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为探究Fe(NO3)2等硝酸盐热分解产物和产物的性质,某化学小组开展如下探究: ...

为探究Fe(NO3)2等硝酸盐热分解产物和产物的性质,某化学小组开展如下探究:

【查阅资料】2KNO3满分5 manfen5.com2KNO2+O2↑    Fe(NO3)2满分5 manfen5.comFexOy+NO2↑+O2

实验一:探究Fe(NO3)2热分解固体产物中铁元素的价态。该小组甲同学将分解后的固体产物溶于足量的稀H2SO4得到相应两份溶液,进行以下探究实验。

(1)【提纯猜想】

猜想一:铁元素只显+2价;

猜想二:铁元素             

猜想三:铁元素既有+2价又有+3价。

【实验操作】①向一份溶液中滴入KSCN溶液;向另一份溶液中滴入酸性KMnO4稀溶液。

(2)【实验现象】实验①                      ;实验②                    

(3)【实验结论】猜想二成立,则Fe(NO3)2分解的化学方程式是                 

实验二:

(4)探究Fe(NO3)2热分解气体产物的性质。小组乙同学进行料如下实验,请完成实验空缺部分内容。限选试剂和用品:浓H2SO4溶液、4mol/LNaOH溶液、0.1mol/LBaCl2溶液、带火星的木条、0.1mol/L酸性KMnO4溶液、蒸馏水。

实验步骤

预期现象和结论

步骤1:取少量Fe(NO3)2固体于试管中,加热分解。

                                     ,说明分解产生的气体中含有NO2

步骤2:将产生的气体依次通过盛有足量  

                、浓硫酸的洗气瓶,    

                   在最后一个出口检验。

                                      ,说明分解产生的气体中含O2

 

实验三:KNO3中混有Fe(NO3)2,为确定其中铁元素的含量,小组丙同学进行如下实验:①取混合物样品10g,充分加热分解;②将固体产物溶解、过滤,取沉淀进行洗涤、干燥,称得其质量为3.2g。则混合物中铁元素的质量分数为                   。(保留三位有效数字,相对原子质量:Fe-56   O-16)

 

(17分)(1)只显+3价(1分) (2)溶液出现血红色(2分,其它合理解释也给分)  溶液紫红色不褪色(2分) (3)4Fe(NO3)22Fe2O3+8NO2↑+O2↑(2分,化学式错不给分,系数错扣1分,不写条件扣1分) (4) 实验步骤 预期现象和结论 步骤1:取少量Fe(NO3)2固体于试管中,加热分解。 有红棕色气体产生(2分,其它合理表述也给分),说明分解产生的气体中含有NO2。 步骤2:将产生的气体依次通过盛有足量 4mol/LNaOH溶液(2分)、浓硫酸的洗气瓶,用带火星的木条(2分)在最后一个出口检验。 带火星的木条复燃(1分),说明分解产生的气体中含O2。 (5)22.4% 【解析】 试题分析:(1)根据两个已知的猜想推断,猜想二必为铁元素只显+3价;(2)根据实验结论推断,Fe(NO3)2受热分解产生的固体产物只有Fe2O3,Fe2O3与足量稀硫酸反应生成Fe3+的溶液,则Fe3+遇KSCN溶液变红,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;设Fe2O3的系数为1,根据铁、氮、氧原子个数守恒配平,该反应为2Fe(NO3)2Fe2O3+4NO2↑+1/2O2↑,系数加倍可得:4Fe(NO3)22Fe2O3+8NO2↑+O2↑;(4)Fe(NO3)2受热分解产生的气体产物中,NO2是红棕色气体,O2是无色无味气体,有红棕色气体产生,就能说明分解产生的气体中含有NO2;由于NO2有毒,且易与水反应产生能与O2反应的NO,因此步骤2中应该先用过量4mol/LNaOH溶液吸收多余的NO2,再用浓硫酸干燥,在最后一个出气口用带火星的木条检验,若带火星木条复燃,说明分解产生的气体中含有O2;(5)根据题意可知,产物中m(Fe2O3)=3.2g;根据铁元素守恒可得关系式,2Fe→Fe2O3,则原料中m(Fe)= m(Fe2O3)×2×56/160=3.2g×2×56/160;由于混合物总质量为10g,则其中有铁元素的质量分数为3.2g×2×56/160÷10g×100%=22.4%。 考点:考查探究实验方案的设计和定量实验的计算,涉及提出猜想、验证猜想、设计实验方案、配平化学方程式、混合物中铁元素质量分数的测定等知识。
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考点分析:
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废旧电池进入环境后,对人体带来一系列的致畸、致癌、致变等危害。废电池中主要有铜帽(含Cu、Zn)、锌壳、铁片、石墨、填充物(MnO2、NH4Cl),对废旧电池进行资源化处理的工艺流程如下:

