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【題目】工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結(jié)晶后的母液(含少量雜質(zhì)Fe3+)生產(chǎn)重鉻酸鉀 (K2Cr2O7),其工藝流程及相關(guān)物質(zhì)溶解度曲線如下圖所示。
(1)向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是_____________________。
(2)通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7的原因是________________________________。
(3)固體A的主要成分為__________(填化學式),用熱水洗滌固體A,回收的洗滌液轉(zhuǎn)移到母液___________(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中,既能提高產(chǎn)率又可使能耗降低。固體B的主要成分為___________________(填化學式)。
(4)測定產(chǎn)品中K2Cr2O7含量的方法如下:稱取產(chǎn)品試樣2.500 g 配成250 mL溶液,用移液管取出25.00 mL于碘量瓶中,加入10 mL 2 mol·L-l H2SO4溶液和足量KI溶液(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+),放置于暗處5 min,然后加入100 mL蒸餾水、3 mL 淀粉指示劑,用0.1200 mol·L-l Na2S2O3標準溶液滴定(已知I2+ 2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①酸性溶液中KI 與K2Cr2O7反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。
②若實驗中共用去Na2S2O3標準溶液40.00 mL,則所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀的純度為__________%( 保留2 位小數(shù),設(shè)整個過程中其他雜質(zhì)不參與反應(yīng))。進一步提純產(chǎn)品的方法是___________________。
(5)+6價Cr的毒性很高,工業(yè)上用電解法來處理含Cr2O72-的廢水。下圖為電解裝置示意圖,電極材料分別為鐵和石墨。通電后,Cr2O72-在b極附近轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Cr3+,一段時間后Cr3+最終可在a 極附近變成Cr(OH)3沉淀而被除去。
①在以上處理過程中,Cr2O72-轉(zhuǎn)化為毒性較低的Cr3+的離子方程式為________________________。
②a電極的電極反應(yīng)式是是____________________;電解一段時間后在陰極區(qū)有Fe(OH)3和Gr(OH)3沉淀生成,若電解后的溶液中c(Cr3+)為3×10-5mol·L-1,則溶液中c(Fe3+)為____________ mol·L-1。已知:Ksp=[Fe(OH)3]=4.0×10-38,K[Cr(OH)3]=6.0×10-31。
【答案】 除去Fe3+ 低溫下K2Cr2O7的溶解度遠小于其他組分,且隨溫度的降低,K2Cr2O7的溶解度明顯減小 NaCl Ⅱ K2Cr2O7 Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O 94.08 重結(jié)晶 Cr2O72-+6Fe2++ 14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 2H++2e-=H2↑ 2×10-12
【解析】考查化學工藝流程,(1)根據(jù)題目信息,母液中含有少量的Fe3+,加堿液的目的是除去Fe3+;(2)根據(jù)溫度與溶解度的關(guān)系,K2Cr2O7的溶解度受溫度的影響較大,低溫時K2Cr2O7的溶解度遠小于其他組分,且溫度降低,K2Cr2O7的溶解度受溫度的影響較大;(3)母液I中加入KCl,發(fā)生Na2Cr2O7+KCl=K2Cr2O7+NaCl,采用冷卻降溫得到K2Cr2O7固體,即母液II中含有大量的NaCl,因此蒸發(fā)濃縮得到的固體是NaCl;冷卻結(jié)晶中有大量的K2Cr2O7析出,但溶液中含有少量的K2Cr2O7,蒸發(fā)濃縮時,NaCl表面附著一部分K2Cr2O7,為了提高產(chǎn)率又可使能耗降低,因此需要把洗滌液轉(zhuǎn)移到母液II中,達到類似富集的目的;因此固體B的主要成分是K2Cr2O7;(4)①根據(jù)操作,得出K2Cr2O7作氧化劑,本身被還原成Cr3+,I-被氧化成I2,因此有Cr2O72-+I-→Cr3++I2,然后采用化合價升降法、原子守恒配平即可,離子方程式為Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O;②根據(jù)離子方程式,得出關(guān)系式為Cr2O72-~3I2~6S2O32-,則求出樣品中K2Cr2O7的質(zhì)量為=2.352g,純度為2.352/2.500×100%=94.08%;進一步提純需要重新溶解,冷卻結(jié)晶,此方法叫重結(jié)晶;(5)①b電極為陽極,應(yīng)是失去電子,化合價應(yīng)升高,而Cr2O72-中Cr的化合價降低,因此b電極為鐵,此電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+,然后利用Cr2O72-的氧化性,與Fe2+發(fā)生反應(yīng),離子反應(yīng)方程方式為Cr2O72-+6Fe2++ 14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;②根據(jù)①的分析,a電極為陰極,電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑;Cr3+和Fe3+共存在同一溶液中,因此有,解得c(Fe3+)=2.0×10-12mol·L-1。
