16.以工業(yè)廢鐵屑為原料生產(chǎn)氧化鐵紅顏料并進行適當(dāng)?shù)木C合利用,其主要流程如圖:

已知:FeSO4溶液與稍過量的NH4HCO3溶液混合,得到含F(xiàn)eCO3的懸濁液.
(1)寫出在空氣中煅燒沉淀的化學(xué)反應(yīng)方程式:4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
(2)本流程中產(chǎn)生的CO2和H2,在催化劑作用下按體積比1:1合成一種重要的有機化工原料R,該合成符合綠色化學(xué)要求.已知液體R的燃燒熱為254.6 kJ/mol,則R完全燃燒的熱化學(xué)方程式為HCOOH(l)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)+H2O(g);△H=-254.6kJ/m.
(3)在FeSO4溶液中加入(NH42SO4固體可制備摩爾鹽晶體[(NH42SO4•FeSO4•6H2O](相對分子質(zhì)量392),該晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定,不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇.
①為洗滌(NH42SO4•FeSO4•6H2O粗產(chǎn)品,下列方法中最合適的是D
A.用冷水洗                             B.先用冷水洗,后用無水乙醇洗
C.用30%的乙醇溶液洗             D.用90%的乙醇溶液洗
②為了測定產(chǎn)品的純度,稱取a g產(chǎn)品溶于水,配制成500mL溶液,用濃度為c mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定.每次所取待測液體積均為25.00mL,實驗結(jié)果記錄如表:
實驗次數(shù)第一次第二次第三次
消耗高錳酸鉀溶液體積/mL25.5225.0224.98
KMnO4溶液應(yīng)盛裝在酸式滴定管中,滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O滴定終點的現(xiàn)象是最后一滴滴入,溶液由無色變?yōu)闇\紫色,且30s不變色通過實驗數(shù)據(jù)計算的該產(chǎn)品純度為$\frac{980c}{a}×100%$(用字母ac表示).上表中第一次實驗中記錄數(shù)據(jù)明顯大于后兩次,其原因可能是BC
A.實驗結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點時酸性高錳酸鉀溶液的體積
B.滴定前滴定管尖嘴有氣泡,滴定結(jié)束無氣泡
C.第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過,后兩次未潤洗
D.該酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液保存時間過長,有部分變質(zhì),濃度降低.

分析 廢鐵屑加入稀硫酸溶解過濾得到硫酸亞鐵溶液和不溶性雜質(zhì),F(xiàn)eSO4溶液中加入碳酸氫銨經(jīng)反應(yīng)Ⅰ可生成碳酸亞鐵固體和硫酸銨溶液和二氧化碳,碳酸亞鐵固體經(jīng)洗滌、干燥,在空氣中灼燒時發(fā)生分解,且與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng),可生成鐵紅,F(xiàn)eSO4溶液與(NH42SO4生成摩爾鹽,
(1)空氣中煅燒沉淀為碳酸亞鐵與氧氣的反應(yīng);
(2)CO2和H2,在催化劑作用下按體積比1:1合成一種重要的有機化工原料為HCOOH,根據(jù)燃燒熱寫熱化學(xué)方程式;
(3)①根據(jù)物質(zhì)性質(zhì):摩爾鹽晶體不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇作答;
②稱取a g產(chǎn)品溶于水,配制成500mL溶液,用濃度為c mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定,發(fā)生的反應(yīng)為高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子;
反應(yīng)終點的判斷可以利用高錳酸鉀溶液的紫紅色判斷,滴入最后一滴溶液變化為紫紅色,半分鐘內(nèi)不變,證明反應(yīng)達到終點;
依據(jù)反應(yīng)的定量關(guān)系計算亞鐵離子物質(zhì)的量,得到(NH42SO4•FeSO4•6H2O的質(zhì)量,計算純度,高錳酸鉀溶液的體積第一次誤差較大,應(yīng)舍去;
A.實驗結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點時酸性高錳酸鉀溶液的體積,液面被提高,讀取體積減小;
B.滴定前滴定管尖嘴有氣泡,滴定結(jié)束無氣泡測定溶液體積增大;
C.第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過,后兩次未潤洗,待裝液潤洗會增多消耗高錳酸鉀溶液的體積,測定結(jié)果增大;
D.三次使用的高錳酸鉀都是一樣的,消耗的高錳酸鉀體積應(yīng)是相同的.

