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。高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,且不会造成二次污染。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下所示。
干法:Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物
湿法:强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示:
(1)高铁酸钾在处理水的过程中所起的作用有 。
(2)“氧化”过程中发生反应的离子反应方程式为 。
(3)沉淀过程中加入浓KOH溶液的作用是: 。
(4)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 。
(5)K2FeO4在水溶液中易“水解”:4FeO42- + 10H2O4Fe(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.KOH、异丙醇 c.NH4Cl、异丙醇 d.Fe(NO3)3、异丙醇
(6)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+Fe(OH)3+4KOH,下列叙述正确的是
A.放电时FeO42-向正极移动 |
B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O |
C.放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化 |
D.充电时溶液的碱性减弱 |
(1)下图所示为按树状分类法对一组物质进行的分类。请填写下列标注。
(2)如图所示,将氯气依次通过盛有干燥有色布条的广口瓶和盛有潮湿有色布条的广口瓶,可观察到的现象是________________________。
(3)为防止氯气尾气污染空气,根据氯水显酸性的性质,可用_________________溶液吸收多余的氯气,原理是(用化学方程式表示)__________________________________。根据这一原理,工业上常用廉价的石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉,漂白粉的有效成分是______________________(填化学式),长期露置于空气中的漂白粉,加稀盐酸后产生的气体是______________________(用字母代号填)。
A.O2 | B.Cl2 | C.CO2 | D.HClO |
(14分)莽草酸是合成治疗禽流感的药物——达菲(Tamiflu)的原料之一。莽草酸是A的一种异构体。A的结构简式如下:
(1)A的分子式是。
(2)A与溴的四氯化碳溶液反应生成物的结构简式是
(3)A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式(有机物用结构简式表示)是
(4)17.4克A与足量碳酸氢钠溶液反应,计算生成二氧化碳的体积(标准状况)。(5)A在浓硫酸作用下加热可得到B(B的结构简式为
),其反应类型。
(6)B的同分异构体中既含有酚羟基又含有酯基的共有种,写出其中一种同分异构体的结构简式。
(10分)由乙烯和其它无机原料合成环状化合物E,请在下列图信回答下列问题:
(1)写出①的反应类型②反应条件
(2)B的结构简式D的结构简式
(3)E与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 .
(1)决定有机物的化学特性的原子或原子团叫做,醇的官能团是(填名称),羧酸的官能团是(填结构简式)。
(2)现有九种有机物:①乙醇②甲苯③苯酚④甘油⑤甲烷⑥甲醛⑦甲酸⑧乙烯⑨乙炔,将序号填入下列相应的空格中:
可以作为制取炸药原料的是________(至少写一种);常温下能与溴水发生取代反应的是_________;与溴水发生加成反应的是___________.
火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如下图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3_______0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是__________(填字母代号)。
A.第10 min后,向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,则再次达到平衡时c(CH3OH)=1.5 mol·L-1 |
B.0-10 min内,氢气的平均反应速率为0.075 mol/(L·min) |
C.达到平衡时,氢气的转化率为0.75 |
D.该温度下,反应的平衡常数的值为3/16 |
E.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)减小
③甲醇燃料电池结构如下图所示。其工作时正极的电极反应式可表示为。
(3)硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH<7,其中原因可用一个离子方程式表示为:__________;在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+)+c(H+)__________c(NO3-)+c(OH-)(填写“>”“=”或“<”)