高铁酸钠(Na2FeO4)是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂。
(1)Na2FeO4中铁元素化合价是 价,Na2FeO4具有较强的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(2)用Na2FeO4给水消毒、杀菌时得到的Fe3+可以净水,Fe3+净水原因是 (用离子方程式表示)。
(3)工业上可用FeCl3、NaOH 、NaClO三种物质在一定条件下反应制得Na2FeO4,完成下列化学方程式:2FeCl3 + 10NaOH + 3NaClO = 2 + 5 + 9 。
(4)工业上还可用电解浓NaOH溶液的方法制Na2FeO4 。
①若电解所需的浓NaOH溶液为16 mol/L,则在实验室配制500 mL该浓度的溶液需NaOH的质量为
______g;
② 电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,其工作原理如下图所示:
阳极的电极反应式为 ;可循环使用的物质是 。
氮是一种重要的非金属元素,可以形成多种不同类型的化合物,请根据要求回答下列问题:
(1)已知NA表示阿伏加德罗常数,在69g NO2和N2O4的混合气体中含有____NA个氧原子;在2L 0.6 mol/LFe(NO3)3溶液中含_____NA个NO3-离子。
(2)三氟化氮(NF3)是一种无色无味的气体,它是微电子工业技术的关键原料之一,三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有:HF、NO和HNO3,
①写出该反应的化学方程式 .若反应中生成0.15 mol HNO3,则该反应中转移的电子数目为 个。
②三氟化氮可由氨气和氟气反应得到:4NH3+3F2=NF3+3NH4F;据题意推测 NF3, F2, NO这三种气体中,氧化性由强到弱的顺序为 。
(3)氨和联氨(N2H4)是氮的两种常见化合物,制备联氨可用丙酮为催化剂,将次氯酸钠与氨气反应,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1,写出该反应的化学方程式 。
附加题
Ⅰ:如图所示,甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动,甲中充入2molA和1molB,乙中充入2molC和
1molHe,此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g); 反应达到平衡后,再恢复至原温度。回答下列问题:
(1)达到平衡时,隔板K最终停留在0刻度左侧a处,则a的取值范围是 。
(2)若达到平衡时,隔板K最终停留在左侧刻度1处,此时甲容积为2L,反应化学平衡常数为____。
(3)若达到平衡时,隔板K最终停留在左侧刻度靠近0处, 则乙中可移动活塞F最终停留在右侧的刻度不大于 ;
Ⅱ:若一开始就将K、F固定,其它条件均不变,则达到平衡时:
(1)测得甲中A的转化率为b,则乙中C的转化率为 ;
(2)假设乙、甲两容器中的压强比用d表示,则d的取值范围是 。
有甲乙两个容积均为1L的密闭容器,在控制两容器的温度相同且恒定的情况下进行反应:2A(g)+B(g)xC(g),①向甲中通入4molA、2molB,达平衡时测得其中C的体积分数为40%;②向乙中通入1molA、0.5molB和3molC,平衡时测得C的体积分数为W%。试回答:
(1)甲平衡时A的体积分数为 ;
(2)若乙W%=40%,且建立平衡的过程中乙压强有变化 ,则x= ,乙中建立平衡时压强的变化为 (填“递增”或“递减”);
(3)若乙W%=40%,且平衡时甲、乙压强不同,则x= ,平衡时甲的压强 乙的压强(填“大于”或“小于”),乙平衡时c(A)= ;
(4)若x=4,则W% 40%(填“大于”、“小于”或“等于”,下同);平衡时乙中的c(A) 甲中的c(A)。
分析城市空气样本,主要污染物为可吸入颗粒物pm2.5、SO2、NOx等,其主要来源为燃煤和机动车尾气排放等。
(1)某同学为检测样本中所含成份,将样本用蒸馏水处理制成待测试样,设计实验及实验现象如下:
① 该实验能确认存在的阳离子是 。
② 该实验检测出样本中有NO3-,根据是(用化学方程式解释) 。
③ 根据该实验能否确定样本中含有SO32-, (填“能”或“否”) ,若要确定SO32-,所需的实验药品可以是 。
(2)燃煤厂为减少SO2的排放,可采取的措施是:
① 洗涤含SO2的烟气,下列物质可作洗涤剂的是______。
a.浓NH3∙H2O b.NaHCO3 c.FeCl3 d.NaHSO3
② 将煤转化为清洁气体燃料,过程如图所示:
已知:反应①生成1molCO(g)的反应热△H= -110.5KJ/mol反应②生成1molH2O(g)的反应热△H= -241.6KJ/mol焦炭与水蒸气反应的热化学方程式是________________。
(3) 汽车尾气处理系统可将CO和NO转化成无毒物质,其化学反应方程式是________________
(4)为将CO和NO转化为无毒物质,某同学设计了如图装置。
①电极a是________极;
②甲的化学式是 ;
③电极b的电极反应式是____________。
高纯度的氢氧化镁广泛应用于医药、电力等领域。镁硅酸盐矿石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:
已知1:溶液Ⅰ中除MgSO4外,还含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等离子
2:几种金属阳离子的氢氧化物沉淀时的pH如下表所示:
|
Fe3+ |
Al3+ |
Fe2+ |
Mg2+ |
开始沉淀时 |
1.5 |
3.3 |
6.5 |
9.4 |
沉淀完全时 |
3.7 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
(1)向溶液Ⅰ中加入X的作用是____________。
