(14分)黄铁矿石的主要成分为FeS2和少量FeS(假设其他杂质中不含Fe、S元素,且高温下不发生化学变化),是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学兴趣小组对该黄铁矿石进行如下实验探究。将m 1 g该黄铁矿石的样品放入如下图装置(夹持和加热装置略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧黄铁矿样品至反应完全。其反应的化学方程式为:
4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 4FeS+7O2
2Fe2O3+4SO2
【实验一】:测定硫元素的含量反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理:
(1)鼓入空气的作用是__________________________________________。
(2)反应结束后乙瓶中的溶液需加足量H2O2溶液的目的是_______________(用化学方程式表示)。
H2O2可以看作是一种很弱的酸,写出其电离方程式: 。
(3)该黄铁矿石中硫元素的质量分数为__________(列出表达式即可)。
【实验二】:测定铁元素的含量
(4)②中,若用铁粉作还原剂,则所测得的铁元素的含量_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(5)③中,需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还有_______。
(6)某同学一共进行了四次滴定实验,实验结果记录如下:
实验次数 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
第四次 |
消耗KMnO4溶液体积/mL |
25.00 |
25.03 |
20.00 |
24.97 |
根据所给数据,计算该稀释液中Fe2+的物质的量浓度为c(Fe2+) =___________。
工业上用黄铜矿冶炼铜及对炉渣综合利用的一种工艺流程如下:
(1)冶炼过程中得到Cu2O和Cu的混合物称为“泡铜”,其与金属A1在高温条件下混合反应可得粗铜,反应化学方程式为________。粗铜精炼时应将粗铜连接在直流电源的____极,可在____极得到纯度较高的精铜。
(2)传统炼铜的方法主要是火法炼铜,其主要反应为:
每生成1 mol Cu,共消耗____mol O2。反应③中的氧化剂是____。
(3)炼铜产生的炉渣(含)可制备Fe2O3。根据流程回答下列问题:
①加入适量NaClO溶液的目的是_______ (用离子方程式表示)。
②除去Al3+的离子方程式是____。
③选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂有:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。所选试剂是____。实验设计:________。
生铁中一般含有化合物B,B只有两种元素组成,它的含量、形状、分布对生铁性能影响很大,使生铁硬而脆,不宜进行机械加工。已知:(1)E、F、H、I、P常温下为气体,H、I、P为单质,E是一种红棕色气体。(2)反应①②均为制备理想的绿色水处理剂Na2FeO4的方法,其中反应①在生成Na2FeO4同时还生成NaNO2和H2O。各物质之闻的转化关系如下图所示f图中部分生成物没有列出)。
请填写以下空白:
(1)用电子式表示F的形成过程_________________________________________
(2)按要求完成下列反应:__________________________________________
反应③的离子方程式为________________________________________
反应①的化学方程式为________________________________________
(3)反应②中氧化剂与还原剂的物质的量比为__________________________________
反应④中的氧化产物的化学式为_______________________________________
(4)实验室中检验C溶液中金属阳离子的常用方法是________________________
(5)如果A与B反应时生成E与F的物质的量比为13:1,则化合物B的化学式为__________
加碘食盐中通常加入的是KIO3,该物质在酸性条件下表现出较强的氧化性,可以和碘化物、亚硫酸盐等还原性物质发生反应。
(1)写出KIO3与KI在稀硫酸介质中发生反应的离子方程式______________________
(2)为测定菜加碘盐中碘元素的含量,某学生甲设计了如下实验:
A.准确称取wg食盐,使其完全溶解在适量的蒸馏水中;
B.用稀硫酸酸化所得溶液,加入过量的KI溶液,使其充分反应;
C.以___________________为指示剂,运滴加入物质的量浓度为的硫代硫酸钠溶液10.0mL,恰好完全反应,判断反应完全的实验现象为____________________________________,则该加碘盐样品中碘元素的含量为______________________mg/Kg(用含w的代数式表示)。
(已知:)
(3)某学生乙又进行了下列实验:
A.准确称取1.0g纯净的NaCl,加3mL蒸馏水配成溶液,溶液为无色;
B.滴入5滴指示剂和1mL 0.lmol/L Kl溶液,充分振荡,溶液不变化;
C.继续滴加l滴1mol/L的硫酸溶液,充分振荡,溶液变蓝色
推测实验中产生蓝色现象的原因,用离子方程式表示________________________
根据学生乙的实验结果,请对学生甲的实验结果进行分________________________(偏大、偏小、正确),其原因是________________________________________________.
元素周期表是人们研究物质性质的重要工具,下表是元素周期表的一部分,请用化学用语回答下列问题:
(1)①—⑦号元素原子半径最大的是____,最高价氧化物对应的水化物物酸性最强的是________________.
(2)写出由①-⑦号元素中的几种组成显碱性的盐的化学式____________________。(写出2种即可),并用离子方程式表示其中一种显碱性的原因____________________.
(3)写出③号元素的最高价氧化物与①-⑦号元素中金属性最强的元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式_____________________。
(4) As在元素周期表中的位置是________________。
⑸As的原子结构示意图为________,其氢化物的电子式为___________.
(6)Y是由②⑥⑦三种元素组成,它的水溶液是一种生活中常见的消毒剂。As可以与Y的水溶液反应,生成其最高价含氧酸(H3AsO4 ),写出该反应的离子方程式_____________________,
当消耗1mol还原剂时转移电子的物质的量为______________________。
Ⅰ.将由Na+、Ba2+、Cu2+、SO42-、Cl-组合形成的三种强电解质溶液,分别装入下图装置中的甲、乙、丙三个烧杯中进行电解,电极均为石墨电极。
接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t的关系如右上图(忽略因气体溶解带来的影响)。据此回答下列问题:
(1)在甲中烧杯中滴加酚酞,极(填a或b)附近溶液会变红。
(2)写出乙烧杯中发生反应的化学方程式。
(3)电极f上发生的电极反应式为。
(4)若经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了8g,要使丙烧杯中溶液恢复到原来的状态,应进行的操作是。
Ⅱ.工业上利用BaSO4制备BaCl2的工艺流程如下:
某活动小组的同学在实验室以重晶石(主要成分BaSO4)为原料,对上述工艺流程进行模拟实验。
(1)上述过程中,气体用过量NaOH溶液吸收得到Na2S。Na2S水溶液显碱性的原因是。(用离子方程式表示)
(2)已知有关反应的热化学方程式如下:
BaSO4(s) +4C(s)4CO(g)+BaS(s)△H1 = +571.2kJ/mol①
C(s) +CO2(g)2CO(g)△H2 = +172.5kJ/mol②
则反应BaSO4(s) +2C(s)2CO2(g) + BaS(s)△H3 =
(3)在高温焙烧重晶石过程中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是。