【題目】最近的研究發(fā)現(xiàn),復(fù)合氧化物鐵酸錳(MnFe2O4)可以用于熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫,因而受到許多發(fā)達(dá)國家的青睞。MnFe2O4的制備流程如下:
(1)原料Fe(NO3)n中n=______,投入原料Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的物質(zhì)的量之比應(yīng)為______。
(2)步驟二中“連續(xù)攪拌”的目的是______;步驟三中洗滌干凈的標(biāo)準(zhǔn)是______。
(3)利用MnFe2O4熱化學(xué)循環(huán)制氫的反應(yīng)可表示為:MnFe2O4MnFe2O4﹣x+O2↑、MnFe2O4﹣x+xH2O→MnFe2O4+xH2↑。請(qǐng)認(rèn)真分析上述兩個(gè)反應(yīng)并回答下列問題:
①若MnFe2O4﹣x中x=0.6,則MnFe2O4﹣x中Fe2+占全部鐵元素的百分率為______。
②該熱化學(xué)循環(huán)制氫法的優(yōu)點(diǎn)有______(答兩點(diǎn)即可)。
③該熱化學(xué)循環(huán)法制氫尚有不足之處,進(jìn)一步改進(jìn)的研究方向是______。
【答案】n=3 242:189 充分反應(yīng)、沉淀完全 洗滌至流出液呈中性 60% 具有過程簡單、節(jié)約能量、無污染、物料廉價(jià)并可循環(huán)使用及氧氣和氫氣在不同步驟生成,因此不存在高溫氣體分離的問題等優(yōu)點(diǎn) 尋找合適的催化劑,使MnFe2O4分解溫度降低或找分解溫度更低的氧化物
【解析】
Fe(NO3)3和Mn(NO3)2混合攪拌,加入KOH溶液,控制pH≥10.4沉淀Fe3+、Mn2+,過濾洗滌沉淀,干燥研磨可得MnFe2O4。據(jù)此分析解答。
(1)Mn為+2價(jià),則MnFe2O4中Fe的化合價(jià)為+3價(jià),則Fe(NO3)n中n=3;由MnFe2O4中可知:Fe和Mn的個(gè)數(shù)之比為2∶1,所以Fe(NO3)3與Mn(NO3)2 二者的物質(zhì)的量之比 2∶1,所以其質(zhì)量之比為:242×2∶179=484∶179,故答案為:3;484∶179;
(2)連續(xù)攪拌是為了讓Fe(NO3)n和Mn(NO3)2充分反應(yīng),由于溶液顯堿性,則洗滌至洗滌液為中性時(shí),說明沉淀上沒有溶液中的離子,即沉淀已經(jīng)洗滌干凈,故答案為:充分反應(yīng)或沉淀完全;最后一次洗滌液呈中性;
(3)①x=0.6時(shí),鐵的總價(jià)態(tài)為(4-0.6)×2-2=4.8,設(shè)1mol MnFe2O4-0.6中含Fe2+、Fe3+物質(zhì)的量分別為amol、bmol,則有a+b=2,2a+3b=4.8,聯(lián)立解得:a=1.2,b=0.8,則1mol MnFe2O4-0.6中含Fe2+的物質(zhì)的量為1.2mol,則Fe2+占的百分率為×100%=60%,故答案為:60%;
②由流程圖可以看出該熱化學(xué)循環(huán)制氫法過程簡單、節(jié)約能量、無污染、物料廉價(jià)并可循環(huán)使用及氧氣和氫氣在不同步驟生成,不存在高溫氣體分離的問題等優(yōu)點(diǎn),故答案為:過程簡單、節(jié)約能量、無污染、物料廉價(jià)并可循環(huán)使用及氧氣和氫氣在不同步驟生成,不存在高溫氣體分離的問題等優(yōu)點(diǎn);
③因高溫消耗較多的能源,該熱化學(xué)循環(huán)制氫法的改進(jìn)可以通過尋找合適的催化劑,使MnFe2O4分解溫度降低或分解溫度更低的氧化物,故答案為:尋找合適的催化劑,使MnFe2O4分解溫度降低或分解溫度更低的氧化物。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某班學(xué)生通過分組實(shí)驗(yàn)測定酸堿滴定曲線。
實(shí)驗(yàn)用品:0.1 mol·L-1HCl溶液、0.1 mol·L-1NaOH溶液、蒸餾水、pH計(jì)、酸式滴定管、堿式滴定管、鐵架臺(tái)(帶滴定管夾)、錐形瓶。甲、乙、丙三組同學(xué)錐形瓶中的溶液所取體積均為20.00 mL,且所用的試劑完全相同,根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)繪制的曲線分別如圖中a、b、c所示,其中乙和丙兩組同學(xué)的操作上都存在著不足或失誤。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)前pH計(jì)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn),若將pH計(jì)放入c(H+)=0.0001 mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液中校準(zhǔn),則pH計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為________。
(2)甲組同學(xué)滴定時(shí)選用的滴定管為________(填“酸式”或“堿式”)滴定管,最后一次潤洗滴定管應(yīng)選用實(shí)驗(yàn)用品中的________進(jìn)行潤洗。
(3)乙組同學(xué)操作上的不足之處是________________________________________。
(4)造成丙組同學(xué)的曲線與甲組同學(xué)不同的原因可能是________(填字母)。
A.用待裝液潤洗錐形瓶
B.滴定使用的滴定管的尖嘴部分在滴定前有氣泡未排出,滴定后氣泡消失
C.滴定前后對(duì)滴定管進(jìn)行讀數(shù)的視線分別如圖所示
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2,另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作脫硫劑,通過如下簡化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2,又制得電池材料MnO2(反應(yīng)條件已省略)。下列說法不正確的是
A.上述流程中多次涉及到過濾操作,實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過濾操作時(shí)需用到的硅酸鹽材質(zhì)儀器有:玻璃棒、燒杯、漏斗
B.用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+,其原因是MnCO3消耗了溶液中的酸,促進(jìn)Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀
C.實(shí)驗(yàn)室用一定量的NaOH溶液和酚酞試液就可以準(zhǔn)確測定燃煤尾氣中的SO2含量
D.MnSO4溶液→MnO2過程中,應(yīng)控制溶液pH不能太小
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一定溫度下,將氣體X和氣體Y 各0.16 mol充入10 L 恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):X(g)+ Y(g)2Z(g) △H < 0,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如下表。下列說法正確的是
t / min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(Y)/mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
