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【題目】研究證明高鐵酸鈉(Na2FeO4) 是一種“綠色環保高效”消毒劑, 比目前國內外廣泛使用的含氯飲用水消毒劑性能更為優良。高鐵酸鈉只能在堿性環境中穩定存在。下列是通過次氯酸鈉氧化法制備高鐵酸鈉并探究其性質的實驗,步驟如下:

I.用氯氣和氫氧化鈉溶液反應制備NaClO溶液

(1)A是氯氣發生裝置,寫出實驗室用此裝置制取氯氣的離子方程式__________。

(2)I裝置的作用是__________ 。

(3)用圖示的II或III代替I是否可行? __________。簡要說明理由__________ 。

(4)將產生的氯氣通入D裝置中制NaClO溶液

已知:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O 為了防止產生NaClO3,除攪拌和混入N2稀釋外,還應采取的操作是__________。

II.制備Na2FeO4

(1)將Fe(NO3)3溶液加入到NaOH與NaClO的混合溶液中,其反應的離子方程式是______。過濾得到粗產品,再用NaOH溶液溶解,重結晶,用有機溶劑脫堿,低溫烘干得到固體樣品,上述制備過程中,用NaOH溶液溶解粗產品而不用水的原因是__________。

(2)高鐵酸鈉電池是一種新型可充電電池,電解質為NaOH溶液,放電時負極材料為Zn,正極產生紅褐色沉淀,寫出該電池反應的化學方程式__________。

【答案】 MnO2+4H++2C1- Mn2++Cl2↑+2H2O 收集并儲存氯氣 Ⅱ可行,Ⅲ不行 Ⅱ與Ⅰ原理相同,而Ⅲ中因c瓶口密封,體積不能改變,增大壓強會有危險,且由于B、C液差太小,不能使儲存的Cl2全部排出 將D放在冷水中 2Fe3++ 3C1O-+ 10OH-==2FeO42-+ 3Cl-+5H2O Na2FeO4在水溶液中水解后溶液呈堿性,NaOH溶液呈堿性會抑制其水解,有利于減少產品損失 3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH

【解析】I. (1)①實驗室用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水,離子方程式為:MnO2+4H++2C1- Mn2++Cl2↑+2H2O;

②從裝置圖可看出,I裝置的作用是收集并儲存氯氣;

(3)比較裝置Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ發現,Ⅱ與Ⅰ原理相同,而Ⅲ中因c瓶口密封,體積不能改變,增大壓強會有危險,且由于B、C液差太小,不能使儲存的Cl2全部排出。

(4) 溫度過高會發生反應:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O,所以為了防止產生NaClO3應將D放在冷水中。

II. (1)Fe3+與在堿性條件下被ClO-氧化生成FeO42-本身被還原為Cl-,其反應的離子方程式是2Fe3++ 3C1O-+ 10OH-==2FeO42-+ 3Cl-+5H2O;由于Na2FeO4在水溶液中水解后溶液呈堿性,NaOH溶液呈堿性會抑制其水解,有利于減少產品損失,所以要用NaOH溶液溶解粗產品而不用水。因此,本題答案為:2Fe3++ 3C1O-+ 10OH-==2FeO42-+ 3Cl-+5H2O ;Na2FeO4在水溶液中水解后溶液呈堿性,NaOH溶液呈堿性會抑制其水解,有利于減少產品損失。

(2)負極是鋅,失去電子在氫氧化鈉的條件下生成氫氧化鋅,高鐵酸鈉轉化為氫氧化鐵紅褐色沉淀,電池反應為: 3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH,因此,本題正確答案是: 3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH。

練習冊系列答案
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【題目】向某密閉容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三種氣體.一定條件下發生反應,各物質濃度隨時間變化如甲圖所示(t0~t1階段的c(B)變化未畫出).乙圖為t時刻后改變條件平衡體系中正、逆反應速率隨時間變化的情況,且四個階段都各改變一種反應條件(濃度、溫度、壓強、催化劑)且互不相同,t3~t4階段為使用催化劑.下列說法中不正確的是

A. t1=15s,則用C的濃度變化表示的t0~t1段的平均反應速率為0.004molL-1s-1

B. t4~t5階段改變的條件一定為減小壓強

C. 該容器的容積為2L,B的起始物質的量為0.02mol

D. 該化學反應方程式為3A(g)B(g)+2C(g)

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】化學用語是學習化學的重要工具,下列用來表示物質變化的化學用語中,正確的是

A.鋼鐵發生電化學腐蝕的正極反應式:Fe 2e == Fe2+

B.氫氧燃料電池的負極反應式:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH

C.粗銅精煉時,與電源正極相連的是純銅,電極反應式為:Cu 2e == Cu2+

D.電解飽和食鹽水時,陽極的電極反應式為:2Cl 2e= Cl2

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【題目】四種元素ABC、D,其中A元素原子的原子核內只有一個質子;B的基態原子s能級的總電子數比p能級的總電子數多1;C元素的原子最外層電子數是次外層的3倍;D是形成化合物種類最多的元素。

1A、D形成的某種化合物甲是一種重要的化工產品,可用作水果和蔬菜的催熟劑,甲分子中σ鍵和π鍵數目之比為________;寫出由甲制高聚物的反應方程式 。

2A、C形成的某種化合物乙分子中含非極性共價鍵,乙分子屬于________(“極性分子非極性分子”);其電子式________;將乙加入淺綠色氯化亞銅溶液中,溶液變為棕黃色,寫出該反應的離子方程式______________。

