题目内容
【题目】某化学实验室产生的酸性废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+和Cl-,实验室设计下列方案对废液[体积为1 L,c(H+)=0.10 mol/L]进行处理,以回收金属并测定含量。
回答下列问题:
(1)实验中操作I、II、III的方法相同,其所用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、____。
(2)“还原”步骤时发生的离子方程式为____(只需写出其中任意一个),“氧化”步骤的目的是____。
(3)操作III后得到可排放废水中含有的溶质主要是____(填化学式)。
(4)进行如下实验测定:
①将操作II得到的固体II溶于足量稀盐酸,充分反应,得到的固体质量为9.6 g。
②将操作III得到的固体III进行充分灼烧,得到的红棕色固体质量为40.0 g。
原溶液中Fe3+的物质的量浓度是多少___
【答案】玻璃棒 Fe + Cu2+= Cu + Fe2+或2 Fe3+ + Fe = 3 Fe2+ 将Fe2+全部氧化为Fe3+ NaCl和Na2SO4 0.2 mol/L
【解析】
(1)操作I、II、III的名称为过滤,需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒;
(2)沉淀步骤发生Ba2++SO42-=BaSO4↓,滤液中含有离子是H+、Fe3+、Cu2+、Cl-、Na+、SO42-,加入过量铁粉,发生Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑;根据上一步只有Fe2+表现还原性,氧化步骤的目的是将Fe2+氧化成Fe3+,发生2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)加入过量铁粉,除去Cu,加入NaOH,将Fe3+全部转化成氢氧化物而除去,排放的废水中含有的溶质为NaCl和Na2SO4;
(4)①根据(2),固体II为Fe和Cu的混合物,向其中加入足量的稀盐酸,Fe与盐酸反应,剩余固体为Cu,即Cu的质量为9.6g,Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,此时产生Fe2+的物质的量为n(Fe2+)=n(Cu)=9.6g÷64g/mol=0.15mol;
②固体III为Fe(OH)3,灼烧后得到Fe2O3,其质量为40.0g,铁原子总物质的量为40g÷160g/mol×2=0.5mol;
原溶液中有H+,加入铁粉,发生Fe+2H+=Fe2++H2↑,此时产生Fe2+的物质的量为1×0.1/2mol=0.05mol,因此原溶液中n(Fe3+)=(0.5-0.15-0.05)×2/3mol=0.2mol,即c(Fe3+)=0.2mol·L-1。
【题目】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol1
该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____(填标号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为_______mol2·L2。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表:
积碳反应 CH4(g)=C(s)+2H2(g) | 消碳反应 CO2(g)+C(s)=2CO(g) | ||
ΔH/(kJ·mol1) | 75 | 172 | |
活化能/ (kJ·mol1) | 催化剂X | 33 | 91 |
催化剂Y | 43 | 72 |
①由上表判断,催化剂X____Y(填“优于”或“劣于”),理由是_________________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________填标号)。
A.K积、K消均增加 B.v积减小,v消增加
C.K积减小,K消增加 D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________。
【题目】氯气是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:
包装 | 钢瓶 |
储运要求 | 远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪 |
泄漏处理 | NaOH、NaHSO3溶液吸收 |
下列解释事实的方程式不正确的是
A. 氯气用于自来水消毒:Cl2 + H2O2H+ + Cl-+ ClO-
B. 电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl- +2H2O 2OH-+ H2↑+Cl2↑
C. 浓氨水检验泄露的氯气,产生白烟:8NH3 + 3Cl2 === 6 NH4Cl + N2
D. 氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用:HSO3-+ Cl2 + H2O === SO42-+ 3H+ + 2Cl-