解答 解:廢鐵屑加入稀硫酸溶解過濾得到硫酸亞鐵溶液和不溶性雜質(zhì),F(xiàn)eSO4溶液中加入碳酸氫銨經(jīng)反應(yīng)Ⅰ可生成碳酸亞鐵固體和硫酸銨溶液和二氧化碳,碳酸亞鐵固體經(jīng)洗滌、干燥,在空氣中灼燒時發(fā)生分解,且與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng),可生成鐵紅,F(xiàn)eSO4溶液與(NH42SO4生成摩爾鹽,
(1)碳酸亞鐵空氣中受熱得氧化鐵和二氧化碳,反應(yīng)方程式為:4FeCO3+O2 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe2O3+4CO2
故答案為:4FeCO3+O2 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe2O3+4CO2;
(2)CO2和H2,在催化劑作用下按體積比1:1合成一種重要的有機化工原料為HCOOH,液體HCOOH的燃燒熱為254.6 kJ/mol,則HCOOH完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:HCOOH(l)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)+H2O(g);△H=-254.6 kJ/mol;
故答案為:HCOOH(l)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)+H2O(g);△H=-254.6 kJ/mol;
(3)①摩爾鹽晶體不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇作答,所以選濃度較大的乙醇,減少物質(zhì)的損失;
故答案為:D;
②利用高錳酸鉀的強氧化性,F(xiàn)e2+的強還原性,兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng),F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+↑1,Mn由+7價→+2↓5,最小公倍數(shù)5,根據(jù)原子個數(shù)、電荷守恒,即MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,向溶液中滴加中高錳酸鉀,高錳酸鉀顯紫紅色,因此滴定到終點:最后一滴滴入,溶液由無色變?yōu)闇\紫色,且30s不變色,因為第一次與第二次、第三次相差較大,忽略不計,消耗高錳酸鉀溶液的體積為$\frac{25.02+24.98}{2}$═25mL,根據(jù)離子反應(yīng)方程式,得出:n[(NH42SO4•FeSO4•6H2O]=5n(KMnO4)=25×10-3×c×5mol,則500mL溶液中含有n[(NH42SO4•FeSO4•6H2O]=25×10-3×c×5×500/25mol=2.5cmol,所以質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$2.5c×\frac{392}{a}×100%$=$\frac{980c}{a}×100%$;
A、俯視讀數(shù),造成所讀的數(shù)偏小,故A錯誤;
B、滴定管尖嘴有氣泡,滴定結(jié)束無氣泡,所消耗的液體體積增加,故B正確;
C、錐形瓶用待測液潤洗,待測液的物質(zhì)的量增加,則消耗高錳酸鉀的體積增加,故C正確;
D、三次使用的高錳酸鉀都是一樣的,消耗的高錳酸鉀體積應(yīng)是相同的,故D錯誤.
故選BC;
故答案為:酸式;MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;最后一滴滴入,溶液由無色變?yōu)闇\紫色,且30s不變色;$\frac{980c}{a}$×100%;BC.

點評 本題考查了物質(zhì)制備方法和實驗過程分析判斷,滴定實驗的注意問題和計算應(yīng)用,注意掌握物質(zhì)性質(zhì),實驗過程的理解應(yīng)用,掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵,題目難度中等.

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:選擇題

6.下列關(guān)于安全事故的處理方法中,正確的是(  )
A.金屬鈉著火時,立即用沙土覆蓋
B.大量氯氣泄漏時,應(yīng)順風(fēng)往低處跑
C.不慎灑出的酒精在桌上著火時,立即用水撲滅
D.少量濃硫酸沾在皮膚上,立即用氫氧化鈉溶液沖洗