3)寫出B的基態原子電子排布圖為 。與PH3相比,BA3易液化的主要原因是_____________;

4)笑氣(B2C)是一種麻醉劑,有關理論認為B2CDC2分子具有相似的結構。故B2C的空間構型是________,其為________(極性非極性”)分子。

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【題目】鋰離子電池已經成為應用最廣泛的可充電電池,某種鋰離子電池的結構示意圖如下,它在放電時有關離子轉化關系如圖所示,下列說法正確的是

A. Li+透過膜除允許Li+通過外,還允許H2O分子通過

B. 充電時,電池內部發生的總反應為Li++Fe2+Li+Fe3+

C. 充電時,鈦電極與外電源的負極相連

D. 放電時,進入貯罐的液體發生的離子反應方程式為:S2O82-+Fe2+=Fe3++2SO42-

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【題目】A、B、C、D、E五種原子序數依次增大的元素(原子序數均小于30)。A的基態原子的2p能級有3個電子;C的基態原子2p能級有1個單電子;E原子最外層有1個單電子,其次外層有3個能級且均排滿電子;D與E同周期,價電子數為2;卮鹣铝袉栴}:

(1)寫出基態E+的價電子排布式:_________;鶓BA原子的第一電離能比B的大,其原因是__________。

(2)A5+由美國空軍研究實驗室推進科學與先進概念部Karl .O. Christed 于1999年成功合成,其結構呈‘V'形且該離子中各原子均達到8電子穩定結構,則A5+的結構式為________。

(3)B3分子的空間構型為______,其中B原子的雜化類型是______,與B3分子互為等電子體的微粒有_________(寫一種離子)。

(4)向E的硫酸鹽溶液中通入A的氣態氫化物至過量,產生藍色沉淀,隨后沉淀溶解得到深藍色溶液,向溶液中加入適量乙醇,析出藍色晶體。加入乙醇的目的___________。 寫出該配合物中配離子的結構簡式__________。

(5)由長周期元素組成的鑭鎳合金、銅鈣合金有相同類型的晶體結構XYn,它們有很強的儲氫能力,其中銅鈣合金的晶體的部分結構如圖所示。

己知鑭鎳合金(LaNin)晶體中的重復結構單元如圖一所示,該結構單元的體積為9.0×10-23cm3,儲氫后形成LaNinH4.5的合金(氫進入晶體空隙,體積不變),則LaNin中n=___ (填數值);氫在合金中的密度為_______g/L。

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【題目】為探究鐵和鐵的化合物的一些化學性質,某學生實驗小組設計了以下實驗。

(1)往A溶液中分別滴入幾滴KSCN溶液,溶液的顏色__________,

(2)根據上述過程寫出有關反應的離子方程式:Fe3O4→A _________________,A→B ___________。

(3)向B溶液中加入NaOH溶液,可看到的現象是_______________________________________,此過程中發生的氧化還原反應化學方程式為__________________________________。

(4)將A的飽和溶液滴入沸水中并不斷加熱,可制得_______________膠體;當光束通過該膠體時,可看到一條光亮的“通路”,這種現象稱為___________效應。

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【題目】一帶路為中國化工企業開辟了新的國際市場,能源環保是基礎。在能源領域科學家提出構想——富集空氣中的CO2,并使之與H2反應生成可再生能源甲醇.流程如下:

(1)在合成塔中,若有4400gCO2與足量H2完全反應,生成氣態的H2O和氣態甲醇,可放出5370kJ的熱量,寫出該反應的熱化學方程式________________。

(2)一定條件下,向2L恒容密閉容器中充入1molCO23molH2在不同催化劑作用下發生反應I、反應II、反應III,相同時間內CO2的轉化率隨溫度變化如圖1所示:

催化效果最佳的反應是_________(反應I”、“反應II”、“反應III”)。

②b點反應速率v()______v() (“>”、“=”“<”)。

若此反應在a點時已達平衡狀態,a點的轉化率比c點高的原因是_________

(3)選取合適的催化劑發生上述反應,測得甲醇的產率與反應溫度、壓強的關系如圖2。

分析圖中數據可知,220℃、5.0MPa時,CO2的轉化率為________;將溫度降低至140℃、壓強減小至2.0MPa,CO2的轉化率將_______(增大”、“減小不變”)。

⑤200℃、2.0MPa時,將amol/LCO23amol/LH2充入VL密閉容器中,在催化劑作用下反應達到平衡。根據圖中數據計算所得甲醇的質量______g(用含a、V的代數式表示)。

(4)NaOH溶液吸收CO2所得飽和碳酸鈉溶液可以對廢舊電池中的鉛膏(主要成分PbSO4)進行脫硫反應。已知Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,PbSO4(s)+CO32-(aq)==PbCO3(s)+SO42-(aq),則該反應的平衡常數K=___(保留三位有效數字);若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶體,則c(SO42-):c(CO32-)的比值將_____(增大”、“減小不變”)。

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【題目】如下圖,a、b是石墨電極,通電一段時間后,b極附近溶液顯紅色。下列說法正確的是

A. Pt為陰極,Cu為陽極

B. b極的電極反應式是2H++2e-=H2

C. 電解過程中CuSO4溶液的pH逐漸增大

D. Pt極上有6.4 g Cu析出時,b極產生2.24 L(標準狀況)氣體

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