【題目】目前高鐵酸鈉(Na2FeO4)被廣泛應(yīng)用于水的處理,具有高效、無毒的優(yōu)點(diǎn)。某地海水樣品經(jīng)Na2FeO4處理后,所含離子及其濃度見下表(H+和OH-濃度小,未列出):
離子 | SO42- | Mg2+ | Fe3+ | Na+ | Cl- |
濃度/(mol·L-1) | a | 0.05 | 0.10 | 0.50 | 0.56 |
常溫下,取一定量經(jīng)Na2FeO4處理過的海水為原料制備精制食鹽水和MgCl2·7H2O,過程如下:
注:離子的濃度小于1.0×10-5 mol·L-1,可認(rèn)為該離子不存在;Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=5.0×10-12;操作過程中溶液體積的變化忽略不計(jì)。
(1)根據(jù)表中列出的離子濃度計(jì)算a=________。沉淀A是_______(填化學(xué)式)。
(2)在調(diào)節(jié)溶液pH時(shí),理論上應(yīng)調(diào)節(jié)的pH范圍是_______;加入的過量試劑X為_______(填化學(xué)式)。
(3)加入過量HCl的作用為___________。
(4)用Fe作陽極、Cu作陰極,電解NaOH溶液可制得Na2FeO4,則電解過程中陽極的電極反應(yīng)式為___________。
【答案】0.17 Fe(OH)3 3<pH<9 Ba(OH)2 使Mg(OH)2全部轉(zhuǎn)化為MgCl2;抑制Mg2+水解 Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O
【解析】
根據(jù)電荷守恒計(jì)算溶液中離子濃度大。桓鶕(jù)溶度積計(jì)算完全沉淀時(shí)溶液的pH;根據(jù)鹽類的水解原理分析易水解鹽類的制備流程;根據(jù)電解原理書寫相關(guān)電極方程式。
(1)H+和OH-濃度小,可以忽略,根據(jù)表中離子濃度大小,利用電荷守恒可知:2c(SO42-)+c(Cl-)=2c(Mg2+)+3c(Fe3+)+c(Na+),即2a+0.56=2×0.05+3×0.1+0.5,則a=0.17;
由工藝流程圖可知,處理的海水調(diào)節(jié)pH值,目的是Fe3+將轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,除去溶液中的Fe3+,故沉淀A的組成為Fe(OH)3;
(2)Mg2+完全沉淀時(shí)c(OH-)=10-5mol/L,pH值為9,Fe3+完全沉淀時(shí)c(OH-)=10-11mol/L,pH值為3,在調(diào)節(jié)溶液pH時(shí),應(yīng)當(dāng)使3<pH<9;由工藝流程圖可知,加入的過量試劑X目的是使濾液A中的SO42-轉(zhuǎn)化為沉淀,Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,用鋇離子沉淀SO42-,氫氧根沉淀Mg2+,故試劑X為Ba(OH)2;
(3)由工藝流程圖可知,加入過量鹽酸使Mg(OH)2全部溶解轉(zhuǎn)化為MgCl2,在加熱濃縮濾液C時(shí)Mg2+水解,HCl的作用為抑制Mg2+水解;
(4)電解過程中陽極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),活潑金屬鐵作陽極,失去電子,生成FeO42-,電解質(zhì)溶液為NaOH,則電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】地球的表面積為5.1億平方公里,其中海洋的面積為3.67億平方公里,占整個(gè)地球表面積的70.8 %。海洋是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫,下面是海水資源綜合利用的部分流程圖,請根據(jù)該圖回答下列問題:
(1)淡化海水的方法有__________________(寫一種合理方法即可)。由海水提取的粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等離子,為了除去這些離子,需要依次加入稍過量的NaOH、BaCl2、________(填化學(xué)式),之后________(填操作名稱),再加入適量________(填試劑名稱)。將所得溶液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶,得到精鹽。
(2)反應(yīng)④由無水MgCl2制取金屬鎂的常用工業(yè)方法是__________________。
(3)向苦鹵中通入Cl2置換出Br2,再用空氣吹出溴并用SO2吸收,轉(zhuǎn)化為Br-,反復(fù)多次,以達(dá)到富集溴的目的。由海水提溴過程中的反應(yīng)可得出Cl-、SO2、Br-還原性由強(qiáng)到弱的順序是_________________________。
(4)工業(yè)上也可以用Na2CO3溶液吸收吹出的Br2,生成溴化鈉和溴酸鈉,同時(shí)放出CO2。寫出反應(yīng)的離子方程式__________________________________。最后再用H2SO4處理所得溶液重新得到Br2,其反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究表明,氮氧化物(NOx)和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān),其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。
下列關(guān)于霧霾及其形成的敘述中,不正確的是
A.與燃料燃燒有關(guān)
B.涉及氧化還原反應(yīng)
C.NH3是形成無機(jī)顆粒物的催化劑
D.霧霾中含有NH4NO3和(NH4)2SO4
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】最近,中國科學(xué)院大連化物所“CO2催化轉(zhuǎn)化為CO的研究”獲得新進(jìn)展。如圖是使用不同催化劑(NiPc和CoPc)時(shí)轉(zhuǎn)化過程中的能量變化,下列說法不合理的是( )
A.CO2經(jīng)還原反應(yīng)得到COOH
B.該研究成果將有利于緩解溫室效應(yīng),并解決能源轉(zhuǎn)化問題
C.相同基團(tuán)的物種分別吸附在NiPc和CoPc表面,其能量可能不同
