【題目】鐵是應用最廣泛的金屬,鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。某廠為了變廢為寶,將工業(yè)廢水(含5.00×10-3 mol·L-1Cr2O72-)處理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4,設計了如下實驗流程:

1)第①步反應的離子方程式是_____。

2)第②步過濾得到的濾渣中主要成分除Cr(OH)3外,還有_____。

3)為保證磁性材料的質(zhì)量,應控制第①步反應后所得溶液中Fe3+Fe2+的比例為___。在第②步過程中,須持續(xù)通入N2,原因是____________。

4)將FeSO4溶液與稍過量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的濁液。濁液長時間暴露在空氣中,會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色,該變化的化學方程式是_____

5)以工業(yè)碳酸鈣(含有少量A12O3、Fe3O4雜質(zhì))生產(chǎn)二水合氯化鈣(CaC12·2H2O)的方法為:將工業(yè)碳酸鈣溶于鹽酸,________得到CaC12·2H2O。(在橫線上補全實驗步驟,實驗中需用到的試劑和儀器有:鹽酸,雙氧水,氫氧化鈣,冰水,pH計)。有關離子開始沉淀及沉淀完全時的pH見下表

【答案】Cr2O72-+6Fe2++14H+=2 Cr3++6 Fe3++7H2O Fe(OH)3 Fe(OH)2 3:2 防止Fe2+被空氣中的氧氣氧化 4FeCO3+O2+6H2O=4Fe(OH)3+4CO2 先加入足量的雙氧水把Fe2+全部氧化為Fe3+,再加入氫氧化鈣并攪拌,用pH計調(diào)節(jié)溶液的pH4.7,過濾,向得到的濾液中加鹽酸酸化后,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,用冰水洗滌,干燥后即得到CaC12·2H2O。

【解析】

1)第①步反應是含Cr2O72-的酸性廢水與綠礬反應,Cr2O72-被還原為Cr3+,Fe2+被氧化為Fe3+,據(jù)此寫出反應的離子方程式;

2)含Cr3+、Fe2+、Fe3+的溶液與氫氧化鈉反應生成Cr(OH)3、Fe(OH)3、Fe(OH)2,據(jù)此進行分析;

3)根據(jù)磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4分子組成可知,Fe2+Fe3+的比例為x:y,則根據(jù)化合物各元素化合價代數(shù)和為0得:x+y=2.5,0.5×3+2x+3y-2×4=0,解得x、y,進而計算出①步反應后所得溶液中Fe2+Fe3+的比例;在第②步過程中,在N2氣氛圍下,Fe2+不易被氧化;

4)含FeCO3的濁液長時間暴露在空氣中,會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色Fe(OH)3,據(jù)此寫出反應的化學方程式;

5)將工業(yè)碳酸鈣溶于鹽酸,加入雙氧水,把Fe2+氧化為Fe3+,加入氫氧化鈣,攪拌,用pH計調(diào)節(jié)溶液的pH4.7,過濾,對濾液進行一系列操作可以得到CaCl2·2H2O

1)第①步反應是含Cr2O72-的酸性廢水與綠礬反應,Cr2O72-被還原為Cr3+,Fe2+被氧化為Fe3+,反應的離子方程式為:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

故答案是:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6 Fe3++7H2O;

2)含Cr3+Fe2+、Fe3+的溶液與氫氧化鈉反應生成Cr(OH)3Fe(OH)3、Fe(OH)2,故第②步過濾得到的濾渣中主要成分除Cr(OH)3外,還有Fe(OH)3Fe(OH)2;

故答案是:Fe(OH)3 Fe(OH)2

3)根據(jù)磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4分子組成可知,Fe2+Fe3+的比例為x:y,則根據(jù)化合物各元素化合價代數(shù)和為0得:x+y=2.50.5×3+2x+3y-2×4=0,解得x=1,y=1.5,故為保證磁性材料的質(zhì)量,應控制第①步反應后所得溶液中Fe2+Fe3+的比例為11.5=23;在第②步過程中,須持續(xù)通入N2,原因是N2氣氛下,防止Fe2+被氧化;

故答案是:3:2;防止Fe2+被空氣中的氧氣氧化;

4)含FeCO3的濁液長時間暴露在空氣中,會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色Fe(OH)3,反應的化學方程式為:4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2;

故答案是:4FeCO3+O2+6H2O=4Fe(OH)3+4CO2;