(2)向溶液Ⅰ中加入的两种试剂先后顺序是______________(填化学式)。
(3)加入H2O2溶液反应的离子方程式是__________________。
(4)下图是Mg2+转化率随温度t的变化示意图:
① t1前Mg2+转化率增大的原因是____________;t1后Mg2+转化率下降的原因是(用化学方程式表示)______________。
② 向溶液Ⅱ中加入氨水反应的离子方程式是_________。
有关FeSO4的转化关系如下图所示(无关物质已略去)。
已知:①X由两种化合物组成,将X通入品红溶液,溶液退色;通入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
②Y是红棕色的化合物。
(1)气体X的成分是(填化学式)_______________________。
(2)反应Ⅰ的反应类型属于(填序号)________。
a.分解反应 b.复分解反应 c.置换反应 d.化合反应 e.氧化还原反应
(3)溶液2中金属阳离子的检验方法是_____________________________。
(4)若经反应 Ⅰ 得到16 g固体Y,产生的气体X恰好被0.4 L 1 mol·L-1 NaOH溶液完全吸收,则反应Ⅰ的化学方程式是 ,反应Ⅳ中生成FeSO4的离子方程式是__________________。
铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。回答下列问题:
(1)基态铜原子的电子排布式为 ;已知高温下CuO—→Cu2O+O2,试从铜原子价层电子结构变化角度解释这一反应发生的原因:________________________。
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,分子构型分别为 ,若“Si-H”中键合电子偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为________________。
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3.NH3,BF3.NH3中B原子的杂化轨道类型为____,B与N之间形成 键。
(4)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图所示;则金刚砂晶体类型为 ,在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为 ,若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度为 。
粗铜精炼后的阳极泥含有Cu、Au(金)、Pb和PbSO4等杂质,湿法处理阳极泥进行综合利用的流程如下:
(1)用CuSO4做电解液电解含铜、金、铅的粗铜,阳极的电极反应式有: 和Cu-2e一=Cu2+。
(2)焙烧阳极泥时,为了提高焙烧效率,采取的合理措施是 ,焙烧后的阳极泥中除含金、PbSO4外,还有 (填化学式)。
(3)操作I的主要步骤为_____________过滤、洗涤、干燥,操作II的名称是 。
(4)写出用SO2还原AuCl4一的离子方程式______________________。
(5)为了减少废液排放、充分利用有用资源,工业上将滤液l并入硫酸铜溶液进行循环操作,请指出流程图中另一处类似的做法_____________________。
(6)已知常温时,Ksp(PbCO3)=l.46×l0-13,Ksp(PbSO4)= 1.82×l0-8,用离子方程式表示加入碳酸钠溶液的作用____________________________。
铁及其化合物与生产、生活关系密切,请回答下列问题:
(1)印刷电路板是有高分子材料和铜箔复合而成,刻制印刷电路时,要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”。请你写出该反应的离子方程式:___________________。
(2)工业上可用废铁屑制铁红(Fe2O3),生产中首先用废铁屑与HNO3反应制得Fe(NO3)2。写出稀HNO3与过量Fe反应的离子方程式:___ _;从“绿色化学”思想看制备Fe(NO3)2应用浓HNO3还是稀HNO3?并说明理由:______________________
(3)高铁酸盐(FeO42-)是一种新型净水剂,既能净水又能杀菌。请运用所学知识推测高铁酸盐(FeO42-)能用于自来水杀菌消毒的原因:__________。制备它的一种方法是用Fe2(SO4)3和NaClO在强碱性溶液中反应,写出反应的离子方程式:_________________________。
(4)在一定体积的含有Al3+、Fe3+、Ba2+的混合溶液中逐滴加入NaOH和NaSO4的混合溶液(除上述离子外,其他离子不与所加试剂反应),产生沉淀的物质的量与所加溶液的体积的关系如图所示:
①写出(a+10)到(a+20)过程中反应的离子方程式:_____________
②NaOH和Na2SO4的混合溶液中c(NaOH) c(Na2SO4)(填>、<或=)
③上述含Al3+、Fe3+、Ba2+的混合溶液中n(Al3+)=mol
在1.0L密闭容器中放入l.0molX(g),在一定温度进行如下反应:
X(g)Y(g) +Z(g)△H=akJ.mol-1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
回答下列问题:
(1)实验测得,随温度的升高反应的平衡常数K增大,则△H_______0(填>、<或=)
(2)其他条件不变时,为使平衡向右移动,采用的下列措施可行的是________________。
A.缩小容器容积 |
B.及时分离出Y、Z |
C.使用合理的催化剂 |
D.升高体系温度 |
(3)计算平衡时X的转化率为__________,该温度下反应的平衡常数值为:______________。
