(共14分)乳酸亚铁([CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O,Mr=288)是一种常用的补铁剂,可通过乳酸与碳酸亚铁反应制得:CH3CH(OH)COOH+FeCO3+2H2O→[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O+CO2↑。
已知FeCO3易被氧化:4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2
某兴趣小组用FeCl2(用铁粉和稀盐酸制得)和NH4HCO3制备FeCO3的装置示意图如下:
回答下列问题:
(1)NH4HCO3盛放在装置 中(填字母),该装置中涉及的主要反应的离子方程式 _
(2)将生成的FeCl2溶液和NH4HCO3溶液混合时的操作是 _
(3)将制得的FeCO3加入到足量乳酸溶液中,再加入少量铁粉,75℃下搅拌反应。铁粉的作用是 。反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是 _
(4)该兴趣小组用KMnO4法测定样品中亚铁含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数,发现产品的质量分数总是大于100%,其原因可能是 。
经查阅文献后,该兴趣小组改用铈(Ce)量法测定产品中Fe2+的含量。取2.880g产品配成100mL溶液,每次取20.00mL,进行必要处理,用0.1000mol·L-1Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点,平均消耗Ce(SO4)2 19.70mL。滴定反应如下:
Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+
则产品中乳酸亚铁的质量分数为 _
(共16分)近年来对CO2的有效控制及其高效利用的研究正引起全球广泛关注。据中国化工报报道,美国科学家发现了一种新的可将CO2转化为甲醇的高活性催化体系,比目前工业使用的常见催化剂快近90倍。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下:
反应Ⅰ: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H 1=-49.58 kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+ H2(g)CO (g)+H2O(g) △H 2
反应Ⅲ: CO(g)+2 H2(g)CH3OH(g) △H 3=-90.77 kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的△H 2= ,反应Ⅲ自发进行条件是 (填“较低温”、“较高温”或“任何温度”)。
(2)在一定条件下2L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ,实验测得在不同反应物起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线,如下图所示。
①据图可知,若要使CO2的平衡转化率大于40%,以下条件中最合适的是 ;
A.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.5mol; 650K
B.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.7mol;550K
C.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.9mol; 650K
D.n(H2)=3mol,n(CO2)=2.5mol;550K
②在温度为500K的条件下,充入3mol H2和1.5mol CO2,该反应10min时达到平衡:
a.用H2表示该反应的速率为 ;
b.该温度下,反应I的平衡常数K= ;
c.在此条件下,系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图所示,当反应时间达到3min时,迅速将体系温度升至600K,请在图中画出3~10min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线:
(3)某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂(发生反应I、Ⅱ、
Ⅲ),测得了不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率(a)及CH3OH的产率(b),如图所示,请回答问题:
①该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和甲醇的生成量,以下措施一定可行的是 (选填编号)。
A.改用高效催化剂
B.升高温度
C.缩小容器体积
D.分离出甲醇
E.增加CO2的浓度
②据图可知当温度高于260℃后,CO的浓度随着温度的升高而 (填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”),其原因是 。
(共18分)
(Ⅰ)无机盐A是医学上常用的镇静催眠药,由两种元素组成。将其溶于水,通入适量黄绿色气体B,然后向反应后的溶液中加入四氯化碳并振荡、静置,溶液分层,下层液体呈橙红色。分液后取上层溶液,经元素分析,溶质为漂白粉的主要成分之一,往此溶液通入CO2和NH3可获得纳米材料E和铵态氮肥F。
(1)无机盐A中阳离子的结构示意图 。
(2)工业上制取漂白粉的化学反应方程式 。
(3)CO2和NH3两气体中,应该先通入溶液中的是 (填化学式),写出制备E和F的离子反应方程式
(Ⅱ)某研究小组为了探究一种浅绿色盐X(仅含四种元素,不含结晶水,M(X)﹤908 g·mol-1)的组成和性质,设计并完成了如下实验。
取一定量的浅绿色盐X进行上述实验,充分反应后得到23.3g白色沉淀E、28.8g红色固体G和12.8g红色固体H。
已知:(1)浅绿色盐X在570℃、隔绝空气条件下受热分解为非氧化还原反应。
(2)常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子
请回答如下问题:
(1)写出B分子的电子式 。
(2)已知G溶于稀硝酸,溶液变成蓝色,并放出无色气体。请写出该反应的离子方程式为 。
(3)X的化学式是 ,在隔绝空气、570℃温度下加热X至完全分解的化学反应方程式为 。
(4)一定条件下,NH3与黑色固体C发生氧化还原反应得到红色固体和气体丙(丙是大气主要成分之一),写出一个可能的化学反应方程式 ,设计一个实验方案探究 红色固体的成分 。
(共10分)乙烯是一种用途广泛的基本有机化工原料,可以用来合成碳酸二甲酯(DMC)等重要化工产品(部分反应条件已略去):
已知:(1)羟基直接与碳碳双键相连不稳定:R—CH=CH—OH→R—CH2—CHO
(2)1mol化合物C与足量银氨溶液反应生成4mol单质银
(1)工业上生产乙烯的主要方法是 ,试剂X为 。
(2)下列说法正确的是 。
A.D→E的反应类型为取代反应
B.化合物A与化合物C含有相同官能团
C.DMC与乙酸乙酯互为同系物
D.DMC酸性条件下水解能产生CO2和甲醇
(3)写出B→C的化学反应方程式 。
(4)现代工业也常用尿素()和甲醇在催化剂、加热条件下,发生取代反应生成DMC,请写出该反应的化学反应方程式 。
废弃物资源化对于建设资源节约型社会具有重要的意义。铝灰是铝加工行业的废渣,其主要成分为Al、Al2O3,可能还含有KCl、FeO、Fe2O3、MgO、SiO2、MnO2中的若干种。为了确认其成分,某同学依次进行了以下实验:
①将过量的稀盐酸加入铝灰中,充分反应后过滤得到溶液甲和固体乙
②取少量溶液甲滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀
③取少量溶液甲分成两等份,向其中一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀;向另一份滴加KSCN溶液,溶液变成血红色
④取少量溶液甲加入过量NaOH溶液,并置于空气中。充分反应后经过滤、洗涤、灼烧得到1.60g固体丙,将固体丙置于氢气流中加热充分反应后得到1.12g固体丁
根据以上实验现象或数据,该同学得出的结论正确的是:
A.根据①可推出铝灰中一定含有SiO2
B.根据②可推出铝灰中一定含有KCl
C.根据③可推出铝灰中一定含有FeO和Fe2O3
D.根据④可推出固体丙中一定不含MgO
已知草酸为二元弱酸:
H2C2O4 HC2O4-+H+ Ka1
HC2O4- C2O42-+H+ Ka2
常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定量浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2O4-、C2O42-三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示,则下列说法中不正确的是
A.pH=1.2溶液中:c(K+) + c(H+) = c(OH-) + c(H2C2O4)
B.pH=2.7溶液中:c2(HC2O4-) / [c(H2C2O4) × c(C2O42-)]=1000
C.将相同物质的量KHC2O4和K2C2O4固体完全溶于水可配得pH为4.2的混合液
D.向pH=1.2的溶液中加KOH溶液将pH增大至4.2的过程中水的电离度一直增大