【题目】某废料铁泥主要成分是Fe2O3、FeO和Fe,其他杂质不与硫酸反应。实验室用该废料提取Fe2O3,设计实验流程如下:
(1)步骤(I)中生成的气体是_____,溶液A和沉淀分离的操作名称是_______。
(2)步骤(Ⅱ)中加入H2O2溶液后,Fe2+被____(填“氧化”或“还原")成Fe3+。
(3)步骤(Ⅲ)中生成Fe(OH)3沉淀的颜色是_______(填“白色”或“红褐色")。
(4)步骤(IV)中Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3和H2O的化学方程式为______。
【答案】H2 过滤 氧化 红褐色 2Fe(OH)3Fe2O3 + 3H2O
【解析】
铁泥中的Fe2O3、FeO和Fe和足量硫酸反应得含Fe3+、Fe2+、H+的溶液A,用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+所得溶液B含Fe3+,加NaOH溶液将Fe3+沉淀,过滤得Fe(OH)3沉淀,将Fe(OH)3沉淀洗涤、加热得Fe2O3固体,据此解答。
(1)步骤(I)发生的反应包含Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2,将溶液和沉淀分离的操作名称为过滤,故答案为:H2;过滤;
(2)结合分析可知,步骤(Ⅱ)中加入H2O2溶液后,Fe2+被氧化成Fe3+,故答案为:氧化;
(3) Fe(OH)3沉淀为红褐色,故答案为:红褐色;
(4)Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3和H2O的化学方程式为:2Fe(OH)3Fe2O3+ 3H2O,故答案为:2Fe(OH)3
Fe2O3+ 3H2O。
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【题目】硫酸锰在电解锰、染料、造纸以及陶瓷等工业生产中有广泛的应用。利用软锰矿(主要成分为MnO2,含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)制得硫酸锰的流程如下:
已知:常温下,Ksp(ZnS)=1.2×l0-24、Ksp(MnS)=1.5×10-15
关于该流程说法错误的是
A.“酸浸”时,为了缩短浸取时间,常加入少量FeSO4溶液,FeSO4的作用可能是作催化剂。
B.“沉锌”反应为:Zn2+(aq)+MnS(s)ZnS(s)+Mn2+(aq),该反应的平衡常数K为1.25×109
C.“除铁”时加二氧化锰是为了氧化Fe2+,然后向溶液加适量氨水将溶液pH调节为3~4
D.该流程中可以循环利用的物质是ZnS
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【题目】国家有色金属工业“十三五”发展规划要求,再生铅占铅总量比重到2020年升至45%。从废旧铅蓄电池中回收的工艺流程为,电解原理如图所示。下列说法错误的是
A.电解过程中阳极附近pH明显增大
B.阴极电极反应式为+2e-=Pb+4Cl-
C.电路中通过2 mol电子,阴极可得207 g铅
D.Na2PbCl4浓度下降后,在阴极区加入PbO,可实现电解质溶液的再生使用
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【题目】氮及其化合物与人们的生活、生产密切相关。回答下列问题:
(1)微生物作用下,废水中的可转化为
,该反应分两步反应:
I:2+(aq)+3O2(g)=2
(aq)+4H+(aq)+2H2O(l) △H=-546 kJ·mol-1
II:2(aq)+O2(g)=2
(aq) △H=-146 kJ·mol-1
则低浓度氨氮废水中的(aq)氧化生成
(aq)的热化学方程式为_____。
(2)在容积固定的密闭容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g) △H,随温度升高,混合气体的颜色变深。
①温度T时反应达平衡,混合气体平衡总压强为p Pa,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp=____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。若温度升高,Kp值将_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向____(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是____。
③向绝热密闭容器中通入一定量的NO2,某时间段内正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是___(填字母)。
A.逆反应速率:a点小于点c
B.反应在c点达到平衡状态
C.反应物浓度:a点小于b点
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【题目】关于水煤气变换反应CO(g)+H2OCO2(g)+H2(g)(简称WGS),目前普遍接受的表面氧化还原机理的可能基元反应步骤如下:
