铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40 mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x值:
__________________________________________________(列出计算过程);
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为________。在实验室中,FeCl2可用铁粉和________反应制备,FeCl3可用铁粉和________反应制备;
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为_________________;
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为____________________。与MnO2Zn电池类似,K2FeO4Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为_____________________,该电池总反应的离于方程式为__________________________。
25时,现有浓度均为0.10 mol/L的四种溶液:①氨水 ②NaOH溶液 ③CH3COOH溶液 ④盐酸。请回答:
(1)①溶液中c(H+) c(OH-) (填“>”、“<”或“=”)。
(2)醋酸的电离方程式是 。
(3)①对水的电离平衡产生的影响是 ,理由是 。
(4)溶液②和溶液③等体积混合后所得溶液显碱性,原因是 (用离子方程式表示)。
硫化锌(ZnS)是一种重要的化工原料,难溶于水,可由炼锌的废渣锌灰制取t,其工艺流程如下图所示。
(1)为提高锌灰的浸取率,可采用的方法是 (填序号)。
①研磨②多次浸取③升高温度④加压⑤搅拌
(2)步骤Ⅱ所得滤渣中的物质是(写化学式)。
(3)步骤Ⅲ中可得Cd单质,为避免引入新的杂质,试剂b应为____________。
(4)步骤Ⅳ还可以回收Na2SO4来制取Na2S。
①检验ZnS固体是否洗涤干净的方法是 ,
②Na2S可由等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下制取。化学反应方程式为______________;
③已知Na2SO4.10H2O及Na2SO4的溶解度随温度变化曲线如图。从滤液中得到Na2SO4.10H2O的操作方法是________________。
(5)若步骤Ⅱ加入的ZnCO3为b mol,步骤Ⅲ所得Cd为d mol,最后得到VL、物质的量浓度为c mol/L的Na2SO4溶液。则理论上所用锌灰中含有锌元素的质量为____________。
工业合成氨是人工固氮方法之一。
I.已知下列物质的键能:
则N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=_____________。
Ⅱ.恒温下,将一定量N2、H2置于10L的容器中发生反应,反应过程中各物质浓度随时间变化如下图。
(1)图中0~2s内的反应速率v(H2)= ;该温度下平衡常数的计算表达式为__________。
(2)该反应达到平衡的标志为 (填序号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不变 |
B.物质的量浓度比等于系数比 |
C.容器内温度不变 |
D.断裂1moIH-H键同时断裂2molN-H键 |
(3)若其它条件不变,将恒容条件变为恒压,则平衡时c(N2) (填“增大”、“减小”、“不变’’或“不能确定”)。
(4)哈伯研究所因证实N2、H2在固体催化剂(Fe)表面吸附和解吸以合成氨的过程而获诺贝尔奖。若用分别表示N2、H2、NH3和固体催化剂,则在固体催化剂表面合成氨的过程可用下图表示:
①吸附后,能量状态最低的是(填字母序号)。
②由上述原理,在铁表面进行NH3的分解实验,发现分解速率与浓度关系如图。从吸附和解吸过程分析,c0前速率增加的原因可能是 ;c0后速率降低的原因可能是 。
某科研小组设计出利用工业废酸(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案,实现废物综合利用,方案如图所示。
已知:298K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。
离子 |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
Fe2+ |
6.34 |
9.7 |
Fe3+ |
1.48 |
3.2 |
Zn2+ |
6.2 |
8.0 |
请回答下列问题:(1)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,这是由于相同温度下:Ksp(CuS) Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。
(2)你认为在除铁过程中选用下列物质中的 (填序号)作为试剂甲是比较合适的。
A.KMnO4B.HNO3C.H2O2D.Cl2
(3)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在 范围之间。
(4)请写出加甲物质后,加入氨水控制调节溶液的pH生成Fe(OH)3反应的离子方程式 。
(5)298K时残留在乙溶液中的c(Fe3+)在 mol/L以下。Fe(OH)3的KSP= 2.70×10-39
(6)乙的溶液可直接用作氮肥,则乙的化学式是 。
(7)请写出“沉淀Zn2+”步骤中发生反应的化学方程式
对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。请回答以下问题:(1)硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素(主要以弱酸H3AsO3形式存在)含量极高,为控制砷的排放,某工厂采用化学沉降法处理含砷废水。
①已知砷是氮的同族元素,比氮原子多2个电子层,砷在元素周期表的位置为 ,AsH3的稳定性比NH3的稳定性 (填“强’’或“弱’’)。
②工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷,生成难溶的三硫化二砷,该反应的离子方程式为 。
(2)今年8月1 2日晚,天津滨海新区危险品仓库发生爆炸事故,少量氰化物因爆炸冲击发生泄漏,CN一有剧毒,泄露会污染水源和空气,需要处理。
①已知HCN力一元弱酸,则NaCN溶液的pH 7(填“>”“=”或“<”)。
②处理含CN一废水的方法之一是在微生物的作用下,CN-被氧气氧化成HCO3一,同时生成NH3,该反应的离子方程式为 方法二:用NaClO在碱性条件下跟NaCN反应生成无毒害的物质,试写出该反应的离子反应方程式 。
(3)电渗析法处理厨房垃圾发酵液,同时得到乳酸的原理如右图所示(图中“HA”表示乳酸分子,A表示乳酸根离子)。阳极的电极反应式为 简述浓缩室中得到浓乳酸的原理