(16分)钢厂酸洗废液(成分如下表所示)在工业生产中还具有很多用途。
(1)欲检验该酸洗废液中含有的少量Fe3+,最宜选用的试剂是_____溶液;为检验其中的Fe2+,某同学设计了如下实验:取该酸洗废液少许加入试管中,滴入几滴酸性KMnO4溶液后发现紫色消失。该同学得出结论:该溶液中含有Fe2+。大家认为该同学的实验设计不合理,理由是____________________________(用必要的文字和离子方程式解释)。
(2)采用石墨作电极电解上述酸洗废液时,初始阶段,阳极板上有气泡生成,此时与该现象有关的阳极电极反应式为______;向上述酸洗废液中加入KOH溶液中和后,在合适的电压下电解,可在__________(填“阴”或“阳”)极生成高铁酸钾(K2FeO4)。
(3)利用上述酸洗废液、含铝矿石(主要成分为Al2O3、Fe2O3和SiO2)以及新制的硅酸(活化硅酸),制备聚硅酸氯化铝铁絮凝剂(简称PAFSC),具体方法如下:
①适当调高滤液A的pH,Al3+和Fe2+转化为沉淀,原因是______________(请用沉淀溶解平衡的理论解释)。
②PAFSC絮凝剂净化水的过程中,Al3+参与反应的离子方程式为________________。
③25℃时,PAFSC的除浊效果随溶液pH的变化如图所示(图中的NTU为浊度单位),则在下列pH范围中,PAFSC除浊效果最佳的是______(填下列序号字母)。
a.4~5 b.5~7 c.7~8 d.8~9
25℃时,pH>7且随pH增大,PAFSC的除浊效果明显变差,原因是碱性增强,使胶体发生了_____现象。
(11分)
(1)已知H2(g)+Br2(1)2HBr(g)△H=-72kJ/mol,蒸发1mol Br2(1)需要吸收的能量为30kJ,其它相关数据如下表:
H2(g) |
Br2(g) |
HBr(g) |
|
键能/kJ·mol-1 |
436 |
a |
369 |
①Br2(1)=Br2(g)△H1,则△H1=_____________;
②写出H2(g)与Br2(g)反应生成HBr(g)的热化学方程式:_____________________________
③试计算a=_________________。
(2)磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物。3.1g的单质磷(P)在一定量氧气中燃烧生成P2O3、P2O5各0.025mol,反应物完全耗尽,并放出X kJ热量。
①已知1mol磷完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量为Y kJ,则1molP与O2反应生成固态P2O3的反应热△H=________________________________。
②写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式:
___________________________________________________________________
(1)实事证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是。
A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H>0
B.NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1)△H<0
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)△H<0
(2)以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应设计一个原电池,其负极反应的电极反应式为。
(3)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
现将你设计的原电池通过导线与下图中
电解池相连,其中,a为电解液,X和Y是两块电极板,则:
①若X和Y均为惰性电极,a为CuSO4溶液
则阳极的电极反应式为,电解时的化学反应方程式为,通过一段时间后,向所得溶液中加入0.2molCuO粉末,恰好恢复到电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子的物质的量为。
②若X、Y分别为铁和铜,a仍为CuSO4溶液,则Y极的电极反应式为
③若用此装置电解精炼铜,做阳极,电解液CuSO4的浓度
(填“增大”、“减小”或“不变”)。
④若用此装置在铁制品上镀铜,铁制品做,电镀液的浓度(填“增大”、“减小”或“不变”)。
在一定温度下,在一体积固定的密闭容器中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应:
2X(g)+Y(g)a Z(g)+W(g) △H="-Q" kJ·mol-1(Q>O)(a是正整数)
当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1kJ,物质X的转化率为α;平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小,则:
(1) 化学计量数a的值为______________
(2) 平衡常数K的表达式为_______________,温度升高,平衡常数K的值_______________;保持温度不变,再充入一定量的X,达到新的平衡,平衡常数K的值_______________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)有同学认为,Q1一定小于Q,你认为该结论是否正确?___________________
(4) 维持温度不变,若向该密闭容器中加入4 mol X和2 mol Y,当反应达到平衡后,物质X的转化率_______________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)说明上述反应达到平衡状态的是_____________
A.一段时间内,生成2molX同时就生成1molW
B.反应速率V(X)=2V(Y)
C. 体系中混合气体的密度不再改变
D. 混合气体的平均相对分子质量不再改变
(6)维持温度不变,若起始时向容器中加入的物质的量如下列各项,则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是_____________(稀有气体不参与反应)。
A.2 molX、1mol Y、1molAr
B.a molZ、1mol W
C.1 molX、0.5mol Y、0.5a molZ、O.5 mol W
D.2 molX、1mol Y、lmolZ
用双线桥法标出电子转移的方向和数目,并指出各反应的氧化剂与还原剂
(1)Zn + H2SO4 ="=" ZnSO4 + H2↑氧化剂:还原剂:
1.2gRSO4中含R2+的物质的量为0.01mol,则RSO4的摩尔质量是;R的相对原子质量约是。