题目内容
【题目】某化学课外活动小组利用废铁屑(含少量硫等元素)为原料制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]，并设计了如图所示的装置(夹持仪器略去)。
称取一定量的表面除去油污的废铁屑于锥形瓶中，加入适量的稀硫酸，在通风橱中置于50~60℃热水浴中加热充分反应。待锥形瓶中溶液冷却至室温后加入氨水，使其反应完全，制得浅绿色悬浊液。
（1）相比通常铁与稀硫酸生成氢气的条件，在实验中选择50~60℃热水浴的原因是___；锥形瓶中溶液冷却至室温后再加入氨水的原因__。
（2）C瓶中KMnO4溶液的作用是__。
（3）若要确保获得浅绿色悬浊液，下列符合实验要求的是__(填字母)。
a.保持铁屑过量
b.控制溶液呈强碱性
c.将稀硫酸改为浓硫酸
（4）莫尔盐是一种重要化学药品，较绿矾稳定，不易被空气氧化，是化学分析中常用的基准物之一。其组成可用(NH4)2SO4FeSO46H2O或(NH4)2Fe(SO4)26H2O表示。一定条件下，(NH4)2Fe(SO4)2发生分解：4(NH4)2Fe(SO4)2=2Fe2O3+5SO2↑+3SO3↑+N2↑+6NH3↑+7H2O下列叙述正确的是__。
a反应生成amolN2时，转移电子的物质的量为6amol
b该反应的还原产物是硫的两种氧化物
c有amol电子转移时，生成SO2的物质的量为0.1amol
d将气体产物用足量BaCl2溶液吸收，只得到一种沉淀物
（5）实验探究：影响溶液中Fe2+稳定性的因素。
配制0.8mol/L的FeSO4溶液（pH=4.5）和0.8mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液（pH=4.0），各取2ml上述溶液于两支试管中，刚开始两种溶液都呈浅绿色，分别同时滴加2滴0.01mol/L的KSCN溶液，过了一会儿观察可见(NH4)2Fe(SO4)2溶液仍然为浅绿色透明澄清溶液，FeSO4溶液则出现淡黄色浑浊。
（资料）
沉淀 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
开始沉淀pH | 7.6 | 2.7 |
完全沉淀pH | 9.6 | 3.7 |
①请用离子方程式解释FeSO4溶液产生淡黄色浑浊的原因___。
②讨论影响Fe2+稳定性的因素，小组同学提出以下3种假设：
假设1：其它条件相同时，NH4+的存在使(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+稳定性较好。
假设2：其它条件相同时，在一定pH范围内，溶液pH越小Fe2+稳定性越好。
假设3：___。
（6）称取ag所制得的硫酸亚铁铵晶体，用加热煮沸的蒸馏水溶解，配成250mL溶液，取出25mL放入锥形瓶中，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液VmL，则硫酸亚铁铵晶体的纯度为___(用含c、V、a的代数式表示)。
【答案】受热均匀，加快反应速率 温度过高，氨水挥发过多，原料利用率低 吸收硫化氢、氨气等杂质气体 a d 4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+ 当其它条件相同时，硫酸根离子浓度越大，Fe2+的稳定性较好。（或当其它条件相同时，硫酸根离子浓度大小影响Fe2+的稳定性。） 
【解析】
废铁屑（含少量硫化物），加入过量硫酸溶液，水浴加热，可加快反应速率和受热均匀，硫化物可生成硫化氢气体，可用KMnO4溶液吸收，反应后的溶液加入铁粉，防止硫酸亚铁被氧化，冷却后加入氨水，制得浅绿色悬浊液，即生成硫酸亚铁铵，用KMnO4溶液来测定硫酸亚铁铵的纯度，发生5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，以此解答该题。
（1）在实验中选择50～60℃热水浴，升高温度，受热均匀，加快反应速率，提高利用率； 锥形瓶中溶液冷却至室温后再加入氨水，是因为氨水中的氨极易挥发，温度过高，氨水挥发过多，原料利用率低，不利于反应的进行；答案为加快反应速率，受热均匀；温度过高，氨水挥发过多，原料利用率低。
（2）由于铁屑中含有S，因此会产生SO2，同时氨水易挥发，因此高锰酸钾溶液吸收这些气体，防止污染空气；答案为吸收氨气、二氧化硫等杂质气体，防止污染空气。
（3）若要确保获得浅绿色悬浊液，由于Fe2+易被氧化，所以为防止其被氧化，铁屑应过量，故a正确；若控制溶液呈强碱性，则生成了Fe(OH)2沉淀，故b错误；将稀硫酸改为浓硫酸，由于浓H2SO4的强氧化性，会将Fe2+氧化成Fe3+，故c错误；答案为a。
