(17分)鐵、銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。
(1)在潮濕空氣中,鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2的反應(yīng)方程式為 。在含有等濃度硫酸溶液的下列裝置中,鐵腐蝕的速率由快到慢的順序是 (用序號填寫)。
(2)已知:①3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) H=-1118 kJ·mol-1
②2Al(s)+3/2O2(g)=A12O3(s) H=-1675.7 kJ·mol-1
則焊接鋼軌時鋁與Fe3O4發(fā)生反應(yīng)生成鐵和Al2O3的熱化學(xué)方程式為 。
(3)Na2FeO4具有強(qiáng)氧化性,其電解制法如圖所示,請寫出陽極的電極反應(yīng)式 。Na2FeO4是一種既能殺菌、消毒,又能絮凝凈水的水處理劑,其原理是 。
(4)工業(yè)上常用FeCl3溶液腐蝕印刷線路板,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。若腐蝕銅板后的溶液中,Cu2+、Fe3+和Fe2+濃度均為0.1 mol·L-1 ,結(jié)合下圖分析,當(dāng)混合溶液中通入氨氣調(diào)節(jié)溶液的pH=5.6時,溶液中存在的金屬陽離子為 。從圖中數(shù)據(jù)計算Fe(OH)2的溶度積Ksp[Fe(OH)2]= 。
已知:橫坐標(biāo)為溶液的pH,縱坐標(biāo)為金屬離子的物質(zhì)的量濃度的對數(shù)(當(dāng)溶液中金屬離子濃度10-5 mol·L-1時,可認(rèn)為沉淀完全)。
(17分)(1)2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 (2分) ⑤③②①④(2分)
(2)8Al(s)+3Fe3O4(s)=4Al2O3(s)+9Fe(s) △H= 3349.8 kJ·mol-1(2分)
(3)Fe + 8OH- -6e-= FeO42- + 4H2O (2分)
Na2FeO4具有強(qiáng)氧化性,能起到殺菌、消毒作用;高價的鐵被還原成的Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體,能吸附水中雜質(zhì)。(3分,僅答對1點給2分)
(4)2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ +Cu2+ (2分) ;Cu2+、Fe2+(2分); 1.0×10-17(mol·L-1)3(2分)
【解析】
試題分析:(1)在潮濕空氣中,鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2的反應(yīng)方程式為: 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2;①Zn為負(fù)極,F(xiàn)e為正極,F(xiàn)e受到保護(hù);②Fe與硫酸發(fā)生置換反應(yīng),被氧化變?yōu)镕e2+,比①腐蝕的快;③構(gòu)成Fe-Cu原電池,F(xiàn)e作負(fù)極,首先被腐蝕,腐蝕速率③>②;④形成電解池,F(xiàn)e為陰極,被保護(hù),只要存在外加電源,F(xiàn)e就不會被腐蝕,所以腐蝕速率④<①;⑤構(gòu)成電解池。由于Fe為陽極,被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng),腐蝕速率比③快。所以鐵腐蝕的速率由快到慢的順序是⑤③②①④;
(2)②×4-①×3,整理可得:8Al(s)+3Fe3O4(s)=4Al2O3(s)+9Fe(s) △H= 3349.8 kJ·mol-1;(3)Na2FeO4具有強(qiáng)氧化性,其電解制法如圖所示,則在陽極,F(xiàn)e失去電子,被氧化,與溶液中的OH-結(jié)合反應(yīng),陽極的電極反應(yīng)式是Fe + 8OH- -6e-= FeO42- + 4H2O;Na2FeO4是一種既能殺菌、消毒,又能絮凝凈水的水處理劑,其原理是Na2FeO4中的Fe化合價為+6價,具有強(qiáng)氧化性,能起到殺菌、消毒作用;高價的鐵被還原成的Fe3+發(fā)生水解反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體,表面積大,吸附能力強(qiáng),能吸附水中雜質(zhì),使之形成沉淀,從水中分離出去,從而使水得到凈化。(4)工業(yè)上常用FeCl3溶液腐蝕印刷線路板,F(xiàn)e3+將Cu單質(zhì)氧化為Cu2+,F(xiàn)e3+被還原變?yōu)镕e2+,根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可得發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ +Cu2+;根據(jù)圖像可知,在溶液的pH接近3而小于3時,F(xiàn)e3+已經(jīng)沉淀完全。所以在溶液的pH=5.6時,溶液中存在的金屬陽離子為Cu2+、Fe2+;Fe(OH)2的溶度積Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)c2(OH-)=10-5×(10-14÷10-8)2 1.0×10-17(mol·L-1)3。