D.催化劑可以改變CO2轉(zhuǎn)化為CO反應(yīng)的焓變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲、乙兩同學(xué)用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),探究硝酸與鐵反應(yīng)的產(chǎn)物。
文獻(xiàn)記載:
I.在濃硝酸和活潑金屬反應(yīng)過程中,隨著硝酸濃度的降低,其生成的產(chǎn)物有+4、+2、﹣3價(jià)等氮的化合物。
II.FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色) 。
III.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。
甲的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象記錄如下:
實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
(1)打開彈簧夾,通入一段時(shí)間某氣體,關(guān)閉彈簧夾。 | |
(2)打開分液漏斗活塞,將濃硝酸緩慢滴入燒瓶中,關(guān)閉活塞。 | 無明顯現(xiàn)象。 |
(3)加熱燒瓶,反應(yīng)開始后停止加熱。 | ①A中有紅棕色氣體產(chǎn)生,一段時(shí)間后,氣體顏色逐漸變淺; B中溶液變棕色; C中溶液紫色變淺。 ②反應(yīng)停止后,A中有固體剩余。 |
請回答下列問題:
(1)為排除空氣對實(shí)驗(yàn)的干擾,操作(1)中通入的氣體可能是________________。
(2)滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現(xiàn)象的原因是__________________________。
(3)試寫出加熱燒瓶后A中有紅棕色氣體產(chǎn)生的化學(xué)方程式_______________。
(4)甲認(rèn)為B中溶液變棕色是因?yàn)?/span>A中有NO生成,你認(rèn)為甲的觀點(diǎn)對嗎_________(填正確或錯(cuò)誤)?請結(jié)合方程式簡述原因 ________________________________。
(5)檢驗(yàn)是否生成﹣3價(jià)氮的化合物,應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑,解決了億萬人口生存問題。
回答下列問題:
(1)科學(xué)家研究利用鐵觸媒催化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示,其中吸附在催化劑表面的物種用“ad”表示。
由圖可知合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的H=___kJmol-1。該歷程中速率最快的一步的活化能(E)為__kJmol-1。
(2)工業(yè)合成氨反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),當(dāng)進(jìn)料體積比V(N2)∶V(H2)=1∶3時(shí),平衡氣體中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度和壓強(qiáng)變化的關(guān)系如圖所示:
①500℃時(shí),反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp(100MPa)__Kp(30MPa)。(填“<”、“=”、“>”)
②500℃、30MPa時(shí),氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率為__(保留3位有效數(shù)字),Kp=__(MPa)-2(列出計(jì)算式)。
[Kp為平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算求得的平衡常數(shù)(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))]
(3)科學(xué)家利用電解法在常溫常壓下合成氨,工作時(shí)陰極區(qū)的微觀示意圖如圖,其中電解液為溶解有三氟甲磺酸鋰和乙醇的惰性有機(jī)溶劑。
①陰極區(qū)生成NH3的電極反應(yīng)式為___。
②下列說法正確的是__(填標(biāo)號)。
A.該裝置用金(Au)作催化劑,目的是降低N2的鍵能
B.三氟甲磺酸鋰的作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性
C.選擇性透過膜可允許N2和NH3通過,防止H2O進(jìn)入裝置
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在下圖點(diǎn)滴板上進(jìn)行四個(gè)溶液間反應(yīng)的小實(shí)驗(yàn),其對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是( )
A. a反應(yīng):Fe2++2H++H2O2=Fe3++2H2O
B. b反應(yīng):HCO3-+OH-=CO32-+H2O
C. c反應(yīng):H++OH-=H2O
D. d反應(yīng):Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)銅與過量濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)說法不正確的是( )
A. 噴有堿液的棉花是為了防止SO2污染環(huán)境
B. 將水注入反應(yīng)后冷卻的試管a中,溶液變?yōu)樗{(lán)色
C. 銅片表面先發(fā)黑,反應(yīng)完全后試管a底部有白色固體
D. 反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲、乙、丙、丁是中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì),它們有如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件和其它產(chǎn)物省略),有關(guān)描述錯(cuò)誤的是
A.若甲為氫氧化鈉溶液,則丁可能為二氧化碳
B.若乙為淡黃色固體,則丙一定為二氧化硫
C.若乙為兩性氫氧化物,則丁溶液可能堿性
D.若丁是鐵單質(zhì),則甲一定為氯氣
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