A.反應(yīng)前2min的平均速率v(Z)=2.0×10-5 mol/(L·min)
B.其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)>v(正)
C.該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.44
D.其他條件不變,再充入0.2 mol Z,平衡時(shí)X的物質(zhì)的量濃度減小
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在容積為10L的密閉容器中,進(jìn)行如下反應(yīng):A(g)+2B(g)C(g)+D(g),最初加入1.0mol A和2.2mol B,在不同溫度下,D的物質(zhì)的量n(D)和時(shí)間t的關(guān)系如圖1.
試回答下列問題:
(1)800℃時(shí),0~5min內(nèi),以B表示的平均反應(yīng)速率為 .
(2)能判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 (填字母).
A.容器中壓強(qiáng)不變 B.混合氣體中c(A)不變
C.2v正(B)=v逆(D) D.c(A)=c(C)
(3)若最初加入1.0mol A和2.2mol B,利用圖中數(shù)據(jù)計(jì)算800℃時(shí)的平衡常數(shù)K=__________,該反應(yīng)為__________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”).
(4)700℃時(shí),某時(shí)刻測得體系中物質(zhì)的量濃度如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,則此時(shí)該反應(yīng)__________(填“向正方向進(jìn)行”、“向逆方向進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”).
(5)在催化劑作用下,CO可用于合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)若在恒溫恒壓的條件下,向密閉容器中充入4mol CO和8mol H2,合成甲醇,平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示:
①該反應(yīng)的正反應(yīng)屬于__________反應(yīng);(填“吸熱”或“放熱”).
②在0.1Mpa、100℃的條件下,該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量為 mol。
若在恒溫恒容的條件下,向上述平衡體系中充入4mol CO,8mol H2,與原平衡狀態(tài)相比,達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率 (填“增大”,“不變”或“減小”),平衡常數(shù)K (填“增大”,“不變”或“減小”).
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是
A.常溫下,23g NO2和N2O4的混合氣體含有NA個(gè)氧原子
B.1L0.1molL-1的氨水含有0.1NA個(gè)OH―
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,NO和O2各11.2L混合,所得混合氣體的分子總數(shù)為0.75NA
D.1molFe與1molCl2充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移3NA個(gè)電子
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更強(qiáng),無二次污染,工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉,然后在低溫下,向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和,使高鐵酸鉀析出。
(1)干法制備高鐵酸鈉的主要反應(yīng)為:2FeSO4 + aNa2O2=2Na2FeO4 + bX + 2Na2SO4 +cO2↑該反應(yīng)中物質(zhì)X應(yīng)是__________,b與c的關(guān)系是_______________。
(2)濕法制備高鐵酸鉀反應(yīng)體系中有六種數(shù)粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。
①寫出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式:__________________。
②每生成1mol FeO42-轉(zhuǎn)移_____________mol電子,若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子,則還原產(chǎn)[物的物質(zhì)的量為_____________mol。
Ⅱ.已知:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-。
(3)含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2,此時(shí)被氧化的離子及其物質(zhì)的量是_______________________________。
(4)若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2,當(dāng)I-、Fe2+、Br-完全被氧化時(shí),c為________________________________(用含a、b的代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法錯(cuò)誤的是
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,以任意比混合的氫氣和一氧化碳?xì)怏w共8.96L,在足量氧氣中充分燃燒時(shí)消耗氧氣的分子數(shù)為0.2NA
B.用惰性電極電解硫酸銅溶液時(shí),若溶液的pH值變?yōu)?/span>1時(shí),則電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為NA
C.32.5 g鋅與一定量濃硫酸恰好完全反應(yīng),生成氣體的分子數(shù)為0.5NA
D.反應(yīng)3H2(g)+N2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,當(dāng)放出熱量9.2 kJ時(shí)轉(zhuǎn)移電子0.6NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】設(shè)代表阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法不正確的是
A.含個(gè)銅原子的CuO和的混合物質(zhì)量為
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氧氣作氧化劑時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)一定為
C.碳酸鈉溶液中帶電粒子數(shù)一定大于
D.濃硫酸與足量鋅粒反應(yīng),產(chǎn)生的氣體分子數(shù)小于
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