5)將工業(yè)碳酸鈣溶于鹽酸,加入雙氧水,把Fe2+氧化為Fe3+,加入氫氧化鈣,攪拌,用pH計調(diào)節(jié)溶液的pH4.7,過濾,除去氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀;向濾液中加鹽酸酸化,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,冰水洗滌,干燥得到CaCl2·2H2O;

故答案是:先加入足量的雙氧水把Fe2+全部氧化為Fe3+,再加入氫氧化鈣并攪拌,用pH計調(diào)節(jié)溶液的pH4.7,過濾,向得到的濾液中加鹽酸酸化后,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,用冰水洗滌,干燥后即得到CaC12·2H2O。

練習冊系列答案
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【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是()

A.2g氫氣中的原子數(shù)為NA

B.1mol/LCaCl2溶液中Cl- 數(shù)為2NA

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D.2L2mol/LC2H5OH溶液中分子數(shù)為4NA

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【題目】下表是一些烷烴的燃燒熱,則下列表達正確的是

化合物

燃燒熱/ kJ·mol-1

化合物

燃燒熱/ kJ·mol-1

甲烷

891.0

正丁烷

2878.0

乙烷

1560.8

異丁烷

2869.6

丙烷

2221.5

異戊烷

3531.3

A. 正戊烷的燃燒熱大于3531.3 kJ·mol-1

B. 相同質(zhì)量的烷烴、碳的質(zhì)量分數(shù)越大,燃燒放出的熱量越多

C. 正丁烷轉(zhuǎn)化為異丁烷的熱化學方程式為:CH3CH2CH2CH3(g) CH3CH(CH3)CH3(g) △H =+8.4kJ·mol-1

D. 甲烷燃燒的熱化學方程式為:CH4(g)+2O2(g) CO2(g) +2H2O(g) △H =-891.0kJ·mol-1

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【題目】中國科學院官方微信于20173月發(fā)表《灰霾專題》,提出灰霾中細顆粒物的成因,部分分析如下圖所示。

(1)根據(jù)上圖信息可以看出,下列哪種氣體污染物不是由機動車行駛造成的_________,

a.SO2 b.NOx c.VOCs d. NH3

(2)機動車大量行駛是污染源之一。汽車發(fā)動機廢氣稀燃控制系統(tǒng)主要工作原理如圖所示;寫出稀燃過程中NO發(fā)生的主要反應的方程式_______

(3)SO2是氣體污染物的主要成分之一。作為一種化學性質(zhì)活潑的物質(zhì),它能發(fā)生多種反應,請按照下表提示,從不同角度梳理SO2不同類的化學性質(zhì),將化學方程式填在下表中。

SO2性質(zhì)梳理

化學方程式

物質(zhì)類別

酸性氧化物

SO2 +H2O H2SO3

SO2 + CaO = CaSO3

_______________________

S元素

價態(tài)

S+4

_______________________

SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O

(4)科學家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)中國霾呈中性,其主要原因如圖所示:

請判斷A的化學式并說明判斷理由:______________________

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【題目】已知汽車尾氣無害化處理反應為2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。下列說法不正確的是

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B. 使用高效催化劑可有效增大正反應速率

C. 反應達到平衡后,NO的反應速率保持恒定

D. 單位時間內(nèi)CO和CO2減少的物質(zhì)的量相等時,反應達到平衡

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A. NaOH(aq) Cu(OH)2懸濁液 Cu2O

B. NH3NOHNO3

C. MgC12(aq)無水MgC12Mg

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(1)B的分子式為_________________ ;F的結(jié)構(gòu)簡式為__________________

(2)E中官能團的名稱___________________________。

(3)A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_____________________。

(4)A→D反應的化學方程式:______________________。

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CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =49.0kJ·mol-1

測得n(H2)隨時間變化如曲線所示。下列說法正確的是

A. 該反應在08 min內(nèi)CO2的平均反應速率是0.375mol·L-1·min-1

B. 若起始時向上述容器中充入3 mol CO24 mol H2,則平衡時H2的體積分數(shù)大于20%

C. 若起始時向上述容器中充入4 mol CO2、2 mol H22 mol CH3OH1mol H2O(g),則此時反應向正反應方向進行

D. 改變條件得到曲線、,則曲線、改變的條件分別是升高溫度、充入氦氣

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A.原混合氣體所含氧原子總數(shù)為0.6 NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)

B.標況下氣球中收集到的氣體體積為4.48L

C.原混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為32g/mol

D.原混合氣體COCO2的體積比為1:1

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