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钢铁制品经常进行烤蓝处理,即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为...

钢铁制品经常进行烤蓝处理,即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为了研究烤蓝铁片,分别进行了以下实验操作:

①把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末。

②取m g该粉末,放人28.00 mL 1 mol/L的盐酸中,恰好完全反应,生成标准状况下的气体134.4 mL,向溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象。

③再取三份不同质量的粉末,分加加到相同体积(V)、物质的量浓度均为l0.00 mol/L的三份硝酸溶液中,充分反应后,固体全部溶解,有关的实验数据如下表所示(假设NO是硝酸的唯一还原产物):

实验序号

加入粉末质量/g

13.68

27.36

34.20

生成气体的体积(标准状况)/L

2.912

5.824

6.720

 

完成下列各题:

(1)实验②所得溶液中的溶质是        (写化学式),样品中n(Fe)∶n(Fe3O4)=              ,m=                     

(2)计算实验③中每份硝酸溶液的体积(V)(mL)。

(3)若向实验Ⅱ所得溶液中继续加入铜粉,要使溶液中Cu2、Fe2+、Fe3+同时存在,求加入铜粉的物质的量的范围。

 

(1)FeCl2 ,4∶1 , 0.912 g (2)180 mL (3)0.105mol<n(Cu)<0.315mol 【解析】 试题分析:(1)由于向溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象可知反应后生成的物质为FeCl2,由于放人盐酸的量为28.00 mL× 1 mol/L=0.028mol,故产生FeCl2的物质的量为0.028/2=0.014mol。其中单质铁分别于盐酸、Fe3O4二者发生反应,①由生成标准状况下的气体134.4 mL,根据电荷守恒可知,混合物中与盐酸发生产生气体的单质铁为0.006mol,②Fe3O4与Fe、HCl共同反应,在该反应中铁元素总量为:0.014mol-0.006mol=0.008mol,且该反应方程式为Fe3O4+8HCl+Fe=4FeCl2+4H2O,通过该反应方程式可知Fe3O4为0.002mol,发生该反应的单质铁为0.002mol。故总的Fe物质的量为0.008mol,Fe3O4为0.002mol。故比例为4∶1。质量为0.002mol×232g/mol +0.008mol×56g/mol =0.912g。 (2)根据三个实验,通过投入粉末质量与产生气体的体积比例关系可知,Ⅰ、Ⅱ为硝酸过量,Ⅲ为粉末过量。可通过实验Ⅲ计算出硝酸的体积。由于假设NO是硝酸的唯一还原产物,且产生的气体的物质的量为6.720L/22.4L·mol-1=0.3mol。则N元素得到电子数为0.3mol×3=0.9mol。由于Ⅲ中混合物质量为34.2g,且n(Fe)∶n(Fe3O4)=4:1,则Fe为0.3mol,Fe3O4为0.075mol,由于氮元素得到电子数共为0.9mol,故溶液中为Fe(NO3)2、Fe(NO3)3两种溶质,计算可知Fe(NO3)2为0.075mol,Fe(NO3)3为0.45mol。故溶液中硝酸根含量为0.075mol×2+0.45mol×3=1.5mol。则该反应中N元素总物质的量为1.5mol+0.3mol=1.8mol。故硝酸的体积为180ml。 (3)27.36g 粉末,根据n(Fe)∶n(Fe3O4)=4:1可知含铁元素0.42mol,由于硝酸过量,产物为硝酸铁,故II反应需用硝酸1.52 mol(硝酸共1.8mol),故II溶液中有Fe3+ 0.42 mol,过量硝酸0.28mol, 3Cu ~ 8HNO3           Cu ~ 2Fe3+ 3        8             1   2 nmin   0.28mol          n   0.42 nmin=0.105mol   n=0.21mol   nmax =0.21mol+0.105mol=0.315mol 考点:化学计算、物料守恒,电子守恒、化学计算
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考点分析:
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相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H是一种功能高分子,链节组成为C7H5NO。

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已知:

Ⅰ、满分5 manfen5.com

Ⅱ、满分5 manfen5.com

请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:

(1)H的结构简式是:                 ;X→A的反应条件           

(2)反应②的类型是           ;反应②和③先后顺序不能颠倒的原因是                     

(3)写出反应①的化学方程式:                                               

(4)满分5 manfen5.com有多种同分异构体,写出2种含有1个醛基和2个羟基且苯环上只有2种一氯取代物的芳香族化合物的结构简式:                               

(5)写出由A转化为满分5 manfen5.com的路线。(用A→ …… →满分5 manfen5.com在箭号上写明反应试剂及反应条件。)

 

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对二甲苯(英文名称p-xylene,缩写为PX)是化学工业的重要原料。

