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(12分)高氯酸钾广泛用于火箭及热电池业。实验室制取高氯酸钾的步骤为:称取一定质...

(12分)高氯酸钾广泛用于火箭及热电池业。实验室制取高氯酸钾的步骤为:称取一定质量的KCl、NaClO4溶解,然后混合,经冷却、过滤、滤出晶体用蒸馏水多次洗涤及真空干燥得到。

有关物质溶解度与温度的关系如下表:

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(1)写出实验室制取高氯酸钾的化学方程式:              ;用蒸馏水多次洗涤晶体的目的是:             

(2)Fe和KClO4反应放出的热量能为熔融盐电池提供550-660的温度,使低熔点盐熔化导电,从而激活电池,这类电池称为热电池。Li/FeS2热电池工作时,Li转变为硫化锂,FeS2转变为铁,该电池工作时,电池总反应为:         

(3)Fe和KClO4作为热电池加热材料的供热原理为:KClO4 (s)+4Fe(s)= KCl (s)+ 4FeO(s),H< 0。

600时FeO可部分分解生成Fe3O4,写成有关的化学方程式:             

称取一定质量上述加热材料反应后的混合物(假定只含氯化钾一种钾盐)于烧杯中,用蒸馏水充分洗涤、过滤、干燥,固体质量减少了0.43g,在固体中继续加入过量的稀硫酸,微热让其充分反应,固体完全溶解得到的溶液中加入过量的NaOH溶液,经过滤、洗净、干燥,再在空气中充分灼烧得6.0 g棕色固体。求该加热材料反应前,铁和高氯酸钾的质量。(写出计算过程,结果保留2位有效数字)             

 

(12分) (1)NaClO4+ KCl= KClO4↓+NaCl (2分) 尽可能除去溶解度较大的杂质 (2分) (2)FeS2 +4Li=Fe +2Li2S (2分) (3)①4FeO====Fe3O4+Fe (2分) ②m(Fe)=n(Fe)×56g·mol-1= ×2×56g·mol-1=4.2g (2分) m(KClO4)=n(KClO4)×138.5g·mol-1=n(KCl)×138.5g·mol-1=×138.5g·mol-=0.80g (2分) 【解析】 试题分析:(1)KCl、NaClO4溶解,因为KClO4的溶解度较小,所以KClO4以沉淀析出,所以反应的化学方程式为NaClO4+ KCl= KClO4↓+NaCl;因为KCl、NaClO4的溶解度较大,用蒸馏水多次洗涤晶体的目的是尽可能除去溶解度较大的杂质; (2)Li/FeS2热电池工作时,Li转变为硫化锂,FeS2转变为铁,所以总反应是FeS2 +4Li=Fe +2Li2S; (3)①600℃时FeO可部分分解生成Fe3O4,Fe元素的化合价升高,同时Fe元素的化合价降低,生成Fe单质,则FeO分解的化学方程式为4FeO====Fe3O4+Fe; ②根据题意,反应后的混合物为氧化亚铜和氯化钾,用蒸馏水充分洗涤、过滤、干燥,固体质量减少了0.43g,说明KCl的质量是0.43g;在固体中继续加入过量的稀硫酸,微热让其充分反应,固体完全溶解得到的溶液中加入过量的NaOH溶液,经过滤、洗净、干燥,再在空气中充分灼烧得6.0 g棕色固体,氧化亚铜与硫酸反应生成硫酸亚铁,再与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁,在空气中氢氧化亚铁转化为氢氧化铁,灼烧后生成氧化铁,该红棕色固体是氧化铁,所以m(Fe)=n(Fe)×56g·mol-1= ×2×56g·mol-1=4.2g;m(KClO4)=n(KClO4)×138.5g·mol-1=n(KCl)×138.5g·mol-1=×138.5g·mol-=0.80g。 考点:考查对物质制备的分析,化学方程式的书写,物质化学性质的应用,质量计算  
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(14)甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下

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(1)写出催化反应室1中在一定条件下进行的化学方程式:              

(2)在压强为0.1MPa条件下,反应室3(容积为VL)中amolCO与2amolH2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g) +2H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,

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则:P1        P2。(填“<”、“>”或“=”)

在其它条件不变的情况下,反应室3再增加a mol CO与2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率       。(填“增大”、“减小”或“不变”)

在P1压强下,100时,反应:CH3OH(g)满分5 manfen5.comCO(g)+2H2(g)的平衡常数为     。(用含a、V的代数式表示)。

(3)下图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图,a电极的电极反应式为   

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(4)水煤气合成二甲醚的三步反应如下:

2H2(g)+CO(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ·mol1

2CH3OH(g) 满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5kJ·mol1

CO(g)+H2O(g) 满分5 manfen5.comCO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol1

则反应:3H2(g) +3CO(g) 满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=         

 

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(16分)某芳香烃X(相对分子质量为92)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:满分5 manfen5.com(苯胺,易被氧化)

(1)X的结构简式是                ,反应的类型是                

(2)反应②③两步能否互换        ,(填“能”或“不能”)

理由是                                 

(3)反应的化学方程式是                              

(4)满分5 manfen5.com有多种同分异构体,其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物有  种。

(5)请用合成反应流程图表示出由满分5 manfen5.com和其他无机物合成满分5 manfen5.com最合理的方案。

例:满分5 manfen5.com                               

 

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(11分)有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用,会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性,成为废催化剂。一种由废催化剂制取PdCl2的工艺流程如下:

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(1)“焙烧1”通入空气的目的是                

(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳,写出甲酸与PdO反应的化学方程式          

(3)加入浓氨水的过程中,需要控制溶液的pH为8~9,实验室中检测溶液pH的简单方法是                 

(4)写出“焙烧2”发生反应的化学方程式:                             

(5)Pd中加入王水的反应可以表示为:Pd+HCl+HNO3 A+B↑+H2O(未配平)。其中B为无色有毒气体,该气体在空气中不能稳定存在;A中含有三种元素,其中Pd元素的质量分数为42.4%,H元素的质量分数为0.8%。则A的化学式为:            

 

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(15分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了威胁。某研究性学习小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:

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(1)第步Cu与酸反应的离子方程式为                                   

(2)第步加H2O2的作用是                                      

(3)该探究小组提出两种方案测定CuSO4·5H2O晶体的纯度。

方案一:取ag试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用0.1000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(原理为:I2+2S2O32-===2I+S4O满分5 manfen5.com),到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。

滴定过程中可选用         作指示剂,滴定终点的现象是             

CuSO4溶液与KI反应的离子方程式为                   

方案二:取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c mol·L-1 EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液6 mL。滴定反应如:Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+

写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω=            

下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是          。(填序号)

a.未干燥锥形瓶   

b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡  

c.未除净可与EDTA反应的干扰离子

 

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向甲、乙两个容积均为1L的恒容容器中,分别充入2molA、2molB和1molA、1molB。相同温度下,发生反应:A(g)+B(g)满分5 manfen5.comxC(g)  H<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示

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下列说法正确的是

Ax不可能等于2

B甲、乙两容器中反应达平衡时,平衡常数K(甲) <K(乙)

C将乙容器升温可使甲、乙容器内各物质的体积分数相同

D若向甲容器中再充入2molA、2molB,则平衡时甲容器中0.78 mol/L<c(A)<1.56 mol/L

 

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