C.5.6 g鐵投入濃硫酸中.生成的氣體分子數為0.1 NA 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

I.硫酸銅是一種應用極其廣泛的化工原料.以下是某工廠用含鐵廢銅為原料生產膽礬(CuSO4?5H2O)的生產流程示意圖:
膽礬和石膏在不同溫度下的溶解度(g/100g水)見下表.
溫度(℃) 20 40 60 80 100
石膏 0.32 0.26 0.15 0.11 0.07
膽礬 32 44.6 61.8 83.8 114
請回答下列問題:
(1)紅棕色濾渣的主要成分是
Fe(OH)3
Fe(OH)3
;
(2)寫出浸出過程中生成硫酸銅的化學方程式
3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O
3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O
;
(3)操作I的操作溫度應該控制在
100
100
℃左右;
(4)從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作II應為
冷卻結晶、過濾
冷卻結晶、過濾
、洗滌、干燥;
(5)取樣檢驗是為了確認Fe3+是否除凈.有同學設計了以下兩種方案,在實驗室分別對所取樣品按下列方案進行操作:
方案一:取樣于試管→滴加KSCN溶液;
方案二:徑向層析→噴KSCN溶液
①你認為上述兩種方案設計更合理的是
方案二
方案二
;
②指出你認為不合理的方案存在的問題
Cu2+的藍色對檢驗有干擾
Cu2+的藍色對檢驗有干擾

(6)反應產物中的NO可以循環使用,用化學方程式表示循環使用的方案
4NO+3O2+H2O=4HNO3
4NO+3O2+H2O=4HNO3

II.(12分)復印機使用的墨粉主要成份是Fe3O4,圖是氧化沉淀法生產Fe3O4的工藝:
已知:
①工業綠礬中FeSO4的含量為52.5%,其中的雜質不參與反應;
②Fe(OH)2+2Fe(OH)3═Fe3O4?4H2O
請回答下列問題:
(1)鐵的常見氧化物有
FeO、Fe2O3、Fe3O4
FeO、Fe2O3、Fe3O4
;
(2)Fe3O4與鹽酸反應的化學方程式是:
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
,檢驗反應后的溶液中含Fe3+的方法:
取待測液少許于試管中,加入適量的KSCN溶液,若溶液顯血紅色,則證明含Fe3+
取待測液少許于試管中,加入適量的KSCN溶液,若溶液顯血紅色,則證明含Fe3+
;
(3)在工藝流程中,通入適量空氣“氧化”時的化學方程式是:
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
;
(4)生產中可獲得的副產品是
Na2SO4?10H2O
Na2SO4?10H2O
,提取該副產品的操作順序是:
bcdae
bcdae
(填寫序號)
a.過濾    b.加熱濃縮    c.冷卻    d.結晶    e.洗滌
(5)在生產過程中,若工業綠礬的投料速率是12.16kg/h,為使產品較純,鼓入空氣的速率應為
0.784
0.784
m3/h(假設反應在標準狀態下進行,空氣中O2占20%).

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在眾多的化學反應現象中,化學振蕩現象最為令人驚奇,化學振蕩實驗很多,其中酸與鐵絲的反應就是其中一例.某合作小組的同學查閱文獻資料后,擬做鐵絲與酸的化學振蕩實驗并進行探究.
實驗步驟:
①將2cm左右的鐵絲夾成多段,放在培養皿中,先用熱的碳酸鈉溶液除去鐵絲表面的油污,蒸餾水沖洗后,再用某種試劑X浸泡到有大量氣泡時取出,用蒸餾水沖洗干凈.
②在細口瓶中加入30mL1.0mol/L的H3PO4、3mL30%的H2O2溶液,將處理后的鐵絲放入其中.
③觀察現象:鐵絲表面產生氣泡,隨后消失,再產生氣泡,再消失的周而往復的化學振蕩現象出現,振蕩周期約20秒,可維持數小時.
試回答下列問題:
(1)步驟①中,用試劑X可除去鐵釘表面的鐵的氧化物或鍍層,所用的試劑X可能是
 
(選填序號:A.NaOH   B.鹽酸C.酒精).
(2)對振蕩中產生的氣體的成分,甲、乙兩同學分別提出了假設,丙同學進行了驗證.
甲同學認為是H2,其可能的理由是:
 

乙同學認為是O2,其可能的理由是:
 