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(1)操作A的名称为                  ,滤渣的成分为                

(2)填充物用60℃温水溶解,目的是为了加快溶解速率,但必须控制温度不能太高,其原因是                                                                

(3)铜帽溶解时加入H2O2的目的是(用化学方程式表示)                   。铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的H2O2除去,除去H2O2的简便方法是             

(4)碱性锌锰电池的电解质为KOH,总反应为:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为                    

 

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(1)常温下,将2种一元酸分别和NaOH溶液等体积混合,实验数据如下:

组别

一元酸

NaOH

pH

c(HX)=0.1mol/L

c(NaOH)=0.1mol/L

pH=9

c(HY)=c1mol/L

c(NaOH)=0.1mol/L

pH=7

 

①甲组实验的混合溶液中离子浓度由大到小顺序为                             。由水电离出的c(OHˉ)=                    mol/L。

②乙组实验中HY为强酸,则HY溶液的c1         (填“<”、“=”或“>”)0.1。

(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况和n(NO)/n(CO)比例变化情况如下图。

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①为达到NO转化为N2的最佳转化率,应该选用的温度和n(NO)/n(CO)比例分别为                                  

②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物生成无污染的物质。CH4与NO2发生反应的化学方程式为                                                    

(3)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:

CO(g)  +  2H2(g)  满分5 manfen5.com  CH3OH(g)      △H

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度

523K

573K

623K

平衡常数(K)

2.041

0.270

0.012

 

①由表中数据判断△H        0(填“<”、“=”或“>”)。

②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则此时的温度为          

③请在下列坐标中画出②中求得该温度下CO、H2和CH3OH的浓度随时间变化的曲线,并进行适当的标注。

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Knoevenagel反应是有机合成中的一种常见反应:

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化合物II可以由以下合成路线获得:

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(1)化合物I的分子式为                              

(2)已知1mol化合物III可以与2molNa发生反应,且化合物III在Cu催化下与O2反应的产物可以被新制的Cu(OH)2氧化,则III的结构简式为                      

(3)化合物IV与NaOH醇溶液反应的化学方程式为                             

                           。IV与CH3OH生成II的反应类型为             

(4)已知化合物V(满分5 manfen5.com)也能与化合物IV发生Knoevenagel反应,则其生成物的结构简式为                                                 

(5)化合物V的一种同分异构体VI含有苯环,能发生银镜反应,同时也能发生水解,则 VI的结构简式为                                              (任写一种)。

 

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常温下,有关醋酸溶液的叙述中错误的是

A.pH=5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中:c(Na+)<c(CH3COOˉ)

B.将pH=3的醋酸稀释为pH=4的过程中,c(CH3COOH)/ c(H+)比值不变

C.浓度均为0.1mol/L的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后:c(CH3COOˉ)+ c(CH3COOH)=2 c(Na+)

D.amLpH=3的醋酸溶液与bmLpH=11的NaOH溶液恰好完全中和时,a=b

 

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下图是模拟电化学反应的装置图。下列有关叙述中,错误的是

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A.X为碳棒,Y为NaCl溶液,开关K置于N处,溶液中阳离子移向碳棒

B.X为锌棒,Y为NaCl溶液,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀,该法称为牺牲阳极的阴极保护法

C.X为铜棒,Y为CuSO4溶液,开关K置于M处,铜棒质量将增加,外电路中的电子流向铜棒

D.X为铜棒,Y为CuSO4溶液,开关K置于N处,铁棒质量将增加,溶液中Cu2+浓度不会改变

 

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