是______。
(4)实验室在用装置D制取较纯NO过程中,先在试管中加入2~3粒石灰石,注入适量稀硝酸,反应一段时间后,再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应,加入石灰石的作用__________。
(5)实验完成后,检验装置⑥中NH4+的存在需要浓NaOH溶液和__________试纸。
(6)已知NO与FeSO4溶液反应形成棕色可溶性的[Fe(NO)]SO4,装置⑥中,小段玻璃管的作用是_____;装置⑦的作用是除去NO和检验氨气是否除尽,若氨气未除尽观察到的实验现象是_____。