题目内容
【题目】铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。某厂为了变废为宝,将工业废水(含5.00×10-3 mol·L-1的Cr2O72-)处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4,设计了如下实验流程:
(1)第①步反应的离子方程式是_____。
(2)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外,还有_____。
(3)为保证磁性材料的质量,应控制第①步反应后所得溶液中Fe3+与Fe2+的比例为___。在第②步过程中,须持续通入N2,原因是____________。
(4)将FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的浊液。浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是_____。
(5)以工业碳酸钙(含有少量A12O3、Fe3O4杂质)生产二水合氯化钙(CaC12·2H2O)的方法为:将工业碳酸钙溶于盐酸,________得到CaC12·2H2O。(在横线上补全实验步骤,实验中需用到的试剂和仪器有:盐酸,双氧水,氢氧化钙,冰水,pH计)。有关离子开始沉淀及沉淀完全时的pH见下表
【答案】Cr2O72-+6Fe2++14H+=2 Cr3++6 Fe3++7H2O Fe(OH)3 Fe(OH)2 3:2 防止Fe2+被空气中的氧气氧化 4FeCO3+O2+6H2O=4Fe(OH)3+4CO2 先加入足量的双氧水把Fe2+全部氧化为Fe3+,再加入氢氧化钙并搅拌,用pH计调节溶液的pH为4.7,过滤,向得到的滤液中加盐酸酸化后,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,用冰水洗涤,干燥后即得到CaC12·2H2O。
【解析】
(1)第①步反应是含Cr2O72-的酸性废水与绿矾反应,Cr2O72-被还原为Cr3+,Fe2+被氧化为Fe3+,据此写出反应的离子方程式;
(2)含Cr3+、Fe2+、Fe3+的溶液与氢氧化钠反应生成Cr(OH)3、Fe(OH)3、Fe(OH)2,据此进行分析;
(3)根据磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4分子组成可知,Fe2+与Fe3+的比例为x:y,则根据化合物各元素化合价代数和为0得:x+y=2.5,0.5×3+2x+3y-2×4=0,解得x、y,进而计算出①步反应后所得溶液中Fe2+与Fe3+的比例;在第②步过程中,在N2气氛围下,Fe2+不易被氧化;
(4)含FeCO3的浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色Fe(OH)3,据此写出反应的化学方程式;
(5)将工业碳酸钙溶于盐酸,加入双氧水,把Fe2+氧化为Fe3+,加入氢氧化钙,搅拌,用pH计调节溶液的pH为4.7,过滤,对滤液进行一系列操作可以得到CaCl2·2H2O。
(1)第①步反应是含Cr2O72-的酸性废水与绿矾反应,Cr2O72-被还原为Cr3+,Fe2+被氧化为Fe3+,反应的离子方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;
故答案是:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6 Fe3++7H2O;
(2)含Cr3+、Fe2+、Fe3+的溶液与氢氧化钠反应生成Cr(OH)3、Fe(OH)3、Fe(OH)2,故第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外,还有Fe(OH)3和Fe(OH)2;
故答案是:Fe(OH)3 和Fe(OH)2;
(3)根据磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4分子组成可知,Fe2+与Fe3+的比例为x:y,则根据化合物各元素化合价代数和为0得:x+y=2.5,0.5×3+2x+3y-2×4=0,解得x=1,y=1.5,故为保证磁性材料的质量,应控制第①步反应后所得溶液中Fe2+与Fe3+的比例为1:1.5=2:3;在第②步过程中,须持续通入N2,原因是N2气氛下,防止Fe2+被氧化;
故答案是:3:2;防止Fe2+被空气中的氧气氧化;
(4)含FeCO3的浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色Fe(OH)3,反应的化学方程式为:4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2;
故答案是:4FeCO3+O2+6H2O=4Fe(OH)3+4CO2;
(5)将工业碳酸钙溶于盐酸,加入双氧水,把Fe2+氧化为Fe3+,加入氢氧化钙,搅拌,用pH计调节溶液的pH为4.7,过滤,除去氢氧化铝和氢氧化铁沉淀;向滤液中加盐酸酸化,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,冰水洗涤,干燥得到CaCl2·2H2O;
故答案是:先加入足量的双氧水把Fe2+全部氧化为Fe3+,再加入氢氧化钙并搅拌,用pH计调节溶液的pH为4.7,过滤,向得到的滤液中加盐酸酸化后,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,用冰水洗涤,干燥后即得到CaC12·2H2O。
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【题目】下表是一些烷烃的燃烧热,则下列表达正确的是
化合物 | 燃烧热/ kJ·mol-1 | 化合物 | 燃烧热/ kJ·mol-1 |
甲烷 | 891.0 | 正丁烷 | 2878.0 |
乙烷 | 1560.8 | 异丁烷 | 2869.6 |
丙烷 | 2221.5 | 异戊烷 | 3531.3 |
A. 正戊烷的燃烧热大于3531.3 kJ·mol-1
B. 相同质量的烷烃、碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越多
C. 正丁烷转化为异丁烷的热化学方程式为:CH3CH2CH2CH3(g) CH3CH(CH3)CH3(g) △H =+8.4kJ·mol-1
D. 甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g) CO2(g) +2H2O(g) △H =-891.0kJ·mol-1
【题目】中国科学院官方微信于2017年3月发表《灰霾专题》,提出灰霾中细颗粒物的成因,部分分析如下图所示。
(1)根据上图信息可以看出,下列哪种气体污染物不是由机动车行驶造成的_________,
a.SO2 b.NOx c.VOCs d. NH3
(2)机动车大量行驶是污染源之一。汽车发动机废气稀燃控制系统主要工作原理如图所示;写出稀燃过程中NO发生的主要反应的方程式_______。
(3)SO2是气体污染物的主要成分之一。作为一种化学性质活泼的物质,它能发生多种反应,请按照下表提示,从不同角度梳理SO2不同类的化学性质,将化学方程式填在下表中。
SO2性质梳理 | 化学方程式 | |
物质类别 | 酸性氧化物 | ①SO2 +H2O |
②SO2 + CaO = CaSO3 | ||
③_______________________ | ||
S元素 价态 | S为+4价 | ①_______________________ |
② SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O |
(4)科学家经过研究发现中国霾呈中性,其主要原因如图所示:
请判断A的化学式并说明判断理由:______________________。