(1)写出PX的结构简式                  

(2)PX可能发生的反应有                                      (填反应类型)。

(3)增塑剂(DEHP)存在如下图所示的转化关系,其中A是PX的一种同分异构体。

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①B的苯环上存在两种不同化学环境的氢原子,C分子中有一个碳原子分别连接一个乙基和一个正丁基,DEHP的结构简式是                      

②D分子中的官能团是           (填名称);

(4)写出E与HBr在一定条件下发生反应的化学方程式(主要产物为分子中含烃基较多的物质):                                                        

(5)F是B的一种同分异构体,具有如下特征:

a.是苯的邻位二取代物

b.遇FeCl3溶液显示特征颜色

c.能与碳酸氢钠溶液反应

写出F与NaHCO3溶液反应的化学方程式                                            

 

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已知:BaSO4(s) + 4C(s)满分5 manfen5.com 4CO(g) + BaS(s)工业上以重晶石矿(主要成分BaSO4,杂质为Fe2O3、SiO2)为原料,通过下列流程生产氯化钡晶体(BaCl2·nH2O)。

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回答下列问题:

(1)不溶物A的化学式是_________;若在实验室进行焙烧时,所产生的气体的处理方法是        

a.用NaOH溶液吸收       b.用浓硫酸吸收      c.点燃

(2)用单位体积溶液中所含的溶质质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度,可以用g/L表示,现用38%的浓盐酸配制含溶质109.5g/L的稀盐酸500mL,所需要的玻璃仪器除了玻璃棒还有                           

(3)沉淀反应中所加的试剂R可以是下列试剂中的                

a.NaOH溶液    b.BaO固体      c.氨水       d.生石灰

证明沉淀已经完全的方法是________________________________________________________。

(4)设计一个实验确定产品氯化钡晶体(BaCl2·nH2O)中的n值,完善下列实验步骤:

①称量样品②_______ ③置于_________(填仪器名称)中冷却 ④称量 ⑤恒重操作。

恒重操作是指____________________________________________                    _;

第③步物品之所以放在该仪器中进行实验的原因是                                   

(5)将重晶石矿与碳以及氯化钙共同焙烧,可以直接得到氯化钡,该反应的化学方程为

BaSO4+ 4C+CaCl2满分5 manfen5.com4CO + CaS+ BaCl2。请你完善下列从焙烧后的固体中分离得到氯化钡晶体的实验流程的设计(已知硫化钙不溶于水,易溶于盐酸)。

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(方框内填写操作名称)

 

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蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成,由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下:

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(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后,溶液里除了Mg2+外,还含有的金属离子是             

(2)进行Ⅰ操作时,控制溶液的pH=7~8(有关氢氧化物沉淀的pH见下表),Ca(OH)2不能过量,若Ca(OH)2过量可能会导致             溶解,产生            沉淀。

氢氧化物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Mg(OH)2

开始沉淀pH

1.5

3.3

9.4

 

(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作为颜料,先向沉淀物A中加入             (填加入物质的化学式),然后                                          (依此填写实验操作名称)。物质循环使用,能节约资源。上述实验中,可以循环使用的物质是          (填写物质的化学式)。

(4)现设计实验,确定产品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O中a、b、c的值。请写出下列实验步骤中所需要测定的项目(可用试剂:浓硫酸、碱石灰、氢氧化钠溶液、澄清石灰水):①样品称量,②高温分解,③                     ,④                         ,⑤MgO称量。

(5)从下列仪器(装有必要的试剂)中选择完成上述实验所必需的仪器,连接一套装置                (选择仪器代号,可重复使用,用“A→B→……→”表示)

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(6)18.2g产品完全分解后,产生6.6gCO2和8.0gMgO,由此可知,产品的化学式中a=      ,b=          ,c=            

 

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黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫及铁的化合物。

(1)冶炼铜的反应为: 8CuFeS2+21O2满分5 manfen5.com8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2

若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是            (填元素符号)。

(2)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为:

①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。

②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3

除去Al3+的离子方程式是                            

(3)为验证炉渣中含有FeO,先将炉渣用稀酸溶解,再在酸性条件下加入适当的氧化剂。(提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水)

所选试剂为                        ,证明炉渣中含有FeO的实验现象为                                

(4)配平上述反应的离子方程式(氧化性物质依据你的选择填入[   ])

      Fe2++     H++     [         ] →       Fe3++      [      ]+     H2O

(5)如果证明炉渣中是否含有FeO,将炉渣溶于稀硝酸,每含有1molFeO,可产生气体的体积是     L(标准状况,假设硝酸的还原产物只有NO)。

(6)Fe2O3可以作为染料,也可进一步制得净水剂Fe2(SO4)3, Fe2(SO4)3的净水原理是                 (用相应的方程式表示)。

 

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