己知: Fe3O4能与高浓度盐酸反应,与低浓度盐酸不反应。某研究性学习小组通过实验探究,欲确定某地所产青砖中是否含有FeO、Fe3O4和Fe2O3, 并测定青砖中铁元素的质量分数。回答下列问题:
(一)实验准备
(l)本实验探究部分需在无氧环境下进行,故配制溶液的蒸馏水常用_____法除去溶解氧。该实验所用试管中均需充满CO2,请选用下列装置制取干燥纯净的CO2气体,连接顺序为:
a_____h、i(后续装置略去)。
(二)探究青砖中是否含有Fe3O4和Fe2O3
组别 步骤及现象 | 第一组 | 第二组 | 第三组 |
步骤一 | 取试管l 、2 、3①分别加入2g青砖细粉②分别通入CO2气体至充满,用户塞子塞紧 | ||
步骤二 | 向试管1中注入10mL 3 mol/L盐酸,充分振荡 | 向试管2中注入10mL 6 mol/L盐酸,充分振荡 | 向试管3中注入10mL 12 mol/L盐酸,充分振荡 |
步骤三 | 取试管1、2、3中的上层清液各1mL于另三支试管中,再分别注入0.2mL相同浓度的KSCN溶液,振荡 | ||
步骤三的实验现象 | 溶液变红 且第一、二两组溶液颜色深浅相同 | 溶液变红 且较第一、二两组颜色更深 | |
(2)步骤二中,若不取下试管上的塞子,又不因盐酸加入导致试管内压强增大,使用注射器实现上述目的的操作方法为__________。
(3)Fe3O4与高浓度盐酸反应的离子方程式为________。
(4)用离子方程式表示溶液变红的原因__________。
(5)根据上述现象,可初步得出该青砖样品中所含铁的氧化物为________(填化学式)
(三)探究青砖中是否含有FeO
(6)另取一支充满CO2气体的试管,注入1mL上述试管1的上层清液和数滴K3[Fe(CN)6]溶液,若实验现象为_______,说明青砖中含有FeO。
(四)青砖样品中铁元素质量分数的测定
称取m1g 青砖细粉,用足量12mol/L盐酸充分溶解、过滤、洗涤(第一次)。将滤液(包括洗涤滤渣后的溶液)依次与足量的新制氯水、氢氧化钠溶液充分反应,过滤、洗涤(第二次),将沉淀灼烧至恒重,冷却后称得残留固体质量为m2g。
(7)若青砖中其它成分对实验无影响,则测得铁元素的质量分数为____(填含m1、m2的表达式);该实验若未进行第一次洗涤,则测得铁元素的质量分数______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
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NH3是一种重要的化工原料,可用来制备肼、硝酸、硝酸铵和氯胺等。
(1)N2和H2以物质的量之比为1∶3在不同温度和压强下发生反应:N2+3H22NH3,测得平衡体系中NH3的物质的量分数如图。
①下列途径可提高氨气产率的是_____(填序号)。
a.采用常温条件 b.采用适当的催化剂 c.将原料气加压 d.将氨液化,不断移去液氨
②上图中所示的平衡体系中NH3的物质的量分数为0.549和0.478时,该反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1 ___(选填“>”或“<”或“=”)K2。
(2)肼(N2H4)是一种火箭燃料。已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ∆H=+67.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2g)=N2(g)+2H2O(g) ∆H =-534.0 kJ·mol-1
NO2(g)=1/2N2O4(g) ∆H =-28.0 kJ·mol-1
①反应2N2H4(g)+ N2O4(g)=3N2(g) + 4H2O(g)的∆H =_____ kJ·mol-1。
②氨气与次氯酸钠溶液反应生成肼的离子方程式为_________。
(3)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3,其工作原理如图。
①阴极的电极反应式为__________。
②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3, 则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为_________。
(4)饮用水消毒时,氯胺(NH2Cl等)在酸性条件下具有良好的效果,其原因是_____________。
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聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和A1(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物,其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰,它主要含Al2O3、Al,还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产工艺流程如下:
(1)反应中副产品a是______(用化学式表示);
(2)升高pH至4.0~4.5的目的是______;
(3)生产过程中可循环使用的物质是______(用化学式表示);
(4)为使得到的晶体较纯净,生产过程中使pH升高的C物质可选用______(填编号);
a.NaOH b.Al c.氨水 d.A12O3 e.NaAlO2
(5)聚合氯化铝晶体的化学式可表示为[A12(OH)nCl6-n•H2O]m,实验室为测定n的值,进行如下操作:
①称取ag晶体,制成粉末,加热至质量不再变化时,得到bg。此过程可能用到的下列仪器有______;
a.蒸发皿 b.坩埚 c.研钵 d.试管
②另取a g晶体:用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→进行C操作→洗涤、烘干→称量为c g。则试剂A为______(填操作名称),C操作为______(填操作名称)。最后综合推算出n的值_____ 。
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I.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:
回答下列有关问题:
(1)检验硫酸铁溶液中是否存在Fe2+的方法是_____________________________________。
(2)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O2= 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
该反应中的氧化剂是______________,每生成l mol Na2FeO4转移_____________mol电子。
(3)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:
Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:___________________________________。
②若反应过程中转移了0.3 mol电子,则还原产物的物质的量为______________________。
II.某化学小组通过查阅资料,设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4·7H2O。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3.3%)。
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下:
(1)“碱浸”过程中发生反应的物质是_________________(填化学式)。
