(15分)已知FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应,某小组同学对该反应进行实验探究。
(1)甲同学首先进行了实验1。
实验 1 | 实验步骤 | 实验现象 |
ⅰ.取2 mL 1 mol·L-1 KI溶液, 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴(1滴约为0.05 mL,下同)。 | ⅰ.溶液呈棕黄色。
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ⅱ.向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 | ⅱ.溶液不显红色。 |
①写出FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式 。
②加入KSCN溶液的目的是 。
③甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中c(Fe3+)太低,故改进实验方案,进行了实验2。
实验 2 | 实验步骤 | 实验现象 |
ⅰ.取2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液, 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴。 | ⅰ.溶液呈棕黄色。 | |
ⅱ.向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 | ⅱ.溶液显红色。 | |
ⅲ.继续加入2 mL CCl4,充分振荡、静置。 | ⅲ.液体分层,上层红色消失,变为棕黄色,下层呈紫红色。 |
本实验改用0.1 mol·L-1 KI溶液的目的是 。用化学平衡原理解释实验2中加入CCl4后上层溶液红色消失的原因: 。
(2)甲同学认为“用CCl4萃取后上层溶液仍为棕黄色”的原因是I2未被充分萃取,但乙同学查阅资料得到信息:I2、I3-在水中均呈棕黄色,两者有如下关系:I2+I- I3-。于是提出假设:萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在I3-。
①为验证假设,乙同学设计并完成了实验3。
实验3 | 实验步骤 | 实验现象 |
ⅰ.取1 mL实验2中棕黄色的上层清液,再加入2 mL CCl4, 振荡、静置。 | ⅰ.液体分层,上层呈黄色,下层呈紫红色。 | |
ⅱ.取1 mL饱和碘水,加入2 mL CCl4, 振荡、静置。 | ⅱ.液体分层,上层为无色,下层呈紫红色。 |
实验3的结论是 。
②甲同学依据乙同学的实验设计思路,选用实验2中的试剂,运用控制变量的方法设计了更加严谨的实验,证明了平衡I2+I- I3-的存在。
请你补充完整他设计的实验步骤:将实验2中下层紫红色溶液平均分成两份,分装于两支试管中,向试管1中加入1 mL水,振荡、静置;向试管2中 。
两支试管中的现象分别为 。
(14分)煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示:
(1)②中NH3参与反应的化学方程式为 。
(2)③中加入的物质可以是 (填字母序号)。
a.空气 b.CO c.KNO3 d.NH3
(3)焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶(),其分子中相邻的C和N原子相比,N原子吸引电子能力更 (填“强”或“弱”),从原子结构角度解释原因: 。
(4)已知:N2(g) + O2(g)===2NO(g) ΔH = a kJ·mol-1
N2(g) + 3H2(g)===2NH3(g) ΔH = b kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g)===2H2O(l) ΔH = c kJ·mol-1
反应后恢复至常温常压,①中NH3参与反应的热化学方程式为 。
(5)用间接电化学法除去NO的过程,如下图所示:
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式: 。
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理: 。
(12分)硼泥主要由MgO和SiO2组成,含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示:
已知某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
氢氧化物 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Mg(OH)2 | 9.3 | 10.8 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Fe(OH)3 Al(OH)3 | 2.7 3.7 | 3.7 4.7 |
(1)MgO的电子式为 。
(2)滤渣2的主要成分是 ,向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液,发生反应的离子方程式为 。
(3)加入NaOH调节溶液pH=12.0时,发生反应的离子方程式为 。
(4)利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4,可以使烟气脱硫,该反应的化学方程式为 。
(5)若取a吨硼泥为原料,最后得到b吨Mg(OH)2产品(假设生产过程中镁元素无损失),则硼泥中MgO的质量分数为 (用含有a、b的代数式表示)。
(17分)PHB树脂可用于制作外科手术缝合线,有机物K是一种抗惊厥药物,它们的合成路线如下:
已知:
(1)B→C的反应类型是 。
(2)写出一定条件下C→D的化学方程式: 。
(3)有机物甲的结构简式为 。
(4)写出E→F的化学方程式: 。
(5)A的结构简式为 。
(6)已知1 mol J最多与2 mol NaHCO3反应;K分子结构中含有一个五元环与一个六元环。写出一定条件下J→K的化学方程式: 。
(7)S是A的一种同分异构体,分子中没有环状结构,S的核磁共振氢谱有三个峰,峰面积之比为6:3:1,则S的结构简式为 (写出一种即可)。
某温度下,将6 mol CO2和8 mol H2 充入2 L密闭容器中发生反应CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH < 0,容器中H2 的物质的量随时间的变化关系如图中的实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时,H2的物质的量随时间的变化关系。下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ对应的条件改变可能降低温度
B.曲线Ⅱ对应的条件改变可能是充入氦气
C.该温度下,此反应的化学平衡常数的数值为0.5
D.从反应开始至a 点,ν(CO2) = 0.6 mol·L-1·min-1
已知重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙色)+ H2O2H++ 2CrO42-(黄色)
①向2 mL 0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中滴入3滴6 mol·L-1 NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色;向所得溶液中再滴入5滴浓H2SO4,溶液由黄色变为橙色。
②向2 mL 0.1 mol·L-1 酸化的K2Cr2O7溶液中滴入适量(NH4)2Fe(SO4)2溶液,溶液由橙色变为绿色,发生反应:Cr2O72- + 14H++ 6Fe2+ ===2Cr3+(绿色) + 6Fe3+ + 7H2O。
下列分析正确的是
A.实验①和②均能证明K2Cr2O7溶液中存在上述平衡
B.实验②能说明氧化性:Cr2O72- > Fe3+
C.CrO42-和Fe2+在酸性溶液中可以大量共存
D.稀释K2Cr2O7溶液时,溶液中各离子浓度均减小