【題目】某學習小組通過下列裝置探究MnO2與FeCl3·6H2O能否反應產(chǎn)生Cl2。通過查閱資料,學習小組獲知:FeCl3是一種共價化合物,熔點306℃,沸點315℃。
實驗操作和現(xiàn)象:
操作 | 現(xiàn)象 |
點燃酒精燈,加熱 | i.A中部分固體溶解,上方出現(xiàn)白霧 ii.稍后,產(chǎn)生黃色氣體,管壁附著黃色液滴 iii.B中溶液變藍 |
(1)現(xiàn)象i中的白霧是___________________,形成白霧的原因是________________。
(2)分析現(xiàn)象ii,該小組探究黃色氣體的成分,實驗如下:
a.直接加熱FeCl3·6H2O,產(chǎn)生白霧和黃色氣體。
b.將現(xiàn)象ii和a中的黃色氣體通入KSCN溶液,溶液均變紅。
通過該實驗說明現(xiàn)象ii中黃色氣體含有_______。
(3)除了氯氣可使B中溶液變藍外,該小組還提出其他兩種可能的原因:
原因①:實驗b檢出的氣體使之變藍,反應的離子方程式是______________________________。
原因②:在酸性條件下,裝置中的空氣使之變藍,反應的離子方程式是_______________。
(4)為進一步確認黃色氣體中是否含有Cl2,小組提出兩種方案,均證實了Cl2的存在。
方案1 | 在A、B間增加盛有某種試劑的洗氣瓶C | B中溶液變?yōu)樗{色 |
方案2 | 將B中KI-淀粉溶液替換為NaBr溶液;檢驗Fe2+ | B中溶液呈淺橙紅色;未檢出Fe2+ |
①方案1的C中盛放的試荊是____________________。
②方案2中檢驗Fe2+的試劑是____________________。
③綜合方案1、2的現(xiàn)象,說明方案2中選擇NaBr溶液的依據(jù)是_____________________。
(5)將A中產(chǎn)物分離得到Fe2O3和MnCl2,A中產(chǎn)生Cl2的化學方程式是_________________。
【答案】 鹽酸小液滴(鹽酸酸霧) 加熱時,F(xiàn)eCl3發(fā)生水解反應產(chǎn)生HCl, HCl揮發(fā)出來遇水蒸氣形成白霧 FeCl3 2Fe3++2I-=I2+2Fe2+ 4H++4I-+O2=2I2+2H2O 飽和食鹽水 K3[Fe(CN)6] 氧化性強弱順序:Cl2>Br2>Fe3+ 2FeCl3·6H2O+MnO2Fe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl↑+11H2O
【解析】(1)FeCl36H2O 受熱失去結(jié)晶水FeCl36H2OFeCl3+6H2O,同時水解FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,生成HCl氣體,HCl和H2O結(jié)合形成鹽酸小液滴,而形成白霧,故答案為:HCl小液滴;FeCl36H2O 受熱水解,生成HCl 氣體,同時受熱失去結(jié)晶水,HCl和H2O 結(jié)合形成鹽酸小液滴產(chǎn)生白霧;
(2)FeCl3溶液中滴入KSCN溶液,發(fā)生絡(luò)合反應,F(xiàn)e3++3SCN-=Fe(SCN)3,生成血紅色的硫氰化鐵,用KSCN 溶液檢驗現(xiàn)象ii 和A 中的黃色氣體,溶液均變紅,說明含有FeCl3故答案為:FeCl3;
(3)①碘離子具有還原性,氯化鐵具有強氧化性,兩者反應,碘離子被氧化為碘單質(zhì),反應離子方程式為:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,故答案為:2Fe3++2I-=2Fe2++I2;
②FeCl36H2O 受熱水解,生成HCl氣體,作對照實驗,需用鹽酸酸化,另取一支試管,向其中加入KI-淀粉溶液,再滴入幾滴HCl溶液,在空氣中放置,觀察一段時間后溶液變藍,原因是:4H++4I-+O2=2I2+2H2O故答案為:4H++4I-+O2=2I2+2H2O。
(4)①方案1:氯化鐵能氧化碘離子,氧氣在酸性條件下,能氧化碘離子,所以需除去Cl2中的FeCl3和O2(H+),若仍能觀察到B中溶液仍變?yōu)樗{色,則證明原氣體中確實存在Cl2,使用飽和NaCl溶液,可以讓FeCl3溶解,并且除去O2影響過程中提供酸性的HCl氣體,從而排除兩個其他影響因素,故答案為:飽和NaCl溶液;
②檢驗Fe2+的試劑是滴入黃色的鐵氰化鉀溶液,看是否產(chǎn)生藍色的沉淀,如果有藍色沉淀產(chǎn)生,證明有Fe2+,反之無Fe2+。本題答案:K3[Fe(CN)6]。
③因為化性強弱順序:Cl2>Br2>Fe3+②方案2若B中觀察到淺橙紅色,則證明有物質(zhì)能夠?qū)r-氧化成Br2,根據(jù)性強弱順序:Cl2>Br2>Fe3+,則證明是Cl2氧化的Br-,而不是Fe3+,無法驗出Fe2+存在,另外,因為還原劑用的不是I-,可不用考慮O2(H+)的影響問題。所以選擇了NaBr。
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【題目】下列反應中,不屬于取代反應的是( )
A. 苯與硝酸反應制取硝基苯
B. 乙烯與氯化氫反應制取氯乙烷
C. 乙醇與鈉反應生成乙醇鈉
D. 油脂在酸性條件下生成甘油和高級脂肪酸
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【題目】用氧化鋁作原料,碳熱法冶鋁的兩步反應為:
①2173~2473K時:2Al2O3+9CAl4C3+6CO↑;
②溫度高于2473K時:Al2O3+Al4C36Al+3CO↑.
