7.工農(nóng)業(yè)廢水以及生活污水的大量排放造成水體污染.工業(yè)上處理水體中NO3-的一種方法是零價鐵化學(xué)還原法.某化學(xué)小組用廢鐵屑和硝酸鹽溶液模擬此過程,實驗如下:
(1)先用稀硫酸洗去廢鐵屑表面的鐵誘,然后用蒸餾水將鐵屑洗凈.
①除銹反應(yīng)的離子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O.
②判斷鐵屑洗凈的方法是測最后一次洗滌液的pH,若為7,則說明鐵屑已洗凈.
(2)將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5.
①從氧化還原的角度分析調(diào)制溶液pH的原因是硝酸在酸性條件下的氧化性強,易被鐵屑還原.
②研究發(fā)現(xiàn),若pH偏低將會導(dǎo)致NO3-的去除率下降,其原因是鐵粉與H+反應(yīng)生成H2
(3)將上述處理過的足量鐵屑投入(2)的溶液中.圖1表示該反應(yīng)過程中,體系內(nèi)相關(guān)離子濃度、pH隨時間變化關(guān)系.t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式是4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O.
(4)工業(yè)上可用納米鐵粉處理地下水中的污染物.一定條件下,向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合價為+3)與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4-,其離子方程式為2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+2H2↑+B(OH)4-
(5)鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物)也可用于處理水中污染物.在相同條件下,測量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu2+和Pb2+的去除率,結(jié)果如圖2所示:

①當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時,也能去除少量的Cu2+和Pb2+,其原因是活性炭對Cu2+和Pb2+具有吸附作用.
②當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時,隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,碳鐵混合物中國微電池數(shù)目減少.

分析 (1)①除銹是用強酸與氧化鐵反應(yīng);②可以通測最后一次洗滌液的PH的方法成功判斷鐵屑是否洗凈;
(2)①硝酸根離子在酸性條件下才具有強氧化性;
②pH偏低,氫離子濃度偏大,則鐵可與氫離子反應(yīng)生成氫氣
(3)根據(jù)圖示知道t1時刻前,硝酸根離子、氫離子濃度逐漸減小,亞鐵離子濃度增大,則是金屬鐵和硝酸之間的反應(yīng);
(4)向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合價為+3)與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4-,反應(yīng)中只有Fe、H元素化合價發(fā)生變化,結(jié)合質(zhì)量守恒、電荷守恒可寫出離子方程式;
(5)①當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時,則只有碳粉,碳粉具有吸附性,可去除水中少量的Cu2+和Pb2+;
②隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,形成的微電池數(shù)目減少,則Cu2+和Pb2+的去除率不升反降.

解答 解:(1)①除銹是用強酸與氧化鐵反應(yīng),所以離子方程式反應(yīng)為:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,故答案為:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
②鐵屑洗凈的方法是測最后一次洗滌液的PH的方法成功判斷鐵屑是否洗凈,故答案為:測最后一次洗滌液的pH,若為7,則說明鐵屑已洗凈;
(2)①pH調(diào)至2.5,是因為硝酸在酸性條件下的氧化性強,易被鐵屑還原,故答案為:硝酸在酸性條件下的氧化性強,易被鐵屑還原;
②pH偏低,氫離子濃度偏大,則鐵可與氫離子反應(yīng)生成氫氣,可導(dǎo)致NO3-的去除率下降,故答案為:鐵粉與H+反應(yīng)生成H2;
(3)根據(jù)圖示知道t1時刻前,硝酸根離子、氫離子濃度逐漸減小,亞鐵離子濃度增大,則是金屬鐵和硝酸之間的反應(yīng),即4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O;故答案為:4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O;
(4)向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合價為+3)與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4-,反應(yīng)中只有Fe、H元素化合價發(fā)生變化,發(fā)生氧化還原反應(yīng),離子方程式為2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+2H2↑+B(OH)4-
故答案為:2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+2H2↑+B(OH)4-;
(5)①當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時,則只有碳粉,可去除水中少量的Cu2+和Pb2+,原因是碳粉具有吸附性,也可起到凈水的作用,
故答案為:活性炭對Cu2+和Pb2+具有吸附作用;
②隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,形成的微電池數(shù)目減少,反應(yīng)速率減小,則Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,
故答案為:鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,碳鐵混合物中微電池數(shù)目減少.

點評 本題考查了化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素、化學(xué)實驗方案的判斷等知識,題目難度較大知識點較多、綜合性強,熟練掌握知識的遷移和應(yīng)用是解答本題的關(guān)鍵,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.若用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣,反應(yīng)前測得二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%,反應(yīng)一段時間后,又測得二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%.求此時氨酸鉀的分解率.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.某研究小組利用圖裝置探究CO還原Fe2O3所得到的一種黑色粉末的成分(固定裝置略去).(已知:Fe2+遇到K3溶液生成藍色沉淀)