丙同學在細口瓶中插入數據采集器氧氣傳感器,密封進行實驗一小時,結果發現瓶中氧氣的百分含量呈現逐漸減小的趨勢,從而證明產生的氣體是
 

(3)丁同學猜想酸與鐵絲振蕩體系中的反應機理及過程:
(a) Fe+2H+→Fe2++H2        (b)2Fe2++H2O2+H2O→Fe2O3+4H+
(c)Fe2O3+6H+→2Fe3++3H2O   (d)2Fe3++H2→2Fe2++2H+,依據過程:
(a)→(b)→(c)→(d)→(a)…周而復始.
依據此機理,四步反應總的反應方程式為:
 

(4)戊同學對本次實驗中的所用鐵釘中單質鐵的含量進行測定,他們先配制一定物質的量濃度的硫酸,然后將一定質量的鐵與硫酸(加入適量的銅粉)充分反應,并收集產生的氣體,有關數據如下表:
硫酸溶液體積/mL 50 50 50
稱取鐵釘質量/g 5.0 6.0 7.0
再投入銅粉質量/g 1.0 1.0 1.0
標準狀況下的體積/L 1.97 2.24 2.24
所配硫酸的物質的量濃度為:
 
mol/L;鐵釘中單質鐵的質量分數為
 

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NA表示阿伏加德羅常數的值,下列敘述中正確的是

A.0.1mol/L的NaOH溶液中鈉離子數為0.1 NA

B.1.8 g重水(D2O)中,含有的質子數為0.1NA

C.5.6 g鐵投入濃硫酸中,生成的氣體分子數為0.1 NA

D.標準狀況下,560 mL甲烷和甲醛的混合氣體中,含有的共用電子對數為0.1 NA

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以硫鐵礦為原料生產硫酸所得的酸性廢水中砷元素含量極高,為控制砷的排放,采用化學沉降法處理含砷廢水,相關數據如下表。

難溶物
Ksp
Ca3(AsO4)2
6.8×1019
AlAsO4
1.6×1016
FeAsO4
5.7×1021
污染物
H2SO4
As
濃度
28.42 g/L
1.6 g·L1
排放標準
pH 6~9
0.5 mg·L1
表1.幾種砷酸鹽的Ksp             表2.工廠污染物排放濃度及允許排放標準
回答以下問題:
⑴該硫酸工廠排放的廢水中硫酸的物質的量濃度c(H2SO4)=  ▲ mol·L1。
⑵寫出難溶物Ca3(AsO4)2Ksp表達式:Ksp[Ca3(AsO4)2]=  ▲ ,若混合溶液中Al3、Fe3的濃度均為1.0×104mol·L1c(AsO43)的最大是  ▲ mol·L1。
⑶工廠排放出的酸性廢水中的三價砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先將其氧化成五價砷(H3AsO4弱酸),寫出該反應的離子方程式  ▲ 。
⑷在處理含砷廢水時采用分段式,先向廢水中投入生石灰調節pH到2,再投入生石灰將pH調節到8左右使五價砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①將pH調節到2時廢水中有大量沉淀產生,沉淀主要成分的化學式為  ▲ ;
②Ca3(AsO4)2在pH調節到8左右才開始沉淀的原因為  ▲ 。

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以硫鐵礦為原料生產硫酸所得的酸性廢水中砷元素含量極高,為控制砷的排放,采用化學沉降法處理含砷廢水,相關數據如下表。
難溶物
Ksp
Ca3(AsO4)2
6.8×1019
AlAsO4
1.6×1016
FeAsO4
5.7×1021
污染物
H2SO4
As
濃度
28.42 g/L
1.6 g·L1
排放標準
pH 6~9
0.5 mg·L1
表1.幾種砷酸鹽的Ksp             表2.工廠污染物排放濃度及允許排放標準
回答以下問題:
⑴該硫酸工廠排放的廢水中硫酸的物質的量濃度c(H2SO4)=  ▲ mol·L1。
⑵寫出難溶物Ca3(AsO4)2Ksp表達式:Ksp[Ca3(AsO4)2]=  ▲ ,若混合溶液中Al3、Fe3的濃度均為1.0×104mol·L1,c(AsO43)的最大是  ▲ mol·L1。
⑶工廠排放出的酸性廢水中的三價砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先將其氧化成五價砷(H3AsO4弱酸),寫出該反應的離子方程式  ▲ 。
⑷在處理含砷廢水時采用分段式,先向廢水中投入生石灰調節pH到2,再投入生石灰將pH調節到8左右使五價砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①將pH調節到2時廢水中有大量沉淀產生,沉淀主要成分的化學式為  ▲ ;
②Ca3(AsO4)2在pH調節到8左右才開始沉淀的原因為  ▲ 。

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