（4）由4(NH4)2Fe(SO4)2=2Fe2O3+5SO2↑+3SO3↑+N2↑+6NH3↑+7H2O可知，Fe元素由+2价变为+3价，失电子，N元素由-3价变为0价，失电子，S元素由+6价娈为+4价，得电子，则由方程式可知，
a．生成1molN2同时会生成5molSO2，转移电子10mol，那么反应生成amolN2时，转移电子的物质的量10amol，为故a错误；
b．得到电子被还原，生成还原产物，则还原产物只有SO2，SO3中S价态不变，不是还原产物，故b错误；
c．由方程式可知，生成5molSO2，电子转移10mol，则有amol电子转移时，生成SO2的物质的量是0.5amol，故c错误；
d．当用足量BaCl 2 吸收气体产物时，只能生成BaSO 4 沉淀，而不会生成BaSO 3 沉淀，故d正确；答案为d。
（5）①FeSO4溶液产生淡黄色浑浊是因为生成了Fe(OH)3沉淀，离子方程式为：4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+；答案为4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+。
②根据两种溶液离子浓度的差异判断,NH4+、SO42-以及H+都可影响Fe2+稳定性,由题给信息可知,假设1和假设2都说了NH4+和H+的影响，则可知假设3是讲硫酸根的影响，当其它条件相同时,硫酸根离子浓度大小影响Fe2+的稳定性(或当其它条件相同时，硫酸根离子浓度越大，Fe2+的稳定性较好)，答案为当其它条件相同时，硫酸根离子浓度大小影响Fe2+的稳定性(或当其它条件相同时，硫酸根离子浓度越大，Fe2+的稳定性较好)。
（6）由反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，可知5Fe2+～MnO4-，反应消耗KMnO4的物质的量为n(MnO4-)=cmol·L-1×V×10-3L=cV×10-3mol，250mL中亚铁离子的物质的量为n(Fe2+)=5×cV×10-3mol×
=5cV×10-2mol，则(NH4)2Fe(SO4)2质量为5cV×10-2mol×392g/mol=19.6 cVg，则硫酸亚铁铵晶体的纯度为
×100%；答案为×100%。
【题目】五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。为回收利用含钒催化剂，研制了一种利用废催化剂（含有V2O5、VOSO4、不溶性硅酸盐）回收V2O5的新工艺流程如图：
已知：（1）部分含钒物质常温下在水中的溶解性如表所示：
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
（2）VO2++OH-
VO3-+H2O
回答下列问题：
（1）用水浸泡废催化剂，为了提高单位时间内废钒的浸出率，在不加试剂情况下，可以采取的措施为__（写一条）。
（2）滤液1和滤液2中钒的存在形式相同，其存在形式为__（填离子符号）。
（3）每生成1mol（VO2）2SO4时转移电子的数目为___。
（4）在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应的离子方程式为___。
（5）结合化学用语，用平衡移动原理解释加入氨水的一种作用为__。
（6）新工艺流程的最后，钒以NH4VO3的形式沉淀出来；如图中横坐标表示反应II的温度，纵坐标表示沉钒率，沉钒率是指NH4VO3沉淀中V元素的质量和废催化剂中V元素的质量之比，也即是钒的回收率。请解释图中温度超过80℃以后，沉钒率下降的可能原因是___。
（7）该工艺流程中可以循环利用的物质为__。
（8）若实验室用的原料中V2O5占6%(原料中的所有钒已换算成V2O5)。取100克该废钒催化剂按工业生产的步骤进行实验。当加入100mL0.1mol/L的KClO3溶液时，溶液中的钒恰好被完全处理，假设与KClO3反应后的操作步骤中钒没有损失，则该实验中钒的回收率是__（保留3位有效数字）。
【题目】I. CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。
已知反应Fe（s）+CO2（g）
FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K1；
反应Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常数为K2。
在不同温度时K1、K2的值如下表：
温度 | K1 | K2 |
973K | 1.47 | 2.38 |
1173K | 2.15 | 1.67 |