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

7.已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,某氣體的體積為33.6L,氣體的物質(zhì)的量是1.5mol,若是CO2氣體,則該氣體的質(zhì)量是66g,若是CO和CO2氣體總中質(zhì)量為58克,其中氧原子個數(shù)是2.5 NA,混合氣體中碳氧原子個數(shù)比為3:5.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.下列各組離子在指定條件下可以大量共存的是( 。
A.在AlCl3溶液中:Na+、NH4+、S2O32-、SO42-
B.使pH試紙變藍色的溶液中:Cu2+、NO3-、Fe3+、SO42-
C.與鋁粉反應(yīng)放出氫氣的無色溶液中:Na+、Al3+、SO42-、NO3-
D.常溫下$\frac{c({H}^{+})}{c(O{H}^{-})}$=1×10-12的溶液中:K+、AlO2-、Na+、CO32-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.利用所學(xué)化學(xué)知識解答下列問題:
①利用反應(yīng)NO2+NH2-→N2+H2O(未配平)消除NO2的簡易裝置如圖所示.電極b的電極反應(yīng)式為2NO2+8e-+4H2O═8OH-+N2;消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L NH3時,被消除的NO2的物質(zhì)的量為0.15mol.
②合成氨的原料氣需脫硫處理.一種脫硫方法是:先用Na2CO3溶液吸收H2S生成NaHS;NaHS再與NaVO3反應(yīng)生成S、Na2V4O9和物質(zhì)X.NaHS再與NaVO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaHS+4NaVO3+H2O═Na2V4O9+2S↓+4NaOH.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列現(xiàn)象或事實能夠用相同的原理解釋的是( 。
A.NaOH、FeSO4在空氣中放置變質(zhì)B.氯水、AgI密封保存在棕色試劑瓶中
C.乙烯使溴水和酸性KMnO4溶液褪色D.常溫下濃硝酸不能溶解Al和Au(金)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.室溫條件下,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的描述正確的是(  )
A.向Na2CO3溶液中通入CO2至溶液為中性,則$\frac{c(N{a}^{+})}{2c(C{O}_{3}^{2-})}$>1
B.pH相同的氨水和Ba (OH)2溶液中:2c (NH4+)=c ( Ba2+
C.等濃度的KHSO3溶液與KOH溶液等體積混合:c(OH-)-c(H+)=c(HSO3-)+c(H2SO3
D.向Mg (OH)2濁液中加入少量NH4Cl粉末$\frac{c(M{g}^{2+})}{c(O{H}^{-})}$不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.氮及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要的作用.請回答下列問題:
(1)圖1是常溫下1molNO2和1molCO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol
(2)在恒溫、恒容的密閉容器中,通入一定量的N2O4發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)△H如圖2
①在0-60s時段,反應(yīng)速率v(N2O4)為0.001mol•L-1•s-1
②溫度升高,混合氣體的顏色變深,則△H>0(填“>”或“<”).
③改變條件重新達到平衡時,要使N2O4的體積分?jǐn)?shù)變大,可采取的措施有ac(填字母).
a.向混合氣體中通入N2O4 b.升高溫度
c.向混合氣體中通入NO2 d.使用高效催化劑
(3)實驗室可用NaOH溶液吸收NO2,反應(yīng)2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O.含0.2molNaOH的水溶液與0.2molNO2恰好完全反應(yīng)得1L溶液A,溶液B為0.1mol•L-1的CH3COONa溶液.
①A、B兩溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的順序為c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-)(已知HNO2的電離
常數(shù)Ka=7.1×10-4mol•L-1,CH3COOH的電離常數(shù)Ka=1.7×10-5mol•L-1).
②可使A、B兩溶液的PH相等的方法是bc(填字母).
a.向溶液A中加適量水               b.向溶液A中加適量NaOH
c.向溶液B中加適量水               d.向溶液B中加適量NaOH
(4)銅既能與稀硝酸反應(yīng),也能與濃硝酸反應(yīng),當(dāng)銅與一定濃度硝酸反應(yīng)時,可將方程式表示為:
Cu+HNO3→Cu(NO32+NO↑+NO2↑+H2O(方程式未配平).0.6molCu被硝酸完全溶解后,如果得到的
NO和NO2物質(zhì)的量相同,則參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為1.8mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

17.合理應(yīng)用和處理氮的化合物,在生產(chǎn)生活中有重要意義.
(1)氧化-還原法消除氮氧化物的轉(zhuǎn)化如下:NO$→_{反應(yīng)Ⅰ}^{O_{3}}$NO2$→_{反應(yīng)Ⅱ}^{CO(NH_{2})_{2}}$N2
①反應(yīng)為:NO+O3═NO2+O2,生成11.2L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol.
②反應(yīng)Ⅱ中,當(dāng)n(NO2):n[CO(NH22]=3:2時,反應(yīng)的化學(xué)方程式是6NO2+4CO(NH22=7N2+8H2O+4CO2
(2)硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法,同時實現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉(zhuǎn)化,主要反應(yīng)為:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ•mol-1
已知:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1,寫出NO和O2反應(yīng)生成NO2的熱化學(xué)方程式2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
(3)尿素[CO(NH22]是一種高效化肥,也是一種化工原料.
①以尿素為原料一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(NH22 (s)+H2O(l)?2NH3(g)+CO2(g)△H=+133.6kJ/mol.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達式K=c2(NH3)•c(CO2).關(guān)于該反應(yīng)的下列說法正確的是a(填序號).
a.從反應(yīng)開始到平衡時容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
b.在平衡體系中增加水的用量可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大
c.降低溫度使尿素的轉(zhuǎn)化率增大
②密閉容器中以等物質(zhì)的量的NH3和CO2為原料,在120℃、催化劑作用下反應(yīng)生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)?CO (NH22 (s)+H2O(g),混合氣體中NH3的物質(zhì)的量百分含量[ϕ(NH3)]隨時間變化關(guān)系如圖所示.則a點的正反應(yīng)速率V(正)(CO2)>b點的逆反應(yīng)速率V(逆)(CO2)(填“>”、“=”或“<”);氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率是75%.

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