家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,某同学拟对其原理及条件进行分析:
(1)该同学准备了下列实验用品:20% NaCl溶液、蒸馏水、酚酞试液、KSCN溶液、新制氯水、纯铁丝、碳棒、U形管、导线等;请你帮他设计一个实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物,简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式。
(2)将一铜棒、碳棒用导线连接后,插入内盛20%氯化钠溶液的U形管中,请根据此装置在下列两项中择一
回答:
①若不是原电池,请说明原因: (如果回答此题,下面的②不用回答)。
②若是原电池,现要求利用此装置(电极材料、溶液浓度均不变),采取适当的措施来提高电池的放电效率,该操作可以是: 。
(3)目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重,在不影响观瞻效果的条件下,除用加保护层法保护外,请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理: 。
高铁酸钾是一种新型高效多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:
①在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4
3NaClO + 2Fe(NO3)3 + 10NaOH=2Na2FeO4↓+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O
②Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4:Na2FeO4 + 2KOH=K2FeO4 + 2NaOH
主要的生产流程如下:
(1)加入盐酸调节溶液pH时需用pH试纸粗略测试pH以控制加入盐酸的量。实验室用pH试纸测定溶液pH的操作是 。
(2)流程图中“转化”(反应③)是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4) Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。
工业生产中最佳温度为 ℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为 。
(4)K2FeO4在水溶液中易“水解”:4FeO42- + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8OH- + 3O2。在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用 溶液(填序号)。
A.H2O | B.CH3COONa、异丙醇 | C.NH4Cl、异丙醇 | D.Fe(NO3)3、异丙醇 |
(5)K2FeO4处理水时,不仅能消毒杀菌,还能除去水体中的H2S、NH3等,生成的Fe(OH)3胶体还能吸附水中的悬浮杂质。根据污染物的实际情况向水中加入适量的K2FeO4将污染物转化为无污染的物质,试写出K2FeO4处理含有NH3污水时与NH3反应的离子方程式 。
某混合金属粉末,除Mg外还含有Al、Zn中的一种或两种,含量都在10%以上。某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在。
所用试剂:样品、pH试纸、稀H2SO4、NaOH溶液、稀NH3·H2O。
该小组探究过程如下:
●查阅资料:
①镁、铝、锌都是银白色的金属 ②锌(Zn)可以与NaOH溶液反应生成H2 ③Zn(OH)2为白色固体,难溶于水,可溶于强碱及NH3·H2O ④Zn2+易形成络合物如[Zn(NH3)4]2+,该络合物遇强酸分解生成Zn2+、NH4+ |
●提出假设:
(1)假设①:该混合金属粉末中除镁外还含有铝元素;
假设②:该混合金属粉末中除镁外还含有锌元素;
假设③: 。
●实验探究:
甲同学基于假设③设计实验方案如下:
乙同学同样基于假设3设计另一实验方案如下:
(2)试剂M是________________;沉淀B是 。
(3)丙同学认为乙同学的方案比甲同学的好,理由是 。
(4)丁同学研究了甲、乙两同学的方案后,在其中一种方案的基础上用最简便方法测定了Wg样品中金属镁(Mg)的质量,他的方法是 。
(5)操作Ⅰ的主要过程是:在滤液中逐滴加入 ,直至生成的沉淀刚好溶解,再加入足量的 。
(6)某溶液中含有Zn2+、Al3+、NH4+和SO42-等离子,向其中逐滴加入NaOH溶液,则生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积关系的图像正确的是__________。
某种物质溶于水后得到的溶液中,含有Fe2+、Fe3+、SO42-、NH4+、Ba2+、CO32-离子中的某几种。
(1)甲同学欲探究溶液的组成,进行了如下实验:①取少量溶液于试管中,逐滴加入浓氢氧化钠溶液,发现开始生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,同时伴有刺激性气体放出;②另取少量溶液于试管中,加入足量盐酸酸化后再滴加氯化钡溶液,有白色沉淀生成。
该溶液中一定含有的离子是;
写出①中白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式。
(2)乙同学进行如下实验:取少量溶液于试管中,滴加几滴硫氰酸钾溶液,无明显现象;再滴加H2O2,发现溶液变红色;继续滴加H2O2,红色逐渐褪去且有气泡产生。为弄清其中缘由,乙同学查阅资料知:
H2O2+SCN-→SO42-+CO2↑+N2↑+H2O+H+
①该反应中,被氧化的元素为,每生成lmol CO2转移的电子数为NA;
②根据乙同学的实验现象,请判断还原性强弱为:Fe2+SCN-(填<、=或>);
③根据资料,乙同学提出的猜想是:H2O2将SCN-氧化使红色逐渐褪去。请你设计一个实验,验证乙同学的猜想是否正确。
氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的固体化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 LH2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能产生H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状态下的密度为1.25 g/L。请回答下列问题:
(1)乙的电子式是__________。
(2)甲可在加热时将二氧化碳还原为甲烷,其化学方程式是。
(3)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体单质丙,写出该反应的化学方程式。
(4)甲与乙之间能发生反应产生H2,判断理由是。
X、Y、Z、V、W是元素周期表前四周期中的五种常见元素,其相关信息如下表;
元素 |
相关信息 |
X |
X是形成化合物种类最多的元素,它的一种气态氧化物能产生温室效应 |
Y |
Y是地壳中含量最多的元素 |
Z |
Z和Y形成的一种化合物Z2Y2为淡黄色粉末,可作为呼吸面具里氧气的来源 |
V |
V的单质是淡黄色固体,是黑火药的一种主要成分 |
W |
W的单质是人们最早发现和使用的金属之一 |
(1)X位于第___周期____族。
(2)写出Z2Y2与水反应的离子方程式 。
(3)X和V形成的化合物是一种无色液体,其合成方法之一是一定条件下用含氢质量分数最大的有机物和V的单质为原料,同时生成一种臭鸡蛋气味的气体。请写出化学反应方程式 。
(4)已知:W2Y3(s)+3XY(g)=2W(s)+3XY2(g)△H=–26.7kJ·mol-1
3W2Y3(s)+XY(g)=2W3Y4(s)+XY2(g)△H=–50.75 kJ·mol-1
W3Y4(s)+XY(g)=3WY(s)十XY2(g)△H=–36.5 kJ·mol-1
则相同条件下,反应WY(s)+XY(g)=W(s)+XY2(g)的△H= 。