题目内容

【题目】聚合硫酸铁是一种新型高效的无机高分子絮凝剂。用硫酸亚铁晶体及硫酸为原料催化氧化法生成硫酸铁,再水解、聚合成产品。实验室模拟生产过程如下:

(1)①用原料配制2.50 mol/L的FeSO4溶液时用到的定量仪器有:____________________

②写出氧化过程中的离子方程式:_________________________________________

(2)综合考虑实际投料硫酸亚铁与硫酸的物质的量之比为左右最佳。 加入的硫酸比理论值稍多,但不能过多的原因是____________________________________________________________________。

(3)硫酸铁溶液水解可以得到一系列具有净水作用的碱式硫酸铁(x Fe2O3·y SO3·z H2O),现采用重量法测定x、y、z的值。

①测定时所需的试剂____________。

(a) NaOH (b) Ba(OH)2 (c) BaCl2 (d) FeSO4

②需要测定____________和____________的质量(填写化合物的化学式)。

(4)选出测定过程中所需的基本操作____________(按操作先后顺序列出)。

a.过滤、洗涤

b.蒸发、结晶

c.萃取、分液

d.冷却、称量

e.烘干或灼烧

【答案】电子天平、容量瓶 4Fe2+ + O2 + 4H+ 4Fe3+ + 2H2O 硫酸稍过量是为了防止Fe3+水解成氢氧化铁,当硫酸过多时,后续中和需要的碱的用量大,造成浪费 ac Fe2O3 BaSO4 aed

【解析】

(1)①配制一定物质的量浓度的溶液要称量溶质的质量,用容量瓶定容;

②硫酸亚铁在酸性条件下被氧气氧化成硫酸铁;

(2)硫酸过多,在后面调节pH时要消耗的氢氧化钠的量就多,造成浪费;

(3)①采用重量法测定碱式硫酸铁(x Fe2O3y SO3z H2O)中x、y、z的值时,可以将样品溶于氢氧化钠溶液,根据得到的固体氧化铁的质量确定x的值,过滤,在所得滤液中加氯化钡,根据产生的硫酸钡沉淀的质量可确定y的值,根据样品的总质量结合Fe2O3和计算得的SO3的质量可确定z的值;

②根据①的分析可知,要测定Fe2O3、BaSO4的质量;

(4)测定过程中将样品溶于氢氧化钠溶液,经过过滤、洗涤、烘干或灼烧、冷却、称量得氧化铁的质量,在所得滤液中加氯化钡,经过过滤、洗涤、烘干或灼烧、冷却、称量得硫酸钡的质量,据此答题。

(1)①配制一定物质的量浓度的溶液要称量溶质的质量,要用电子天平,用容量瓶定容,故答案为:电子天平、容量瓶;

②硫酸亚铁在酸性条件下被氧气氧化成硫酸铁,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故答案为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;

(2)硫酸稍过量是为了防止Fe3+水解成氢氧化铁,当硫酸过多时,后续中和需要的碱的用量力大,造成浪费,所以加入的硫酸比理论值稍多,但不能过多,故答案为:硫酸稍过量是为了防止Fe3+水解成氢氧化铁,当硫酸过多时,后续中和需要的碱的用量力大,造成浪费;

(3)①采用重量法测定碱式硫酸铁(x Fe2O3y SO3z H2O)中x、y、z的值时,可以将样品溶于氢氧化钠溶液,根据得到的固体氧化铁的质量确定x的值,过滤,在所得滤液中加氯化钡,根据产生的硫酸钡沉淀的质量可确定y的值,根据样品的总质量结合Fe2O3和计算得的SO3的质量可确定z的值,故选ac;

②根据①的分析可知,要测定Fe2O3、BaSO4的质量,故答案为:Fe2O3、BaSO4;

(4)测定过程中将样品溶于氢氧化钠溶液,经过过滤、洗涤、烘干或灼烧、冷却、称量得氧化铁的质量,在所得滤液中加氯化钡,经过过滤、洗涤、烘干或灼烧、冷却、称量得硫酸钡的质量,故选aed。

练习册系列答案
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【题目】燃煤烟气的脱硫脱硝是目前研究的热点。

(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:

①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -574 kJmol-1

②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -1160 kJmol-1

③H2O(g) = H2O(l) △H= -44 kJmol-1

写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O( l ) 的热化学方程式_____________。

(2)某科研小组研究臭氧氧化--碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺,氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下:

反应Ⅰ:NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g) △H1 = -200.9 kJmol-1 Ea1 = 3.2 kJmol-1

反应Ⅱ:SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g) △H2 = -241.6 kJmol-1 Ea2 = 58 kJmol-1

已知该体系中臭氧发生分解反应:2O3(g) 3O2(g)。请回答:

其它条件不变,每次向容积为2L的反应器中充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模拟烟气和2.0 mol O3,改变温度,反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示:

①由图可知相同温度下NO的转化率远高于SO2,结合题中数据分析其可能原因_______。

②下列说法正确的是________。

A.P点一定为平衡状态点

B.温度高于200℃后,NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零

C.其它条件不变,若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率

③假设100℃时P、Q均为平衡点,此时反应时间为10分钟,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,则体系中剩余O3的物质的量是________mol;NO的平均反应速率为________;反应Ⅱ在此时的平衡常数为_______________。

(3)用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验,可用于制备硫酸,同时获得电能:

①M极发生的电极反应式为___________________。

②当外电路通过0.2 mol电子时,质子交换膜左侧的溶液质量_____(填“增大”或“减小”)____克。

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