題目列表(包括答案和解析)
鐵及其化合物在日常生活、生產中應用廣泛.研究鐵及其化合物的應用意義重大.
I.水體的凈化和污水的處理與鐵及其化合物密切相關.
(1)自來水廠常用高鐵酸鈉(Na2FeO4)改善水質.簡述高鐵酸鈉用于殺菌消毒同時又起到凈水作用的原理 .
(2)堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑,在醫藥上也可用于治療消化性潰瘍出血.工業上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產堿式硫酸鐵的工藝流程如下:
已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Al(OH)3 |
開始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
回答下列問題:
①寫出反應I中主要發生的氧化還原反應的離子方程式 .
②加入少量NaHCO3的目的是調節溶液pH,應控制pH的范圍為 .
③在實際生產中,反應II常同時通入O2以減少NaNO2的用量,若通入5.6L O2(標準狀況),則相當于節約NaNO2的質量為 g.
④堿式硫酸鐵溶于水后產生的[Fe(OH)]2+離子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合離子.該水解反應的離子方程式為 .
II鐵的化合物也是制備高能鋰電池的重要原料.已知磷酸亞鐵鋰電池總反應為:FePO4+LiLiFePO4,電池中的固體電解質可傳導Li+.試寫出該電池充電時的陽極反應式
.
鐵及其化合物在生產和生活中有著廣泛的應用。某實驗小組設計了如下實驗探究
某些含鐵化合物的制備、組成、性質等。請按要求回答下列問題:
(1)鐵的氯化物的制備與組成:在實驗室中,FeCl2可用________和鹽酸反應制備,FeCl3可用鐵粉和
________反應制備。現有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品,測得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.2,則該樣
品中FeCl2和FeC13物質的量之比為__________。
(2)水處理劑和高容量電池材料――高鐵酸鉀(K2FeO4)的制備與應用:
FeC13與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4,其反應的離子方程式為
________________________________________________________________________;
與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,其正極電極反應式為
________________________________________________________________________。
(3)光敏材料三草酸合鐵酸鉀晶體(K3[Fe(C2O4)3]·xH2O)中鐵元素含量的測定:
步驟一:稱量10.00 g三草酸合鐵酸鉀晶體,配制成250 mL溶液。
步驟二:取所配溶液25.00
mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳。同時MnO被還原成Mn2+。向反應后的溶液中加入適量鋅粉,至黃色剛好消失,所得溶液收集到錐形瓶中,此時溶液仍呈酸性。
步驟三:用0.0200
mol/L KMnO4溶液滴定步驟二所得溶液至終點,消耗KMnO4溶液20.02 mL,滴定中MnO還原成Mn2+。
重復步驟二、三操作,步驟三消耗0.0200 mol/L KMnO4溶液19.98 mL。
①步驟一中除量筒、玻璃棒、燒杯外,還需要的玻璃儀器有____________________;步驟三滴定過程中盛裝KMn4溶液的儀器名稱為___________;滴入最后一滴溶液時,錐形瓶中溶液變為_________色,靜置半分鐘溶液顏色不再變化,確認為滴定終點。
②步驟二加入鋅粉的目的是_______________________________;
寫出鋅參與反應的離子方程式:____________________________________________。
③實驗測得該晶體中鐵元素的質量分數為____________。在步驟二中,若加入的KMnO4溶液的量不足,則測得的鐵元素含量____________。(填“偏低”“偏高”或“無影響”)
硼及其化合物在耐髙溫合金工業、催化劑制造、髙能燃料等方面應用廣泛。
(1)氮化硼是一種耐高溫材料,巳知相關反應的熱化學方程式如下:
2B(s)+N2(g)= 2BN(s) ΔH=a kJ • mol-1
B2H6 (g)=2B(s) + 3H2 (g) ΔH =b kJ • mol-1
N2 (g) + 3H2
(g)
2NH3 (g) ΔH =c kJ• mol-1
①反應B2H6(g)+2NH3(g)=2BN(s) +6H2(g) ΔH = (用含a、b、c 的代數式表示)kJ ·mol-1。
②B2H6是一種髙能燃料,寫出其與Cl2反應生成兩種氯化物的化學方程式: 。
(2)硼的一些化合物的獨特性質日益受到人們的關注。
①最近美國化學家杰西·薩巴蒂尼發現由碳化硼制作的綠色焰火比傳統焰火(硝酸鋇)更安全,碳化硼中硼的質量分數為78. 6%,則碳化硼的化學式為 。
②近年來人們將LiBH4和LiNH2球磨化合可形成新的化合物 Li3BN2H8和Li4BN3 H10,Li3BN2H8球磨是按物質的量之比n(LiNH2) : n(LiBH4) = 2 : 1加熱球磨形成的,反應過程中的X衍射圖譜如圖所示。
Li3BN2H8在大于250℃時分解的化學方程式為 ,Li3BN2H8與Li4BN3H10 的物質的量相同時,充分分解,放出等量的H2,Li4BN3 H10分解時還會產生固體Li2NH和另一種氣體,該氣體是 。
(3)直接硼氫化物燃料電池的原理如圖,負極的電極反應式為 。電池總反應的離子方程式為 。
硫及其化合物在自然界中廣泛存在,運用相關
原理回答下列問題:
(1)如圖表示一定溫度下,向體積為10L的密閉容器中充入1molO2和一定量的SO2后,SO2和SO3(g)的濃度隨時間變化的情況。
①該溫度下,從反應開始至平衡時氧氣的平均反應速率是 ;
②該溫度下,反應2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡常數為 。
(2)以黃銅礦(主要成分CuFeS2)為原料,經焙燒、熔煉等使鐵元素及其他有關雜質進入爐渣,將銅元素還原為銅。發生的主要反應為:
2Cu2S(s)+3O2(g) = 2Cu2O(s)+2SO2(g) △H =-768.2 kJ·mol-1
2Cu2O(s)+ Cu2S (s) = 6Cu(s)+SO2(g) △H =+116.0 kJ·mol-1
①“焙燒”時,通入少量空氣使黃銅礦部分脫硫生成焙砂(主要成分是Cu2S和FeS,其物質的量比為1:2)和SO2,該反應的化學方程式為: 。
②在熔煉中,Cu2S與等物質的量的O2反應生成Cu的熱化學方程式為: 。
(3)用電解的方法將硫化鈉溶液氧化為多硫化物的研究具有重要的實際意義,將硫化物轉變為多硫化物是電解法處理硫化氫廢氣的一個重要內容。
如圖,是電解產生多硫化物的實驗裝置:
①已知陽極的反應為:(x+1)S2-=SxS2-+2xe-,則陰極的電極反應式是: 。
當反應轉移xmol電子時,產生的氣體體積為 (標準狀況下)。
②將Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液時,通常是在氮氣氣氛下溶解。其原因是(用離子反應方程式表示): 。
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