請回答問題:
(1)按氣流方向,各儀器接口從左到右的連接順序為:
i→c→d→g→h→a→b→j→k→f→e.(填字母編號)
(2)證明Fe2O3己被還原的現(xiàn)象是F中的固體由紅棕色變黑色,C中溶液變渾濁.
(3)研究小組對黑色粉末的成分提出下列猜想:
【猜想一】黑色粉末的成分可能是Fe.
【猜想二】黑色粉末的成分可能是FeO.
【猜想三】黑色粉末的成分可能是Fe3O4
設(shè)計并完成實驗如表:
步驟操作現(xiàn)象
1加入稀鹽酸溶解,無氣泡
2取步驟1中溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液藍色沉淀
3取步驟1中溶液,滴加KSCN溶液變紅
①根據(jù)實驗現(xiàn)象,則猜想三成立.
②研究小組又向步驟3的溶液中滴加新制氯水,發(fā)現(xiàn)溶液紅色褪去.可能的原因及驗證方法為假設(shè)SCN-被Cl2氧化,向溶液中加入KSCN溶液,若出現(xiàn)紅色,則假設(shè)成立.
(4)上述裝置還有不妥之處,改進措施為在整套裝置的尾氣出口處,放置一燃著的酒精燈(或用導(dǎo)管將尾氣引至F處酒精燈點燃).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.有V、W、X、Y、Z五種元素,它們的原子序數(shù)依次增大,且都小于20;其中X和Z是金屬元素.已知V和Z屬同一族,它們原子最外電子層上只有1個電子,W和Y也屬同一族,W原子最外電子層上電子數(shù)是次外電子層上電子數(shù)的3倍,X原子最外電子層上電子數(shù)等于Y原子最外電子層上電子數(shù)的一半.請用相關(guān)的元素符號回答:
(1)X、Z各自的最高價氧化物對應(yīng)的水化物可以反應(yīng)生鹽和水,該反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(2)X最高價氧化物對應(yīng)的水化物在水中電離方程式為:H++AlO2-+H2O?Al(OH)3?Al3++3OH-;
(3)W與Z 可形成化合物Z2W2,該化合物的電子式為;
(4)Y與Z形成的化合物水溶液pH> 7(填“>”、“<”或“=”),用離子方程式表示其原因S2-+H2O?HS-+OH-
(5)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,Y的最高價氧化物為無色晶體,該條件下0.20mol該物質(zhì)與一定量液態(tài)水混合得到一種稀溶液,并放出Q kJ的熱量.寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:SO3(s)+H2O(l)=H2SO4(aq)△H=-5QkJ•mol-1;
(6)W與V 可形成化合物V2W2,該化合物的結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H.

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2.化學(xué)滲透在生活、生產(chǎn)中的各個方面.下列有關(guān)說法正確的是(  )
A.碘是人體內(nèi)必須的微量元素,所以富含高碘酸的食物適合于所有人群
B.化石燃料不完全燃燒會產(chǎn)生CO造成污染,完全燃燒不會造成大氣污染
C.利用鐵比銅金屬性強的性質(zhì),常用FeCl3溶液腐蝕Cu來刻制印刷電路板
D.中國古代利用明礬溶液清除銅鏡表面的銅鎊,是利用了明礬溶液的酸性

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12.生活中的一些問題常涉及化學(xué)知識,下列敘述錯誤的是( 。
A.纖維素在人體內(nèi)可以水解成葡萄糖
B.組成蛋白質(zhì)的元素中,一定含有碳、氫、氧、氮
C.適量攝入油脂,有助于人體吸收多種脂溶性維生素
D.天然蛋白質(zhì)水解后的最終產(chǎn)物是a-氨基酸

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19.下列化學(xué)用語正確的是(  )
A.氯化鈉的電子式 B.乙炔的結(jié)構(gòu)式 H-C=C-H
C.磷原子的結(jié)構(gòu)示意圖  D.氨的分子式 NH3

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16.化學(xué)反應(yīng)速率與限度與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)
(1)A學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過程中的速率變化,他在200mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉,用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣,實驗記錄如下(累計值):
時間(min)12345
氫氣體積(mL)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)100240464576620
①反應(yīng)速率最大的時間段是(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 )2~3 min,原因是因該反應(yīng)放熱,隨著反應(yīng),溶液溫度升高,故反應(yīng)速率加快.
②求2~3分鐘時間段以鹽酸的濃度變化來表示的該反應(yīng)速率0.1mol/(L•min).(設(shè)溶液體積不變)
(2)B學(xué)生也做同樣的實驗,但由于反應(yīng)太快,測不準(zhǔn)氫氣體積,故想辦法降低反應(yīng)速率,請你幫他選擇在鹽酸中加入下列AB以減慢反應(yīng)速率.(填寫代號)
A.蒸餾水        B.冰塊       C.HNO3溶液       D.CuSO4溶液
(3)某溫度下在10L密閉容器中,3種氣態(tài)物質(zhì)A、B、C的物質(zhì)的量隨時間變化曲線如圖.
①該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2C?A+3B.
②求在該條件達到反應(yīng)的限度(平衡狀態(tài))時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率【轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量}{初始物質(zhì)的量}$×100%】,請寫出計算過程,計算結(jié)果保留1位小數(shù))

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17.制出了第一張元素周期表的科學(xué)家是( 。
A.勒夏特列B.湯姆生C.阿伏伽德羅D.門捷列夫

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同步練習(xí)冊答案