题目内容

【题目】铁及其化合物在生产生活中有广泛应用。

(1)可用作净水剂,也可用于无线电印刷电路做蚀刻剂。某化学兴趣小组利用如图所示装置向的铁屑中通入生产无水。已知:固体呈黑棕色、易潮解、左右时升华。

回答下列问题

①写出用高锰酸钾和浓盐酸在装置中制备氯气的离子方程式_____。

②装置中加入的试剂是_____,装置中玻璃丝的作用是_____,中溶液的作用是_____。

③有同学认为气体通入装置前应除去其中含有的,改进措施为_____。

(2)一种新型高效净水剂(聚合氯化铁铝,广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取,设计生产流程如下:

①实验室现需用的稀盐酸,欲用的浓盐酸配制,则所需浓盐酸体积为________。

②中显________价,在强酸性和强碱性溶液中均________稳定存在(填“能”或“不能”)。

③步骤Ⅱ中取样分析的目的是________。

A.测定溶液中与的含量比 B.测定原料是否完全溶解

C.测定溶液中的含量,以确定加入的量 D.测定溶液中的含量

【答案】 浓硫酸 防止堵塞导管 除去过量氯气,防止其污染空气 在装置A、B之间连接盛有饱和食盐水的洗气瓶 50mL +3 不能 C

【解析】

(1)根据题干信息可知实验目的为制备无水FeCl3,装置A为制备Cl2的装置,装置B为气体的干燥装置,C装置为Cl2和铁屑在500-600℃时反应生成FeCl3,D装置中的浓硫酸可吸收水蒸气,防止E中的水蒸气进入C装置中,E为尾气处理装置,据此分析解答;

(2)结合溶液稀释的规律进行相关计算,根据生产流程分析可知,工业生产废料加入过量的盐酸溶解后生成Fe2+、Fe3+和Al3+,取样分析后加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,加入HCl(或NaOH)调节pH水解聚合得到PAFC,据此分析解答。

(1)①装置A用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气时,HCl被氧化为Cl2,高锰酸钾被还原为MnCl2,反应的离子方程式为,故答案为:;

②装置B为气体的干燥装置,Cl2为酸性气体,可用浓硫酸干燥,由于FeCl3在100℃左右时升华,则装置C中玻璃丝的作用为防止堵塞导管,E为尾气处理装置,NaOH可吸收过量的Cl2,防止其污染空气,故答案为:浓硫酸;防止堵塞导管;除去过量氯气,防止其污染空气;

③浓盐酸易挥发,生成的Cl2中混有挥发的HCl气体,热铁屑与HCl反应会生成无水FeCl2,使得制备的无水FeCl3不纯,因此可在装置A、B之间连接盛有饱和食盐水的洗气瓶,除去Cl2中含有的HCl气体,故答案为:装置A、B之间连接盛有饱和食盐水的洗气瓶;

(2)①根据公式c稀×V稀=c浓×V浓可得,c稀HCl×V稀HCl=c浓HCl×V浓HCl,由于实验室中没有200mL的容量瓶,因此选用250mL的容量瓶配制2mol/L的稀盐酸,则,故答案为:50mL;

②由上述分析可知,NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,加入HCl(或NaOH)调节pH水解聚合得到PAFC,因此PAFC中Fe显+3价,PAFC在强酸性或强碱性溶液中均不能稳定存在,故答案为:+3;不能;

③在氧化之前,可测定溶液中Fe2+的含量,以确定加入NaClO3的量,C选项符合题意,故答案为:C。

练习册系列答案
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【题目】煤炭气化作为洁净煤利用的核心技术,是影响煤化工系统效率、污染物及温室气体排放的关键。工业生产中主要的气化方式包括纯水气化、CO2气化和纯氧气化,反应如下:

i.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+119kJ·mol-1

ii.C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=+162kJ·mol-1

iii.C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-123kJ·mol-1

iv.C(s)+ O2(g)CO2(g) ΔH=-409kJ·mol-1

(1)均相水煤气反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的ΔH__。

(2)图1是不同气化方式得到的合成气成分,图2是温度对碳转化率的影响(碳转化率是指气化得到气体中的碳占入炉原料煤中碳的质量分数)。

①气化过程中不同氧化剂的配比会对合成气的成分造成很大影响,为了提高合成气的氢碳比,生产中应该适当提高__在氧化剂中的比例。

②若使用混合氧化剂进行气化,最佳气化温度是___℃。温度升高纯氧气化的碳转化率降低,原因是___。

③工业上常在压强200kPa的条件下进行气化,压强过高过低都不利于气化的进行,可能的原因是__。

④T℃时,向容积可变的恒压密闭容器中加入20g燃煤(含碳84%)和2molH2O(g)模拟纯水气化反应,起始容积为2L。一段时间达到平衡后,测得容器内H2为1mol。则该温度下C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数K=__。

(3)煤的气化中可以利用CO2捕集技术实现CO2的综合利用。用石墨电极电解CO2制CH3CH2OH的原理示意图如图:

①b为电源的___(填“正”或“负”)极。

②生成CH3CH2OH的电极反应式为___。

【题目】碳的氧化物对环境的影响较大,研究和开发碳的氧化物的应用对发展低碳经济,构建生态文明社会具有重要的意义。

(1)已知:①甲醇的燃烧热ΔH=-726.4 kJ·mol-1;

②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1

③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1 

则二氧化碳和氢气合成液态甲醇、生成气态水的热化学方程式为_____________。

(2)在T1时,向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与 的关系如图所示:

①当起始=2时,经过5min达到平衡,CO的转化率为0.6,则0~5min内平均反应速率v(H2)=______。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,达到新平衡时H2的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②当=3.5时,达到平衡后,CH3OH的体积分数可能是图像中的________(填“D”“E”或“F”)点。

(3)已知由CO2生成CO的化学方程式为CO2(g)+O(g)CO(g)+O2(g),其正反应速率为v正=k正·c(CO2)·c(O),逆反应速率为v逆=k逆·c(CO)·c(O2),k为速率常数。2500 K时,k逆=1.21×105L·s-1·mol-1,k正=3.02×105L·s-1·mol-1,则该温度下该反应的平衡常数K为________。(保留小数点后一位小数)

(4)CH3OH—O2在新型聚合物催化下可发生原电池反应,其装置如图:

①外电路中每转移3mol电子,溶液中生成_______molH+

②写出电极B的电极反应式:__________。

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