题目内容

【题目】现有铁和铜组成的合金共a mol,其中铜的物质的量分数为x。将此合金研成粉末状后全部投入含b mol硝酸的稀溶液中,微热使其充分反应,硝酸的还原产物只有NO。

(1)用粒子符号填写下列空白(列举出全部可能出现的情况):

(2)当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时,则b的取值范围为 (用a、x表示)

(3)当x=0.5时,溶液中Fe3+和 Fe2+的物质的量相等,在标准状况下共生成672毫升NO气体,求a= ,b= 。

【答案】(1)

组序成 分

①

②

③

④

⑤

⑥

残留固体成分

Fe、Cu

Cu

Cu

无

无

无

溶液中金属离子

Fe2+

Fe2+

Fe2+

Cu2+

Fe2+

Cu2+

Fe2+、Cu2+Fe3+

Fe3+

Cu2+

(2)[8a(1-x)/3]<b≤8a/3 (3)a=0.04;b=0.12

【解析】

试题分析:(1)Fe、Cu与稀HNO3反应时,由于还原性由强到弱顺序为Fe>Cu>Fe2+,所以下列物质先后顺序反应为:3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O、3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O、

3Fe(NO3)2+4HNO33Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,HNO3的量由小到大时,依次发生如上反应,就有6种情况见答案(1)。

(2)溶液中只有Fe2+,Cu2+时,Fe2+为a(1-x)mol,Cu2+为0<n(Cu2+)≤ax,HNO3完全反应,依据电子得失相等可求出体现氧化性的硝酸:[2×a(1-x)+2n(Cu2+)]×1/3mol,体现出酸性的硝酸2a(1-x)+2n(Cu2+)(根据溶液呈电中性),总HNO3为[2×(1-x)+2n(Cu2+)]÷3+2a(1-x)+2n(Cu2+)=b,因为0<n(Cu2+)≤a x,所以,[8a(1-x)/3]<b≤8a/3 。

(3)x=0.5时,0.5a Cu,0.5a Fe0.25a Fe3+,0.25a Fe2+,0.5a Cu2+,根据电子得失相等有:0.25a×3+0.25a×2+0.5a×2=0.672÷22.4×3,解得a=0.04;溶液中NO3-:0.25a×3+0.25a×2+0.5a×2=2.25a=2.25×0.04=0.09mol,转化成NO消耗的HNO3为0.03mol,所以b=0.09+0.03=0.12mol。

练习册系列答案
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【题目】己二酸是一种工业上具有重要意义的有机二元酸,在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用,能够发生成盐反应、酯化反应等,并能与二元醇缩聚成高分子聚合物等,己二酸产量居所有二元羧酸中的第二位.实验室合成己二酸的反应原理和实验装置示意图如下:

可能用到的有关数据如下:

物质

密度(20℃)

熔点

沸点

溶解性

相对分子质量

环己醇

0.962g/cm3

25.9℃

160.8℃

20℃时水中溶解度3.6g,可混溶于乙醇、苯

100

乙二酸

1.36g/cm3

152℃

337.5℃

在水中的溶解度:15℃时,1.44g,25℃时2.3g,易溶于乙醇,不溶于苯

146

实验步骤如下:

I、在三口烧瓶中加入16mL50%的硝酸(密度为1.31g/cm3),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放有5.4mL环己醇。

Ⅱ、水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,缓慢滴加5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇,维持反应温度在60℃~65℃之间。

Ⅲ、当环己醇全部加入后,将混合物用80℃~90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至无红棕色气体生成为止。

IV、趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品。

V、粗产品经提纯后称重为5.7g。

请回答下列问题:

(1)滴液漏斗的细支管a的作用是_____________,仪器b的名称为_____________。

(2)已知用NaOH溶液吸收尾气时发生的相关反应方程式为:

2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O,NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O;如果改用纯碱溶液吸收尾气时也能发生类似反应,则相关反应方程式为:_____________、_____________。

(3)向三口烧瓶中滴加环己醇时,要控制好环己醇的滴入速率,防止反应过于剧烈导致温度迅速上升,否则。可能造成较严重的后果,试列举一条可能产生的后果:_____________。

(4)为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和_____________洗涤晶体。

(5)粗产品可用_____________法提纯(填实验操作名称).本实验所得到的己二酸产率为_____________。

【题目】化学反应中的物质变化、能量变化、速率变化及反应的限度均是化学工作者研究的内容。

(1)对于基元反应(即反应物一步转化为生成物的反应)mA+nBpC+qQ来说,其反应速率v=k正cm(A)cn(B)(可逆反应也存在类似的表达式),k为只与温度有关的速率常数;对于非基元反应(即不是一步完成的反应),则速率公式中的m、n就不一定均等于A、B的化学计量数,若某一物质对反应速率无影响,则其不会出现在上述公式中。

某科研小组测量反应“H2O2+2I+2H+I2+H2O”的部分实验数据如下表所示

c(H2O2)/(mol·L1)

c(I)/(mol·L1)

c(H+)/(mol·L1)

I2的生成速率(mol·L1·s1)

0.010

0.010

0.010

1.75106

0.030

0.010

0.10

5.25106

0.030

0.020

0.10

1.05105

0.030

0.020

0.20

1.05105

该反应的反应速率与浓度关系表达式为_________________,速率常数k=____________,该反应_______(填“是”或“不是”)基元反应。

(2)氮的氧化物是造成大气污染的主要成分之一,有多种方法消除氮氧化物的污染。下列 反应是消除污染的方法之一。

反应Ⅰ:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH =746 kJ·mol1

反应Ⅱ:CO(g)+NO2(g)CO2(g)+ NO(g) ΔH=227 kJ·mol1

①写出CO将NO2还原为单质的热化学方程式 。

②已知C≡O的键能为1076 kJ·mol1、C=O的键能为745 kJ·mol1,则使1 mol NO2(g)、1 mol NO(g)分解成相应的原子所需要的能量之差是___________。

(3)向某密闭容器中通入等物质的量的CO、NO,在一定条件下发生如下反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH =746 kJ·mol1。测得反应在不同温度、压强条件下,平衡混合物中CO2的体积分数如图1所示。又知该反应的逆反应速率公式为v逆=

k逆c2(CO2)·c(N2),实验测得平衡时v逆与c(N2)的关系如图2所示。

①图Ⅰ中,A、B两点对应的平衡常数K(A)_________K(B)(填“>”、“<”或“=”,下同),p1_______p2,C点所对应的反应中N2的产率是_______________。

②图Ⅱ中,当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为__________。

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