铁的化合物在生产生活中的应用广泛。
(1)高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,是一种新型高效水处理剂,它在水处理过程中(铁元素被还原为+3 价)的两个作用是____________、_____________。
(2)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下图。请回答下列问题:
①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是____________、______________;
②操作I所得滤液中若加入碱性较强的(NH4)2CO3溶液,还会产生 Fe(OH)2,可能的原因是:,该反应的平衡常数K= (填数值)。【已知:Ksp(FeCO3) = 3.2×10-11,Ksp(Fe(OH)2) = 8.0×10-16】
③写出在空气中煅烧FeCO3获得氧化铁产品的化学方程式_____________________;
④煅烧如果不充分,产品中将有Fe2+存在,检验产品中有无Fe2+的实验操作是_______。
(3)含 Cr2O72-的酸性废水可加入FeSO4 将其转化为无毒的Cr3+,反应的离子方程式为 。
铁及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。
Ⅰ.铁触媒(+2价铁和+3价铁组成的氧化物)是工业合成氨的催化剂。某学习小组用下列流程测定铁触媒的含铁量。根据题意回答相关问题:
(1)步骤①中需用1.50 mol·L-1的硫酸100mL,若用18.4mol·L-1的浓硫酸来配制,则需要用量筒量取浓硫酸mL
(2)步骤②通入Cl2的目的是(用离子方程式表示)
(3)步骤④后需用(填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。
(4)步骤⑤消耗0.10mol·L-1的Na2SO3溶液25.00mL,则铁触媒中铁的质量分数为。
Ⅱ.目前的研究表明,铁的某些含氧酸盐可用于工业废水、废气的处理。
(1)用K2FeO4处理中性废水时与水反应生成氢氧化铁胶体,并放出无色无味的气体和其它物质,写出反应的离子反应方程式,处理废水时既利用K2FeO4强氧化性,又利用生成氢氧化铁胶体的作用。
(2)MFe2O4可以与氢气反应制备新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe2Ox (3<x<4),其中M表示+2价的金属元素,常温下,MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S,达到回收硫、净化空气目的,转化过程表示如下:
则可以判断xy,氧化性:MFe2OySO2(填“>”、“<”或“=”)
A、B、C、D为中学化学四种常见物质,A为红棕色气体,它们之间的相互转化关系如右图。已知:A+H2O→M+C;D+H2O→N,M、N是酸雨的主要成分。
(1)写出下列反应化学方程式
①A+H2O→M+C。
②A+B→C+D。
(2)下列哪些物质不能与N的浓溶液反应。
a.NH3b.H2c.SO2d.H2S
(3)下列实验方案可以用于在实验室制取B的是。
a.Na2SO3溶液与HNO3 b.Na2SO3固体与浓硫酸
c.固体硫在纯氧中燃烧 d.铜与浓H2SO4加热
(4)某同学认为:将A通入到Na2S溶液中能够证明A的氧化性,此说法是否正确(填“是”或“否”),请说明理由。
已知:X、Y、Z、R四种短周期元素原子序数依次增大,X的气态氢化物水溶液呈碱性,Y原子的L层电子数是K层电子数的3倍,Z和R的单质在一定条件下与铜反应生成Cu2Z和CuR2,请根据要求填空。
(1)画出X的原子结构示意图。R最高价氧化物对应水化物的化学式为。
(2)Y、Z、R三种元素中原子半径最大的是(用元素符号表示)。
(3)X气态氢化物与Z的最高价氧化物对应水化物反应生成的产物中所含化学键的类型为;检验该产物中阳离子的实验方法是。
(4)R的单质通入到澄清石灰水中反应的离子方程式为。
Fe2O3具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知:在高温下煅烧FeCO3可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论,他做了如下实验:
实验步骤 |
实验操作 |
Ⅰ |
取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中,高温煅烧至质量不再减轻,冷却至室温 |
Ⅱ |
取少量实验步骤I所得固体放于一洁净的试管中,用足量的稀硫酸溶解 |
Ⅲ |
向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红 |
由此甲同学得出结论:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式__________________________________。
(2)乙同学提出了不同的看法:煅烧产物可能是Fe3O4,因为Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进:检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2+。他需要选择的试剂是____________(填序号)。
a.氯水 b.氯水+KSCN溶液 c.K3[Fe(CN)6](铁氰化钾溶液)
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象,也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是____________。
(4)丙同学进一步查阅资料得知,煅烧FeCO3的产物中的确含有+2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法:先向FeCO3中依次加入试剂:稀硫酸、________ (填试剂名称)和氨水;再_________(填操作名称),灼烧,即可得到Fe2O3。
(5)工业上用氧化还原滴定法测菱铁矿中FeCO3的质量分数,通过控制样品的质量,使滴定时消耗KMnO4溶液体积为c mL,对应菱铁矿中FeCO3的质量分数为c%,可以简化计算。某同学取含FeCO3 c%的菱铁矿a g,用足量稀硫酸溶解后,再用0.0 200 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定(KMnO4被还原成Mn2+),最终消耗KMnO4溶液c mL。假定矿石中无其他还原性物质,则所取菱铁矿的质量a=__________g。(FeCO3的摩尔质量为116 g·mol-1)
第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态。
(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式为H2+2NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,甲电
极周围溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”),该电极的电极反应_________。
(2)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图所示的电解装置制取,电解总反应式为
2Cu+H2OCu2O+H2↑,阴极的电极反应式是_____________________。
用镍氢电池作为电源进行电解,当电池中有1 mol H2被消耗时,Cu2O的理论产量为______g。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的________腐蚀。为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,该方法叫 ________。