(2)“酸浸”时所加入的酸是 _________________ (填化学式)。
(3)加入H2O2时发生反应的离子方程式为_____________________________________。
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工业上利用铬铁矿(FeOCr2O3)冶炼铬的工艺流程如下:
(1)实验室焙烧铬铁矿可选用的装置是__________(填序号)。
(2)完成下列化学方程式(在横线上填写物质的化学式及计量数):4CrO42-+6S+7H2O=4Cr(OH)3↓+3S2O32-+_____________。
(3)操作I包括过滤与洗涤,过滤需要的玻璃仪器有:__________________________。
(4)Cr(OH)3和Al(OH)3类似,也是两性氢氧化物,写出Cr(OH)3溶于氢氧化钠溶液的
离子方程式_________________________________。
(5)由Cr2O3冶炼Cr的化学方程式为________________________。
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在80℃时,0.40mol的N2O4气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
时间(s) n(mol) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
n(N2O4) | 0.40 | a | 0.20 | c | d | e |
n(NO2) | 0.00 | 0.24 | b | 0.52 | 0.60 | 0.60 |
已知:N2O42NO2,△H>0,
(1)计算20s~40s内用N2O4表示的平均反应速率为 。
(2)计算在80℃时该反应的平衡常数K= 。
(3)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色 (填“变浅”、“变深”或“不变”)。
(4)要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号) ,若要重新达到平衡时,使c(NO2)/c(N2O4)值变小,可采取的措施有(填序号) 。
A、增大N2O4的起始浓度 B、向混合气体中通入NO2
C、使用高效催化剂 D、升高温度
(5)如图是80℃时容器中N2O4物质的量的变化曲线,请在该图中补画出该反应在60℃时N2O4物质的量的变化曲线。
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Ⅰ.化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分【解析】
2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O↑+10MgO+3Al2O3
(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据____________。
(2)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理________。
(3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液,用化学方程式表示其原理____________。
Ⅱ.磁性材料A是由两种元素组成的化合物,某研究小组按如图流程探究其组成:
请回答:
(1)A的组成元素为_________(用元素符号表示),化学式为______。
(2)溶液C可溶解铜片,例举该反应的一个实际应用____________。
(3)已知化合物A能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518 g·L-1),该气体分子的电子式为____。写出该反应的离子方程式__________。
(4)写出F→G反应的化学方程式_____________。设计实验方案探究溶液G中的主要微粒(不考虑H2O、H+、K+、I-)______________。
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(12分)Mn(OH)2常用作油漆催干剂。向MnSO4溶液加入NaOH溶液,待沉淀完全后,过滤,洗涤,烘干即可制得Mn(OH)2。
(1)已知:常温下Mn(OH)2的Ksp=1.0×10-15。如果要使溶液中Mn2+沉淀完全,则应该保持溶液中c(OH—)≥ mol·L—1[当c(Mn2+)≤10-5mol/L时,即可认为溶液中Mn2+沉淀完全]。
(2)Mn(OH)2还可以通过MnO2与二氧化硫气体充分接触,再与石灰乳反应制得,写出该反应的总的化学方程式 。
(3)一种含Mn2+的结晶水合物组成为AxMnyBz·mH2O(A表示一种阳离子,B表示一种阴离子)。现称取39.10 g晶体配成100 mL溶液X,取20 mL溶液X,向其中加入足量的氢氧化钠溶液,加热,得到896 mL气体(标准状况);另取20 mL溶液X,向其中加入盐酸,无沉淀产生,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,洗涤,烘干,得到固体9.32 g。
①A、B的离子符号分别为 、 。
②通过计算确定该结晶水合物的化学式(写出计算过程)。
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丙烯酰胺(H2C=CH—CONH2)具有致癌性和遗传毒性。丙烯酰胺主要是由高碳水化合物、低蛋白质的植物性食物在加热(120 ℃以上)过程中形成,特别在烘烤、油炸时更易形成。丙烯酰胺可以进一步形成在工业上有用的聚丙烯酰胺类物质。
回答下列问题:
(1)D的结构简式为______________;F的结构简式为______________。
(2)指明下列反应类型:A→B____________________,C→D______________________。
(3)丙烯酰胺有多种同分异构体,写出分子中同时含有醛基和碳碳双键的同分异构体:______________________。
(4)写出化学方程式D→E:__________________________________________。2分子C在浓硫酸作用下可形成一个六元酯环,该反应的化学方程式为___________________________。
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有机物分子中与“”相连的碳原子上的氢活性较大,可以与甲醛或卤代烃等发生反应.
已知: ①
②
有机物 J 是重要的工业原料,其合成路线如下(部分产物和反应条件略):
(1) A 中所含官能团的名称是_________.
(2) A→B 的反应类型是________反应. B→C 的反应方程式_____________.
(3) G 俗称缩苹果酸,与 B 以物质的量之比 1:2 反应,则 G+B→H 的化学方程式是__________.
(4) D 的分子式为 C5H10O4,若一次取样检验 D 的含氧官能团,按顺序写出所用试剂________.
(5)已知 E 中只有一种官能团,且核磁共振氢谱显示其分子中有两种不同化学环境的氢.则下列说法正确的是___________(填序号).
a.E 与 B 互为同系物 b. E 中含有的官能团是醚键
c.F 在一定条件下也可转化为 E d. F 中也有两种不同化学环境的氢
(6)J 的结构简式是________. J 的同分异构体 X 属于芳香族化合物, 1mol X 分别与足量 Na 或 NaOH 反应时的物质的量之比是 1:4 和 1:1,且苯环上只有一种一氯代物.写出符合上述所有条件的 X 的一种结构简式__________.
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