點睛:氧化還原反應(yīng)方程式的書寫是學生的一個難點,學生往往找不出反應(yīng)物或生成物,或者溶液的環(huán)境選錯,這是對題的理解上不透徹,如本題的(5)①根據(jù)信息,Cr2O72-在b極附近轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Cr3+,b極為陽極,陽極上失去電子化合價升高,而現(xiàn)在Cr的化合價降低,因此只能說明b極的材料是Fe,F(xiàn)e-2e-=Fe2+,然后還原Cr2O7-,因此有Cr2O72-+Fe2+→Fe3++Cr3+,根據(jù)化合價升降法進行配平,即Cr2O72-+6Fe2+→2Cr3++6Fe3+,F(xiàn)e2+、Fe3+、Cr3+不與OH-大量共存,因此溶液顯酸性,根據(jù)反應(yīng)前后所帶電荷數(shù)守恒、原子守恒進行配平即可。
【題型】綜合題
【結(jié)束】
10
【題目】“低碳經(jīng)濟”正成為科學家研究的主要課題,為了減少空氣中的溫室氣體,并且充分利用二氧化碳資源,科學家們設(shè)想了一系列捕捉和封存二氧化碳的方法。
(1)有科學家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相關(guān)熱化學方程式如下:
6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ΔH=-76.0 kJ·mol-1
①上述反應(yīng)中每生成1 mol Fe3O4,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。
②已知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol-1,則反應(yīng):3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)用氨水捕集煙氣中的CO2生成銨鹽是減少CO2排放的可行措施之一。
①分別用不同pH的吸收劑吸收煙氣中的CO2,CO2脫除效率與吸收劑的pH關(guān)系如圖所示,若煙氣中CO2的含量(體積分數(shù))為12%,煙氣通入氨水的流量為0.052 m3·h-1(標準狀況),用pH為12.81的氨水吸收煙氣30min,脫除的CO2的物質(zhì)的量最多為____________(精確到0.01)。
②通常情況下溫度升高,CO2脫除效率提高,但高于40℃時,脫除CO2效率降低的主要原因是______________。
(3)一定條件下,Pd-Mg/SiO2催化劑可使CO2“甲烷化”從而變廢為寶,其反應(yīng)機理如圖所示。
①該反應(yīng)的化學方程式為______________________;反應(yīng)過程中碳元素的化合價為-2價的中間體是_________________。
②向一容積為2 L的恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃時發(fā)生上述反應(yīng),達到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為CO2:0.2 mol·L-1、H2:0.8 mol·L-1、CH4:0.8 mol·L-1、H2O:1.6 mol·L-1,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為_________________;300℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________________。
③已知該反應(yīng)正反應(yīng)放熱,現(xiàn)有兩個相同的恒容絕熱(與外界無熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ,在Ⅰ中充入1molCO2和4molH2,在Ⅱ中充入1molCH4和2molH2O(g),300℃下開始反應(yīng)。達到平衡時,下列說法正確的是
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅱ中CH4的物質(zhì)的量分數(shù)相同
C.容器Ⅰ中CO2的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO2的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CH4的轉(zhuǎn)化率之和小于1
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【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)在溶液中會生成ClO2、HClO2、ClO2-、Cl-等,其中HClO2和ClO2都是具有漂白作用。已知pOH=-lgc(OH-),經(jīng)測定25℃時各組分含量隨pOH變化情況如圖所示(Cl-沒有畫出),此溫度下,下列分析正確的是
A. HClO2的電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka=10-8
B. pOH=11時,ClO2-部分轉(zhuǎn)化成ClO2和Cl-離子的方程式為:5ClO2-+2H2O=4ClO2+ Cl-+4OH-
C. pH=7時,溶液中含氯微粒的濃度大小為:c(HClO2)>c(ClO2-)>c(ClO2)>c(Cl-)
D. 同濃度的HClO2溶液和NaClO2溶液等體積混合,則混合溶液中有:c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+ c(HClO2)
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【題目】2016年7月報道,南開大學科研團隊在“可充室溫鈉-二氧化碳電池”的研究中取得突破進展,該電池放電時工作情況如圖所示。下列說法錯誤的是
A. 金屬Na為電池的負極
B. 放電時,電解液中Na+向碳電極移動