下列有關(guān)說法不正確的是( 。
A. A12O3屬于兩性氧化物
B. 兩步反應中CO均是氧化產(chǎn)物
C. Al4C3與鹽酸反應可生成烴,該烴為乙烯
D. 生成的鋁粉不能在空氣中冷卻
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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是 ( )
A. 0.1molH218O與D2O的混合物中所含中子數(shù)為NA
B. 17g羥基所含電子的數(shù)目為10NA
C. lLpH=l的H2SO4溶液中含有的H+數(shù)目為0.2NA
D. 密閉容器中1molH2(g)與1molI2(g)共熱反應制備HI增加2NA個H-I鍵
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【題目】碳的化合物的轉(zhuǎn)換在生產(chǎn)、生活中具有重要的應用,如航天員呼吸產(chǎn)生的CO2用Sabatier反應處理,實現(xiàn)空間站中O2的循環(huán)利用。
Sabatier反應:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g);
水電解反應:2H2O(1) 2H2(g) +O2(g)。
(1)將原料氣按n(CO2):n(H2)=1:4置于密閉容器中發(fā)生Sabatier反應,測得H2O(g)的物質(zhì)的量分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示(虛線表示平衡曲線)。
①該反應的平衡常數(shù)K隨溫度降低而________(填“增大”或“減小”)。
②在密閉恒溫(高于100℃)恒容裝置中進行該反應,下列能說明達到平衡狀態(tài)的是_____。
A.混合氣體密度不再改變 B.混合氣體壓強不再改變
C.混合氣體平均摩爾質(zhì)量不再改變 D. n(CO2):n(H2)=1:2
③200℃達到平衡時體系的總壓強為p,該反應平衡常數(shù)Kp的計算表達式為_______。(不必化簡,用平衡分,壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))
(2)Sabatier反應在空間站運行時,下列措施能提高CO2轉(zhuǎn)化率的是____(填標號)。
A.適當減壓 B.合理控制反應器中氣體的流速
C.反應器前段加熱,后段冷卻 D.提高原料氣中CO2所占比例
(3)一種新的循環(huán)利用方案是用Bosch反應CO2(g)+4H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反應。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分別為-394kJ/mol、-242kJ/mol,Bosch反應的△H=_____kJ/mol。(生成焓指一定條件下由對應單質(zhì)生成lmol化合物時的反應熱)
②一定條件下Bosch反應必須在高溫下才能啟動,原因是______________。若使用催化劑,則在較低溫度下就能啟動。
③Bosch反應的優(yōu)點是_______________。
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【題目】利用周期表中同主族元素的相似性,可預測元素的性質(zhì)。
(1)P元素的基態(tài)原子有______個未成對電子,白磷的分子式為P4,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示?茖W家目前合成了N4 分子,N 原子的雜化軌道類型是______,N-N 鍵的鍵角為_____;N4分解后能產(chǎn)生N2并釋放出大量能量,推測其用途為____________。
(2)N、P、As 原子的第一電離能由大到小的順序為___________。
(3)立方氮化硼晶體的結(jié)構(gòu)如圖乙所示。該晶體中,B原子填充在N原子的______(填空間構(gòu)型名稱)空隙中,且占據(jù)此類空隙的比例為________(填百分數(shù))。
(4)N與As是同族元素,B與Ga是同族元素,立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)類似,兩種晶體中熔點較高的是________;立方砷化鎵晶體的晶胞邊長為a pm,則其密度為____g·cm-3(用含a 的式子表示,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
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【題目】用酸性氫氧燃料電池為電源進行電解的實驗裝置示意圖如圖所示。下列說法正確的是( )
A.燃料電池工作時,正極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-
B.此裝置用于鐵表面鍍銅時,a為鐵b為Cu,工作一段時間要使右池溶液復原可加入適量的CuO
C.a(chǎn)極是粗銅,b極是純銅時,a極逐漸溶解,b極上有銅析出
D.若a、b兩極均為石墨時,在相同條件下,a極產(chǎn)生的氣體與電池中消耗的H2體積相同
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【題目】電解精煉銅時,下列敘述不正確的是:( )
A. 與電源正極相連的電極是粗銅板 B. 陰極發(fā)生反應:Cu2+ +2e-==Cu
C. 電解池的陽極材料為純銅薄片 D. 粗銅板上發(fā)生氧化反應
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