（1）推导反应CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）的平衡常数K与K1、K2的关系式：_________，判断该反应是_____________反应（填“吸热”或“放热”）。
II. T1温度下，体积为2L的恒容密闭容器，加入4.00molX，2.00molY，发生化学反应 2X(g)+Y(g) 3M(g)+N(s) △H<0。
部分实验数据如下：
t/s | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
n(X)/mol | 4.00 | 2.80 | 2.00 | 2.00 |
（2）当反应达到平衡后，其他条件不变，分离出部分M，则新平衡时，正反应速率相对于原平衡____________（填“增大”、“减小”、或“不变”）。
（3）该反应达到平衡时某物理量随温度变化如下图所示。纵坐标可以表示的物理量有哪些____。
a．Y的逆反应速率
b．M的体积分数
c．混合气体的密度
d．X的转化率
（4）反应达到平衡后，若再加入3.00molM，3.00molN，下列说法正确的是_____________。
A．重新达平衡后，用X表示的υ(正)比原平衡大
B．重新达平衡后，M的体积分数小于50%
C．重新达平衡后，M的物质的量浓度是原平衡的1．5倍
D．重新达平衡后，Y的平均反应速率与原平衡相等
（5）若容器为绝热恒容容器，起始时加入4.00molX，2.00molY，则达平衡后M的物质的量浓度____________1.5mol/L(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【题目】以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH4(g) + H2O(g) 
CO(g) + 3H2(g) △H＝+206.0kJ·mol－1
II：CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H＝－129.0kJ·mol－1
（1）一定温度下，在容积2L且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物发生反应I，一段时间后达到平衡。
容 器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1molCH4、1molH2O | a molCH4、a molH2O、b molCO、c molH2 |
经测定甲容器经过5min达到平衡，平衡后甲中气体的压强为开始的1.2倍，若要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则b的取值范围为__________。
（2）将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为10L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的反应速率为______。
②100℃时反应I的平衡常数为____________。
（3）若在恒温恒压容器内进行反应II，下列能说明该反应达到平衡状态的有________（填序号）。
A．有2个H—H键生成的同时有 3个C—H键断裂
B．CO百分含量保持不变
C．容器中混合气体的压强保持不变
D．容器中混合气体的密度保持不变
（4）在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下，将amol CO与3amol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是__________（填序号）。
A．c(H2) 减少 B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．n(CH3OH) 增加 D．
减小 E．平衡常数K增大
【题目】下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项 | 实验操作 | 现象 | 解释或结论 |
A | 过量的Fe粉中加入HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液 | 溶液呈红色 | 稀 |
B | CO2通入BaCl2溶液中 | 有白色沉淀出现 | 生成了BaCO3沉淀 |
C | Al箔插入稀 | 无现象 | Al箔表面被 |
D | 用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上 | 试纸先变红色后褪色 | 浓硝酸有酸性和氧化性 |
A.AB.BC.CD.D