C. 充電時,碳電極發(fā)生的反應(yīng)為:4Na++4e-+3CO2== 2Na2CO3+C
D. 放電時,每轉(zhuǎn)移2 mol電子,消耗標準狀況下的CO2 33.6 L
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【題目】698K時,向VL的密閉容器中充入2molH2(g)和2molI2(g),發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-26.5kJ·mol-1,測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與時間變化的關(guān)系如圖所示。
請回答下列問題:
(1)V=______。
(2)該反應(yīng)達到最大限度的時間是_______,該時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(HI)=________。
(3)下列說法中可以說明反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)已達到平衡狀態(tài)的是_____。
A.單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成2nmolHI
B.溫度和體積一定時,容器內(nèi)壓強不再變化
C.條件一定,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
D.溫度和壓強一定時,混合氣體的密度不再變化
(4)該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,__________(填“吸收”或“放出”)的熱量為______。
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【題目】有人常用廢舊報紙包裝食品,這是極不衛(wèi)生的,原因是報紙中除含有多種病菌外,還含有易使人中毒的多氯聯(lián)苯和( )
A.硫B.機油
C.三氯化銻D.鉛
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【題目】“84”消毒液在日常生活中使用廣泛,該消毒液無色,有漂白作用,它的有效成分是下列物質(zhì)的一種,這種物質(zhì)是( )
A.Ca(ClO)2B.Na2O2C.H2O2D.NaClO
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【題目】一定溫度下,對于可逆反應(yīng)A2(g)+3B2(g)2AB3(g)(正反應(yīng)放熱)的下列敘述,不能說明反應(yīng)已達化學平衡狀態(tài)的是
A.恒容容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
B.AB 3的生成速率與B2的生成速率之比為2∶3
C.恒壓容器內(nèi)混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化
D.單位時間內(nèi)斷裂a mol A≡A鍵,同時斷裂6a mol A—B鍵
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【題目】X、Y、Z、W四種物質(zhì)在一定條件下具有如下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,下列判斷錯誤的是
A. 若圖中反應(yīng)均為非氧化還原反應(yīng),當W為一元強堿時,則Z可能是NaAlO2
B. 若圖中反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng),當W為非金屬單質(zhì)時,則Z可能是CO2
C. 若圖中反應(yīng)均為非氧化還原反應(yīng),當W為一元強酸時則X可能是NH3
D. 若圖中反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng),當W為金屬單質(zhì)時,則Z可能是FeCl2
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【題目】下列關(guān)于苯的敘述正確的是( )
A. 反應(yīng)為取代反應(yīng),有機產(chǎn)物的密度比水小
B. 反應(yīng)為取代反應(yīng),有機產(chǎn)物是一種烴
C. 反應(yīng)中1mol苯最多與發(fā)生加成反應(yīng),是因為苯分子含有三個碳碳雙鍵
D. 反應(yīng)為氧化反應(yīng),反應(yīng)現(xiàn)象是火焰明亮并帶有較多的黑煙
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【題目】A、B、C、D、E、F均為短周期主族元素,且原子序數(shù)依次遞增。A的原子核內(nèi)無中子,B的原子最外層電子數(shù)是次外層電于數(shù)的2倍,C是地殼中含量最多的元素,D是短周期中金屬性最強的元素,E與F位置相鄰,F是同周期元素中原子半徑最小的元素。
完成下列填空題:
(1)B在元素期表中的位置為_______,1個C原子核外有____個未成對的電子。
(2)D、E、F三種元素形成簡單離子其半徑由l大到小的順序是_____________。(用離子符號表示)。
(3)寫出D與C形成化合物的電子式______、_______。
(4)常溫下,1molA的單質(zhì)在C的單質(zhì)中完全燃燒生成液態(tài)化合物,并放出286kJ的熱量,該反應(yīng)的熱化學方程式為______________。
(5)非金屬性的強弱:E_____F(填“強于”、“弱于”、“無法比較”),試從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋其原因________________。
(6)Na2SO3可用作漂白織物時的去鼠劑。Na2SO3溶液及收Cl2后,溶液的酸性增強。寫出該反應(yīng)的離子方程式______。
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