考點:考查化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫、金屬腐蝕快慢比較、電解原理在物質(zhì)制備的作用、水的消毒凈化的原因分析、氧化還原反應(yīng)在工業(yè)上的應(yīng)用、沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用的知識。
考點分析: 考點1:溶解平衡 考點2:離子濃度比較 考點3:電解池 考點4:金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 試題屬性年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年福建省泉州市高三3月月考理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
四種短周期元素在周期表中的位置如圖,其中X元素的原子最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù)。下列說法不正確的是
Z | W | ||
X | Y |
A.X位于元索周期表中第3 周期、ⅢA族
B.原子半徑:X > Z > W
C.最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:W > Y
D.Y的最高價氧化物可以和W的最簡單氫化物反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年河南省商丘市高三第一次模擬考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
某溶液中含有、Mg2+、Fe2+、Al3+、、六種離子,若向其中加入過量的氫氧化鋇溶液,微熱并攪拌,再加入過量的氫碘酸,充分反應(yīng)后溶液中大量減少的離子有
A.、Fe2+、 B.、、
C.Mg2+、Fe2+、 D.Fe2+、Al3+、
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年北京市海淀區(qū)高三年級3月適應(yīng)性訓(xùn)練理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
(14分)物質(zhì)的類別和核心元素的化合價是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個基本視角。
(1)圖中X的電子式為 ;其水溶液長期在空氣中放置容易變渾濁,該變化體現(xiàn)出:S非金屬性比O (填“強(qiáng)”或“弱”)。用原子結(jié)構(gòu)解釋原因:同主族元素最外層電子數(shù)相同,從上到下, ,得電子能力逐漸減弱。
(2)Na2S2O3是一種用途廣泛的鈉鹽。
①下列物質(zhì)用于Na2S2O3的制備,從氧化還原反應(yīng)的角度,理論上有可能的是______(填字母序號)。
a. Na2S + S b. Z + S c. Na2SO3 + Y d. NaHS + NaHSO3
②已知反應(yīng):Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + S↓+SO2↑+H2O。研究其反應(yīng)速率時,下列說法正確的是 (填寫字母序號)。
a.可通過測定一段時間內(nèi)生成SO2的體積,得出該反應(yīng)的速率
b.可通過比較出現(xiàn)渾濁的時間,研究濃度、溫度等因素對該反應(yīng)速率的影響
c.可通過Na2S2O3固體與稀硫酸和濃硫酸的反應(yīng),研究濃度對該反應(yīng)速率的影響
(3)治理含CO、SO2的煙道氣,可以將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S和無毒的氣體。
已知:①CO(g)+ 1/2 O2(g)=CO2(g) △H=-283 kJ·mol-1
②S(s)+ O2(g)=SO2(g) △H=-296 kJ·mol-1
①則治理煙道氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。
②一定條件下,將CO與SO2以體積比為4∶1置于恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列選項能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填寫字母序號)。
a.v (CO) ∶v(SO2) = 2∶1
b.平衡常數(shù)不變
c.氣體密度不變
d.CO2和SO2的體積比保持不變
測得上述反應(yīng)達(dá)平衡時,混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為,則SO2的轉(zhuǎn)化率為 。
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年北京市海淀區(qū)高三年級3月適應(yīng)性訓(xùn)練理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
依據(jù)下圖判斷,下列說法正確的是
A.2 mol H2(g)與1 mol O2(g)所具有的總能量比2 mol H2O(g) 所具有的總能量低
B.氫氣的燃燒熱為△H = -241.8 kJ·mol-1
C.液態(tài)水分解的熱化學(xué)方程式為:2H2O(l) == 2H2(g) + O2(g) △H = +571.6 kJ·mol-1
D.H2O(g)生成H2O(l)時,斷鍵吸收的能量小于成鍵放出的能量
