金属铁是应用广泛,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,可利用离子交换和滴定的方法。实验中称取3.25g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1.0 mol·L-1的盐酸中和滴定,正好中和时消耗盐酸60.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值:
(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∶2.8,则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。
(3)把SO2气体通入FeCl3溶液中,发生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和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MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,其中Zn极的电极反应式为 ,K2FeO4的电极反应式为 。
亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2—3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
(1)发生器中鼓入空气的作用可能是。
(2)吸收塔内发生反应的化学方程式为。
吸收塔内的温度不宜过高,否则会发生反应,其方程式为:。
(3)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单实验方法是____。
(4)ClO2和氯气均能将电镀废水中的CN—氧化为无毒物质,自身被还原为Cl—,处理含CN一相同量的电镀废水所需氯气的物质的量是ClO2的倍。
在一定体积的密闭容器中,进行如下反应:A(g) B(g)+C(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示:
toC |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应化学平衡常数的表达式:K=。
(2)在下图中用实线画出该反应的能量变化曲线,同时在此基础上用虚线画出加入催化剂后的能量变化曲线。
(3)一定温度和体积下,下列说法中能说明该反应达平衡状态的是。
①容器内压强不变
②混合气体中c(C)不变
③混合气体的密度不变
④v(A)=v(B)
⑤化学平衡常数K不变
⑥混合气体平均式量不变
(4)反应时间(t)与容器内气体A的浓度数据见下表
时间t/min |
0 |
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
20 |
C(A)/(mol·L-1) |
10.4 |
8.6 |
7.5 |
6.6 |
5.9 |
5.5 |
5.5 |
回答下列问题:
①2~4min内,B的平均速率为。
②反应达平衡时,A的转化率为。
③欲提高A韵平衡转化率,可以采取的措施有。
新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。某研究小组将甲烷燃料电池作为电源进行氯化镁溶液龟解实验,电解装置如图所示。
请回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为: 。
(2)闭合开关K后,a、b电极上均有气体产生,其中a电极上的气体可用检验,b电极上得到的气体是,电解氯化镁溶液的离子方程式为。
(3)若甲烷通入量为1.12 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电子的物质的量为,产生的氯气体积为L(标准状况)。
(4)已知常温常压下,0.25molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出222.5kJ热量,请写出CH4燃烧热的热化学方程式。
已知;①C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2=-571.6kJ/mol
计算:C(石墨)与H2(g)反应生成1molCH4(g)的△H=。
铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。
(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性。
①该过程中涉及某氧化还原反应如下,请完成:
□Fe2++□ClO-+□=□Fe(OH)3↓+□C1-+□
②检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为:
(注明试剂、现象)。
③将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为(填代号)。
a.氢氧化钠溶液 b.硫酸溶液 c.氨水 d.二氧化碳
④由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、(填操作名称)、洗涤。
(2)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为(填代号)。
某强酸性溶液X,可能含有Al3+、Ba2+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO42ˉ、SiO32ˉ、NO3ˉ中的一种或几种离子,取该溶液进行实验,其现象及转化如下图。反应过程中有一种气体是红棕色。
请回答下列问题:
(1)由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在的离子有 :
(2)溶液X中,关于NO3ˉ的判断一定正确的是;
a.一定有 b.一定没有 c.可能有
(3)产生气体A的离子方程式为;
(4)转化⑥发生反应的现象为;
(5)转化④中产生H的离子方程式为;
(6)若转化③中,D、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成E,则反应中D与O2的物质的量之比
为;
(7)对不能确定是否存在的离子,可以另取X溶液,加入下列溶液中的一种,根据现象即可判断,该试剂最好是。
①NaOH溶液,②KSCN溶液,③石蕊试剂,④pH试纸,⑤KMnO4溶液,
⑥氯水和KSCN的混合溶液