(16分)
Ⅰ、工业上用含有Cr2O72-和CrO42-的废水回收铬。其工艺流程如下:
已知:①2 CrO42-(黄色)+2H+ Cr2O72-(橙色)+ H2O;
②常温下,Ksp【Fe(OH)3】=1.0×10-38,Ksp【Cr(OH)3】=1.0×10-32;
③当离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时,认为沉淀完全。
(1)下列选项中能说明反应2 CrO42-(黄色)+2H+ Cr2O72-(橙色)+ H2O达平衡状态的是_______(填选项字母)。
A.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同
B.2v(Cr2O72-)= v(CrO42-)
C.溶液的颜色不变
D.溶液的PH不变
(2)为防止FeSO4溶液变质,在保存时需加入的试剂为 (填试剂名称)
(3)过滤操作中需要用到的玻璃仪器有
(4)FeSO4溶液与溶液A发生反应的离子方程式为
(5)沉淀C的化学式为 ,pH2的范围为
Ⅱ、铝电池性能优越,铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注,其原理如图所示。
(6)该电池的总反应化学方程式为 ;
(7)某铝一空气电池的效率为50%,若用其作电源电解500mL的饱和NaCl溶液,电解结束后,所得溶液(假设溶液电解前后体积不变)中NaOH的浓度为0.3 mol·L-1,则该过程中消耗铝的质量为 。
(13分)(NH3经一系列反应可以得到HNO3,如下图所示。
(1)I中,NH3 和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是_____________________。
(2)II中,2NO(g)+O22NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下温度变化的曲线(如图)。
①比较P1、P2的大小关系:________________。
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是________________。
(3)III中,将NO2()转化为N2O4(),再制备浓硝酸。
①已知:2NO2() N2O4()△H1
2NO2() N2O4() △H2
下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)_______________。
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是_________________。
(4)IV中,电解NO制备 NH4NO3,其工作原理如图所示,其阳极电极反应式为_____________,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是_____________,说明理由:________________。
(14分)常见的一硝基甲苯有对硝基甲苯和邻硝基甲苯两种,均可用于合成各种染料。某探究小组利用下列反应和装置制备一硝基甲苯。
实验中可能用到的数据:
实验步骤:①按体积比1:3配制浓硫酸与浓硝酸混合物40 mL;
②在三颈瓶中加入15 mL(13g)甲苯,按图所示装好药品和其他仪器;
③向三颈瓶中加入混酸,并不断搅拌(磁力搅拌器已略去);
④控制温度约为50℃,反应大约10 min,三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯的总质量13.60 g。
请回答下列问题:
配制混酸的方法是_____ ___。
反应中需不断搅拌,目的是_________________________________________________。
(2)仪器A的名称是________,使用该仪器前必须进行的操作是_________。
(3)若实验后在三颈瓶中收集到的产物较少,可能的原因是_________。
(4)分离反应后产物的方案如下:
其中,操作1的名称为________,操作2中需要使用下列仪器中的________(填序号)。
a.冷凝管
b.酒精灯
c.温度计
d.分液漏斗
e.蒸发皿
(5)该实验中一硝基甲苯的产率为________(保留两位有效数字)。
室温时,关于溶液的下列说法正确的是
A.常温下,将相同体积的pH=3硫酸和pH=11一元碱BOH溶液混合,所得溶液可能为中性也可能为酸性
B.水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液中K+、Cl-、NO3-、I-一定能大量存在
C.往0.1mol/LCH3COOH溶液中通人少量HCl,醋酸的电离平衡向逆反应方向移动,且溶液中增大
D.等物质的量浓度的下列溶液:①H2CO3②Na2CO3③NaHCO3④(NH4)2CO3⑤NH4HCO3中c(CO32-)的大小关系为:②>④>③>⑤>①
下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 | 实验操作 | 现象 | 结论 |
A | 向某溶液中先滴加硝酸酸化,再滴加BaCl2溶液 | 有白色沉淀生成 | 该溶液中一定含有Ag+ |
B | 向AgNO3溶液中滴加过量氨水 | 溶液澄清 | Ag+与NH3∙H2O能大量共存 |
C | 用石墨作电极电解MgSO4溶液 | 某电极附近有白色沉淀生成 | 该电极为阳极 |
D | 将KI和FeCl3溶液在试管中混合后,加入CCl4,振荡,静置 | 下层溶液显紫红色 | 氧化性:Fe3+>I2 |
高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)的装置如图所示。下列说法正确的是
A.铁是阳极,电极反应为Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2
B.电解一段时间后,镍电极附近溶液的pH减小
C.每制得1mol Na2FeO4,理论上可以产生67.2L气体
D.若离子交换膜为阴离子交换膜,则电解结束后左侧溶液中含有FeO42-