(4)由总压强p和起始压强po表示反应体系的总物质的量n(总)和反应物X的物质的量n(X),则n(总)=__ mol,n(X)=__ mol,反应物X的转化率a(X)的表达式为_____________。
二氧化硫、一氧化碳、氮的氧化物、氨气都是非常重要的非金属化合物,研究这些化合物对环境保护、理解化学反应原理都具有重要意义。
(1)二氧化氮与一定量空气混合通入水中能被水完全吸收,反应的化学方程式为_______________。若该反应有a×NA个电子转移,则参加反应的二氧化氮的物质的量为___________。
(2)下列除去大气污染物的化学方程式不正确的是___________。
A.汽车尾气经催化剂作用:CO+NONO2+C
B.石灰乳吸收硫酸厂尾气:SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O
C.燃烧法除去尾气中硫化氢:2H2S+3O22SO2+2H2O
D.氨气与一氧化氮在一定条件下反应:4NH3+6NO5N2+6H2O
(3)大多数非金属氧化物能被氢氧化钠溶液吸收。例如,NaOH+SO2=NaHSO3,2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O,
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,NO不溶于氢氧化钠溶液或水。
①同种反应物,其反应产物与浓度、温度、反应物相对量等因素有关。影响二氧化硫与氢氧化钠反应产物的因素与下列反应相同的是___________。
A.木炭与氧气反应
B.硫与氧气反应
C.钠与氧气
D.铜与硝酸溶液反应
②某NO与NO2混合气体通入氢氧化钠溶液被完全吸收,推测混合气体中气体组成为________。
A. =1 B. ≤1
C. ≥1 D.无法判断
某无色溶液,由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO2-、MnO4-、CO32-、SO42-、SiO32-中的若干种组成(不考虑水的电离)。取该溶液进行如下实验:
Ⅰ.取适量溶液,加入过量的盐酸,有气体生成,并得到无色溶液;
Ⅱ.在Ⅰ所得溶液中加入过量的NH4HCO3溶液,有气体生成,同时析出白色沉淀甲;
Ⅲ.在Ⅱ所得溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液,加热,也有气体生成,同时析出白色沉淀乙。
请回答下列问题:
(1)由实验Ⅰ可知原溶液中一定不含有的离子是__________;一定含有的离子是______。
(2)由实验Ⅱ可知原溶液中还一定含有的离子是________;生成甲的离子方程式为______________。
(3)实验Ⅲ中生成白色沉淀乙的离子方程式为_____________________。
(4)原溶液中还可能存在的离子是________;检验该离子的方法是____________________。
氧化还原反应是化学反应中的基本反应之一,研究氧化还原反应,对人类的进步 具有极其重要的意义。
I.某化学兴趣小组为探究Ag+和Fe3+氧化性,设计了如下实验:
第一步:将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。
第二步:为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验。可选用的试剂:KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、氯水。请完成下表:
操 作 |
现象 |
结论 |
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加人KSCN溶液,振荡 |
(1) |
存在Fe3+ |
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入 (2) ,振荡 |
(3) |
存在Fe2+ |
【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+,氧化性:Ag+ Fe3+(填“大于”或“小于”)。
Ⅱ.生物质混煤燃烧是当今能源燃烧利用的最佳方式之一,但生物质中氯含量较多,燃烧过程中会形成金属氯化物(如NaCl)和Cl2等物质,对金属炉壁造成腐蚀。
(1)NaCl和Cl2中化学键的类型分别是 和 。
(2)燃煤过程中生成的SO2会与NaCl等物质发生反应,生成硫酸盐和Cl2。若生成Cl2 22.4 L(标况)时转移电子数为4×6.02×1023,该反应的化学方程式是 。
Ⅲ.将32 g铜与l40 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答:
①待产生的气体全部释放后,向溶液加入V mL amol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。(用含V、a的式子表示)
②欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要H2O2的质量为 g。
铜及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)用新制Cu(OH)2与葡萄糖反应可制备Cu2O,该反应中葡萄糖是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)用H2O2、H2SO4混合溶液浸泡废印刷电路板可制备CuSO4以实现铜的回收利用,其离子方程式为 。
(3)用NH4NO3氧化海绵铜(含Cu的CuO)生产CuCl的部分流程如下:
①步骤I中反应温度不宜过高的原因是 ,当0.5 mol NH4NO3参加反应时,反应中有4 mol电子发生转移,则铜参加反应的离子方程式为 。
②步骤Ⅱ中物质X可选用 (填字母),该物质需过量的原因,其一是加快反应速率,其二是 。
a.Cu b.Cl2 c.H2O2 d.(NH4)2SO3