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【題目】某興趣小組在復習鐵的冶煉時,在參考資料上發現以下一段文字:已知在不同的溫度下,一氧化碳與鐵的氧化物反應能生成另一種鐵的氧化物(或鐵單質)和二氧化碳,他們不禁產生了疑問:一氧化碳與氧化鐵反應生成的黑色物質真的是鐵粉嗎?于是他們進行了以下探究:
[查閱資料]
資料一:鐵粉和四氧化三鐵粉末能被磁鐵吸引而氧化亞鐵(黑色)不能;
資料二:四氧化三鐵中鐵元素有+2、+3兩種化合價,其化學式可用FeO·Fe2O3的形式表示。
[提出猜想]黑色物質可能是四氧化三鐵、氧化亞鐵和鐵粉中的一種或幾種。
[進行實驗]興趣小組收集了一氧化碳與氧化鐵反應生成的黑色物質進行了下列實驗:
實驗方案 | 實驗現象 | |
甲 | 取少量黑色物質用磁鐵吸引 | 黑色物質全部被磁鐵吸引 |
乙 | 取少量黑色物質加入30%熱的鹽酸中 | 無氣泡、溶液顏色變為黃綠色 |
丙 | 取少量黑色物質加入硫酸銅溶液中 | 無任何現象 |
[實驗結論]
(1)甲實驗現象說明黑色物質中沒有_______,乙、丙實驗現象說明黑色物質中沒有______;
(2)生成的黑色物質應為四氧化三鐵;
(3)寫出黑色粉末和熱的鹽酸反應的化學方程式_______________________________。
[拓展研究]
同學們對四氧化三鐵產生了興趣,從參考資料中找到氧化沉淀法生產復印用高檔四氧化三鐵粉的工藝流程簡圖。
[生產流程]
[查閱資料]
資料一:硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度如下表所示:
溫度/℃ | 0 | 10 | 30 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
溶解度/g | 14.0 | 17.0 | 25.0 | 33.0 | 35.3 | 33.0 | 30.5 | 27.0 |
資料二:氫氧化亞鐵受氧氣氧化反應原理為4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
資料三:獲得四氧化三鐵的反應原理為Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O
[問題討論]
(1)溶解時,用50 ℃至80 ℃的熱水目的是____________________________________。
(2)寫出加入適量氫氧化鈉溶液時發生反應的化學方程式________________________。
(3)上述過程中,要控制“通一定量空氣”的目的是____________________________。
(4)要使四氧化三鐵的產率最高,則上述流程中產生的氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的最佳質量比為______________。
(5)副產品P是硫酸鈉,由溶液N獲得該副產品的操作順序是b→_____→_____→d。_______
a.過濾
b.加熱濃縮
c.冷卻結晶
d.晶體加熱至完全失去結晶水
[組成確定]
為確定用以上方法制得的四氧化三鐵中可能含有的雜質,同學們又進行了下列實驗探究。
[查閱資料]
資料一:難溶性堿受熱時能分解產生金屬氧化物和水(反應中各種元素的化合價不變);
資料二:氧化鐵和一氧化碳反應是隨溫度升高而逐步進行的,先生成四氧化三鐵,再生成氧化亞鐵(黑色),最后生成鐵。
[提出猜想]
四氧化三鐵中可能含有的雜質是氧化鐵和氧化亞鐵中的一種或兩種。
[實驗設計]
同學們稱取了23.28 g該四氧化三鐵樣品進行了下列實驗:
[實驗分析]
因探究思路不同,興趣小組分成甲、乙兩小組。
甲組:
(1)該組同學欲通過B裝置反應前后的質量變化來計算確認該四氧化三鐵樣品中的雜質,B中的最佳試劑是_________(填序號)。
①澄清石灰水 ②氫氧化鈉濃溶液 ③稀鹽酸 ④水
(2)上述實驗過程中,一氧化碳氣體除作為反應物外,還能起到的作用是:
①實驗開始時,排盡裝置中的空氣,防止加熱時發生爆炸;
②停止加熱后,防止A中生成物被氧化,B中的溶液倒吸入A中;
③_____________________________________________。
(3)乙組同學認為B裝置反應前后的質量差會偏小而影響計算、分析,你認為他們的理由是_______________________________________________。
乙組:
利用儀器測定并繪制成反應過程中A裝置中玻璃管內的固體質量隨溫度的變化曲線(如圖):
(1)寫出BC段發生反應的化學方程式______________________________。
(2)通過計算確定:該四氧化三鐵樣品中含有的雜質是__________,其中含四氧化三鐵的質量是____g。(不需要寫過程)
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【題目】CO2催化重整CH4的反應:(Ⅰ)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g);ΔH1,
主要副反應:(Ⅱ)H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g);ΔH2>0,
(Ⅲ)4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g);ΔH3<0。
在恒容反應器中按體積分數V(CH4)∶V(CO2)=50%∶50%充入氣體,加入催化劑,測得反應器中平衡時各物質的體積分數與溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.ΔH1=2ΔH2-ΔH3<0
B.其他條件不變,適當增大起始時V(CH4)∶V(CO2),可抑制副反應(Ⅱ)、(Ⅲ)的進行