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年山東省棗莊市高三下學(xué)期開學(xué)初檢測試卷理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
下列關(guān)于有機(jī)物的敘述不正確的是
A.分子式為C6H10O
B.可發(fā)生加成、酯化和氧化反應(yīng)
C.分子中有兩種官能團(tuán)
D.與HBr、溴水發(fā)生加成反應(yīng),產(chǎn)物都只有一種
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年山東省文登市高三第二次統(tǒng)考理科綜合化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
(16分)MnO2是重要化學(xué)物質(zhì),某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了將粗MnO2(含有較多的MnO、MnCO3和Fe2O3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2實驗,其流程如下:
按要求回答下列問題
(1) 第②步操作中,氧化性強(qiáng)弱順序:ClO3-______ MnO2 (填“>”“<”),當(dāng)NaClO3轉(zhuǎn)移2mol電子時,生成的氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為________mol。NaClO3在常溫下能夠與鹽酸反應(yīng)生成氯氣,該反應(yīng)的離子方程式為___________________。
(2)第④步操作中,最終得到的固體除NaClO3外,還一定含有下列物質(zhì)中的_________
a.NaCl b.NaClO c.NaClO4 d.NaOH
(3)MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料,則堿性鋅錳電池放電時,正極的電極反應(yīng)式是:__________。
(4)為得到純凈的MnO2,須將過濾后的MnO2合并后進(jìn)行洗滌,判斷是否洗滌干凈可選用的試劑是______(填寫一組即可)。工業(yè)上可以以石墨為電極電解酸化的硫酸錳制取二氧化錳,該反應(yīng)的陽極反應(yīng)式為_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年山東省菏澤市高三第一次模擬考試?yán)砜凭C合化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
用NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是
A.0.l mol的分子中的中子數(shù)是2
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,一定量的銅與硝酸反應(yīng)后生成22.4 LNO、NO2、N2O4的混合氣體,則被還原的硝酸的分子數(shù)大于
C.100mL 1 mol /LNa[Al(OH)4]溶液中含有0.1個[Al(OH)4]-
D.1 mol羥基和1mol氫氧根離子中的電子數(shù)和質(zhì)子數(shù)均相等
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年山東省泰安市高三下學(xué)期一模理科綜合化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
【化學(xué)——化學(xué)與技術(shù)】火山噴發(fā)所產(chǎn)生的硫磺可用于生產(chǎn)重要的化工原料——硫酸。某企業(yè)用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)硫酸:
請回答下列問題:
(1)①為充分利用反應(yīng)放出的熱量,轉(zhuǎn)化器中應(yīng)安裝______(填設(shè)備名稱)。吸收塔中填充有許多瓷管,其作用是________;
②為使硫磺充分燃燒,經(jīng)流量計l通入燃燒室的氧氣過量50%。為提高SO2轉(zhuǎn)化率,經(jīng)流量計2的氧氣量為轉(zhuǎn)化器中二氧化硫完全氧化時理論需氧量的2.5倍,則生產(chǎn)過程中流經(jīng)流量計l和流量計2的空氣體積比應(yīng)為______。b管排出的尾氣的處理方法是________.
③與以硫鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝相比,該工藝的特點是_________(填字母序號)。
A.耗氧量減少 B.二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高
C.產(chǎn)生的廢氣減少 D.不需要使用催化劑
(2)硫酸的用途非常廣泛;其中可應(yīng)用于下列哪些方面__________(填字母序號)。
A.橡膠的硫化 B.表面活性劑“烷基苯磺酸鈉”的合成
C.鉛蓄電池的生產(chǎn) D.過磷酸鈣的制備
(3)礦物燃料的燃燒是產(chǎn)生大氣中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入適量的石灰石,可有效減少煤燃燒時SO2的排放,請寫出此脫硫過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________
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