①H2O+* H2O* ②H2O*+*
OH*+H* ③OH*+*
O*+H* ④2H*+*
H2+2*
⑤CO+*CO* ⑥CO*+O*
CO2*+* ⑦CO2*
CO2+*
其中*表示催化剂表面活性位,X*表示金属表面吸附物种。
表1 WGS反应中可能基元反应步骤的活化能数值(单位:kJ·mol-1)
注:表中X(111)表示不同金属的同一晶面,110与111表示不同晶面。
(1)分析表中数据,该机理中WGS反应的速率控制步骤是___________(填序号)。
(2)由表中数据可计算Cu(111)催化WGS反应的焓变△H=____kJ·mol-1。
(3)WGS反应的速率表达式:V正=k正·c(CO)·c(H2O),v逆=k逆·c(CO2)·c(H2)(k正、k逆为化学反应速率常数,只与温度有关)。图1是反应速率常数的自然对数与温度倒数的关系图像。由图1可判断550K~600K温度范围内,四种催化剂中活性最好的是_______________。
(4)已知T1时WGS反应的KP=18。温度分别为T2、T3(已知T1>T2>T3)时WGS反应中CO和CO2分压随时间变化关系如图2所示,催化剂为Au(111),实验初始时体系中的p(H2O)和p(CO)相等,p(CO2)和p(H2)相等。则T2时,表示p(CO)、p(CO2)的曲线分别是_________、_________;T2、T3时WGS反应的KP分别为______、_______。
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【题目】高铁酸钾()是复合型的水处理剂,以废铁屑(含有
、
、油污等杂质)为原料制备的流程如下:
(1)热的溶液清洗废铁屑的目的是_________。
(2)氧化Ⅰ中被氧化成
的离子方程式为________。
(3)溶液在不同
下,
的浓度随时间的变化如图所示。氧化Ⅱ制备
时,选用的加料方式是_________(填字母),原因是________。
A. 将、
混合液与氧化Ⅰ所得溶液同时加入到反应容器中
B. 将、
混合液缓慢加入到盛有氧化Ⅰ所得溶液的反应容器中
C. 将氧化Ⅰ所得溶液缓慢加入到盛有、
混合液的反应容器中
(4)转化步骤中加入饱和溶液,析出
晶体的原因是________。
(5)高铁酸钾是高效复合型的水处理剂的原因:①高铁酸钾有强氧化性,可以用于杀菌消毒;②________。
(6)高铁酸钾可用于高铁电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为,放电时正极的电极反应式为________。
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【题目】NA为阿伏加德罗常数,下述正确的是( )
A.64gSO2含有硫原子数为2NA
B.NA个氧气分子和NA个氢气分子的质量比等于16∶1
C.28g氮气所含的原子数目为NA
D.标准状况下,22.4L的水含有 NA个水分子
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【题目】(1)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空。如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在电极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导O2-。
已知:正极反应式:O2-4e-=2O2-。
则:c电极的名称为__,d电极上的电极反应式为__。
(2)如图2所示,用惰性电极电解100mL0.5molL-1CuSO4溶液,a电极上的电极反应式为__,若a电极产生56mL(标准状况)气体,则所得溶液的pH=_(不考虑溶液体积变化)。
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【题目】铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。
(1)基态Fe原子的价层电子的电子排布图为_________________,其最外层电子的电子云形状为___________。
(2)(NH4)2Fe(SO4)26H2O俗称摩尔盐。
①O、S两元素的电负性由大到小的顺序为_____________(用元素符号表示)。
②N、O两元素的的第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
③SO42-中S原子的杂化方式为___________,VSEPR模型名称为___________________。
(3)Fe3+可与某阴离子发生特征的显色反应,用于鉴定Fe3+。该阴离子的电子式为_____,σ键和π键的数目之比为______________。其空间构型为__________。
(4)K3[Fe(CN)6]晶体中配离子的配位体为_____(用化学符号表示)
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