C.300~580℃時,H2O的體積分數不斷增大,是由于反應(Ⅲ)生成H2O的量大于反應(Ⅱ)消耗的量
D.T℃時,在2.0L容器中加入2mol CH4、2mol CO2以及催化劑進行重整反應,測得CO2的平衡轉化率為75%,則反應(Ⅰ)的平衡常數小于81
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【題目】室溫下,用NaOH溶液滴定X(NaH2PO4或NH4Cl)的稀溶液,溶液pH與n(NaOH)/n(X)的關系如圖所示,已知:pKa=-lgKa,H2PO+PO
2HPO
。室溫時下列指定溶液中微粒的物質的量濃度關系正確的是( )
A.0.1mol·L-1NH4Cl溶液中滴加氨水至溶液呈中性:c(Cl-)=c(NH)>c(NH3·H2O)
B.0.1mol·L-1NaH2PO4溶液中滴加NaOH至溶液呈中性:c(Na+)>3c(HPO)+3c(PO
)
C.0.1mol·L-1NaH2PO4溶液中滴加K3PO4至溶液呈中性:c(K+)>c(Na+)
D.0.1mol·L-1NaH2PO4溶液中滴加氨水至溶液呈中性:c(H3PO4)+c(H2PO)+c(HPO
)+c(PO
)>2c(NH
)+2c(NH3·H2O)
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【題目】亞鐵鹽、鐵鹽在工農業生產、生活、污水處理等方面有著極其廣泛的應用,現用鐵屑與硫酸反應制備硫酸亞鐵。
已知:①4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O
②硫酸亞鐵在水中的溶解度如下圖:
(1)首先,將鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污,分離出液體,用水洗凈鐵屑。此步驟中,分離出液體的方法通常不用過濾,使用的操作是____________(填寫操作名稱)。
(2)向處理過的鐵屑中加入適量的硫酸,在一定溫度下使其反應到不再產生氣體,趁熱過濾,得硫酸亞鐵溶液。
①硫酸濃度應選擇(填字母序號)__________;
A.濃硫酸 B.10 moL·L-1硫酸
C.3 moL·L-1硫酸 D.任意濃度硫酸
②溫度宜控制在________,加熱的同時需適當補充水,原因是___________________;
③反應中應保持_________ (填“<”“>”或“=”) 1。
(3)亞鐵鹽在空氣中易被氧化,但形成復鹽可穩定存在,如“摩爾鹽”,即(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O(硫酸亞鐵銨),就是在硫酸亞鐵溶液中加入少量稀硫酸溶液,再加入飽和硫酸銨溶液,經過_______、_______、_______、_______等一系列操作后所得。
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【題目】在密閉容器中,一定條件下,進行如下反應:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H =—373.20kJ/mol,達到平衡后,為提高該反應的速率和NO的轉化率,采取的正確措施是
A.加催化劑同時升高溫度B.加催化劑同時增大壓強
C.升高溫度同時充入N2D.降低溫度同時減小壓強
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【題目】室溫下進行下列實驗,根據實驗操作和現象所得到的結論正確的是( )
選項 | 實驗操作和現象 | 結論 |
A | 向NaHSO3溶液中滴加足量Ba(OH)2溶液,出現白色沉淀,再加入足量鹽酸,沉淀全部溶解 | NaHSO3未被氧化 |
B | 向3mLFe(NO3)3溶液中滴加幾滴HI溶液,振蕩,再滴加1mL淀粉溶液,溶液顯藍色 | I-的還原性比Fe2+的強 |
C | 向MgSO4、CuSO4的混合稀溶液中滴入1滴稀NaOH溶液,有藍色沉淀生成 | Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2] |
D | 用精密pH試紙測得:濃度均為0.1mol·L-1的NH4HCO3溶液、HCOONa溶液的pH分別為7.8、10.0 | H2CO3電離出H+的能力比HCOOH的強 |
A.AB.BC.CD.D
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【題目】某物質由鐵和氧兩種元素組成,實驗測得鐵元素與氧元素的質量比為21∶8,關于該物質的下列說法中不正確的是( )
A.鐵元素與氧元素物質的量比為3∶4
B.該物質可能為四氧化三鐵
C.該物質一定為四氧化三鐵
D.該物質可能為混合物
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【題目】抗菌化合物X可由埃及地中海沿岸采集的沉積物樣品中分離得到,其結構簡式如圖所示。下列有關化合物X的說法正確的是( )
A.分子中有兩個手性碳原子
B.分子中所有碳原子位于同一平面
C.能與酸性KMnO4溶液反應
D.1mol化合物X至多與1molBr2發生反應
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【題目】在25℃、101kPa條件下,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃燒熱分別為393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,則2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反應熱為
A. B.
C.
D.
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