题目内容

【题目】某兴趣小组用镀锌铁皮按下列流程制备七水合硫酸锌(ZnSO4·7H2O)

相关信息如下:①金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围。

金属离子

pH

开始沉淀

完全沉淀

Fe3+

1.5

2.8

Fe2+

5.5

8.3

Zn2+

5.4

8.2

②ZnSO4的溶解度(物质在100g水中溶解的质量)随温度变化曲线。

请回答:

(1)①镀锌铁皮上的油污可用Na2CO3溶液去除,理由是_______________________________。②步骤Ⅰ,可用于判断镀锌层完全反应的实验现象是_______________________________。

(2)步骤Ⅱ,需加入过量H2O2,理由是_______________________________。

(3)步骤Ⅲ,合适的pH范围是_______________________________。

(4)步骤Ⅳ,需要用到下列所有操作:a.蒸发至溶液出现晶膜;b.在60℃蒸发溶剂;c.冷却至室温;d.在100℃蒸发溶剂;e.过滤。请给出上述操作的正确顺序___________________(操作可重复使用)。

(5)步骤Ⅴ,某同学采用不同降温方式进行冷却结晶,测得ZnSO4·7H2O晶体颗粒大小分布如图1所示。根据该实验结果,为了得到颗粒大小相对均一的较大晶粒,宜选择_________方式进行冷却结晶。

A.快速降温 B. 缓慢降温 C.变速降温

(6)ZnSO4·7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。

① 下列关于滴定分析,正确的是________________。

A.图2中,应将凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套内的c端

B.滴定前,锥形瓶和滴定管均须用标准溶液润洗

C.将标准溶液装入滴定管时,应借助烧杯或漏斗等玻璃仪器转移

D.滴定时,通常用左手控制旋塞滴加溶液,右手摇动锥形瓶,使溶液向同一方向旋转

E.滴定前滴定管尖嘴内无气泡,滴定后尖嘴内有气泡,则测得的体积比实际消耗的小

②图3中显示滴定终点时的度数是_____________mL。

【答案】Na2CO3水解,溶液呈碱性,促使油脂水解; 产生气泡的速率显著变慢 使Fe2+尽可能转化为Fe3+,H2O2易分解(Fe3+催化加速分解) 2.8~5.4 dabace C ADE 20.60

【解析】

(1)①、碳酸钠水解星碱性,能够使油污水解,达到除去表面油污的效果;②、锌层、铁层及稀硫酸会构成原电池,反应速率快,当锌层完全溶解后,原电池结构消失,反应速率下降,产生气泡的速率减缓;

(2)使Fe2+转化为Fe3+便于形成沉淀分离,又由于Fe3+会促进H2O2的分解,所以要加入过量的H2O2;答案为使Fe2+尽可能转化为Fe3+,H2O2易分解(Fe3+催化加速分解);

(3)要使两种离子分离,则要使Fe3+完全沉淀而又不使Zn2+沉淀,则最佳pH为2.8pH<5.4;

(4)要从溶液中得到粗产品,首先加热蒸发,直到出现晶膜,达到饱和状态并除去部分溶剂;由图可知在60℃时产品的溶解度最大,故接着在60℃下蒸发溶剂,并出现晶膜,达到饱和状态,接着冷却至室温,使产品析出,最后过滤,使固液分离,得到粗产品;故操作的正确顺序为dabace;

(5)结合图像可知在变速降温的情况下得到的颗粒较大,答案选C;

(6)①A、在涂抹凡土林时不能将旋塞的小孔堵住,故涂抹在旋塞a端和旋塞套内的c端,选项A正确;B、滴定前锥形瓶不能用标准液润洗,会使测定结果产生偏差,选项B错误;C、标准液装入滴定管时直接倒入,借助其他玻璃仪器可能会产生污染试剂,产生误差,选项C错误;D、滴定时,用左手控制旋塞滴加溶液,右手摇动锥形瓶,使溶液向同一方向旋转,选项D正确;E、滴定前无气泡、滴定后产生气泡,滴加的溶液比实际消耗的体积要小,选项E正确。答案选ADE;②滴定管的读数从上向下,并且精确到小数点后两位。读数为20.60 mL。

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2018年是合成氨工业先驱哈伯(PHaber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为:1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g) △H(298K)= - 46.2KJmol-1,在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)

化学吸附:N2(g)→2N*;H2(g)→2H*;

表面反应:N*+ H* NH*;NH*+ H* NH2*;NH2* + H*NH3*

脱附:NH3* NH3(g)

其中, N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。 请回答:

(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有__________。

A.低温     B.高温       C.低压       D.高压      E.催化剂

(2)标准平衡常数KΘ=,其中pΘ为标准压强(1X105Pa),p NH3、 p N2和p H2为各组分的平衡分压,如p NH3=x NH3 p,p为平衡总压,x NH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。

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②关于合成氨工艺的下列理解,正确的是_______。

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B.控制温度(773K)远高于室温,是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率

C.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率

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(1)请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式___________________________。

(2)请写出阳极的电极反应式(含FeO42-)___________________________________。

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