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地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题,某课题组利用Fe粉和酸性K...

地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题,某课题组利用Fe粉和酸性KNO3溶液反应模拟地下水脱氮过程,理想的脱氮原理为:4Fe + NO3- + 10H+ = 4Fe2+ + NH4+ + 3H2O。

(1研究发现:随着KNO3溶液酸性的减弱,对应还原产物中氮元素的化合价越低。课题组用酸性弱的KNO3溶液进行实验,没有观察到气体生成,则该条件下KNO3的还原产物可能是           (化学式

(2实验发现:反应一段时间后,反应体系中NH4+的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,可能的原因是           

a.生成的Fe2+水解       bFe2+被氧化生成Fe3+        cFe2+被还原成Fe

(3该课题组拟利用上述脱氮反应研究不同自变量对反应速率的影响。

可能用到的试剂和仪器:粗颗粒Fe粉、细颗粒Fe粉、20mol/L KNO3、01 mol/L H2SO4、蒸馏水、不同温度的恒温水浴、托盘天平、秒表、离子色谱仪等。

设计实验方案:在不同的自变量(温度、铁粉颗粒的大小)时,测定        (要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。

参照下表格式,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据:数据用字母表示)。

【提示】离子色谱仪能跟踪测定溶液中的c(NO3-

物理量

 

实验序号

V(20mol/L KNO3/

mL

 

 

……

1

a

 

……

2

a

 

……

3

a

 

……

进一步的研究表明:将铁粉和活性炭同时加入上述KNO3溶液中,可以明显提高脱氮速率,其原因是                                            

 

(1)NH4+ (2)ab (3)相同时间内c(NO3—)的变化或c(NO3—)的变化相同时所需的时间 物理量   实验序号   V(2.0mol/L KNO3)/mL   V(0.1H2SO4mol/L KNO3)/mL T(水温)/℃ M(粗颗粒Fe粉)/g M(细颗粒Fe粉)/g △c(NO3—)/ mol/L T(反应时间)/s 1 a b T1 c 0   t 2 a b T2 c 0   t 3 a b T1 0 c   t 或 物理量     实验序号 V(2.0mol/L KNO3)/mL V(0.1H2SO4mol/L KNO3)/mL T(水温)/℃ M(粗颗粒Fe粉)/g M(细颗粒Fe粉)/g △c(NO3—)/ mol/L T(反应时间)/s 1 a b T1 c 0 d   2 a b T2 c 0 d   3 a b T1 0 c d   (3)活性炭和铁构成了无数小的铁碳原电池,加快了反应。 【解析】 试题分析:(1)随着KNO3溶液酸性的减弱,对应还原产物中氮元素的化合价越低,反应没有气体产生,则该条件下KNO3的还原产物可能是NH4+。 (2)根据反应方程式如果NH4+的浓度增大, Fe2+的浓度也应该增大,现Fe2+的浓度没有增大,说明生成的Fe2+又发生了其它反应而消耗,那么可能是生成的Fe2+发生了水解,Fe2+被氧化生成Fe3+,故ab对,没有信息能说明Fe2+会生成Fe,c错误。 (3)要体现反应速率的快慢一定需要反应时间,根据提供的仪器中有离子色谱仪,它可以用来测量离子浓度的变化,测量时可以在一定时间内测量离子的浓度的变化,也可以测浓度变化量相同时所用的时间,在改变其他影响化学速率的因素,如温度,固体的表面积等。①根据上述分析,可以测定相同时间内c(NO3—)的变化或c(NO3—)的变化相同时所需的时间。②硝酸钾溶液的浓度、硫酸溶液浓度不变,改变的条件有温度、铁粉颗粒的大小等,进行对比试验, 物理量   实验序号 V(2.0mol/L KNO3)/mL   V(0.1H2SO4mol/L KNO3)/mL T(水温)/℃ M(粗颗粒Fe粉)/g M(细颗粒Fe粉)/g △c(NO3—)/ mol/L T(反应时间)/s 1 a b T1 c 0   t 2 a b T2 c 0   t 3 a b T1 0 c   t 或 物理量           实验序号 V(2.0mol/L KNO3)/mL   V(0.1H2SO4mol/L KNO3)/mL T(水温)/℃ M(粗颗粒Fe粉)/g M(细颗粒Fe粉)/g △c(NO3—)/ mol/L T(反应时间)/s 1 a b T1 c 0 d   2 a b T2 c 0 d   3 a b T1 0 c d   (3)铁和活性炭加入到KNO3溶液中,活性炭和铁构成了无数小的铁碳原电池,加快了反应。 考点:化学反应速率影响因素的探究  
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考点分析:
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由钛铁矿(主要成分是TiO2、少量FeO和Fe2O3制备TiCl4、绿矾等产品的一种综合工艺流程图如下:

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【提示】TiO2+的水解平衡TiO2++(n+1H2O满分5 manfen5.com TiO2n H2O+2H+

回答下列问题:

(1硫酸与二氧化钛反应的离子方程式是                                        

(2已知:TiO2(s+2Cl2(g=TiCl4(l+O2(g)      ΔH = +140 kJ·mol-1

2C(s+ O2(g=2CO(g           ΔH = -221 kJ·mol-1

写出TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4 和CO气体的热化学方程式:         

(3中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生。

A:2Fe3++Fe=3Fe2+

B2 TiO2+(无色+Fe+4H+=2Ti3+(紫色+ Fe2++2H2O

CTi3+(紫色+ Fe3++H2O=TiO2+(无色+Fe2++2H+

I结合信息判断Fe3+ 、TiO2+、 H+氧化性强弱:     >       >       

II.加入铁屑的作用是                                                      

(4中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,析出水合二氧化钛沉淀。

请用化学平衡理论分析通入高温水蒸气的作用:                                 

(5依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是             (只要求写出一项

(6绿矾(摩尔质量为278g/mol可用于生产红色颜料(Fe2O3,556akg绿矾,理论上可生产红色颜料___mol。

 

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用CaSO4代替O2与燃料反应是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,如图1所示。

燃烧器中反应① 1/4CaSO4(s+ H2(g=  1/4CaS(s+ H2O(g△H1 (主反应

反应② CaSO4(s+ H2(g=  CaO(s+ SO2(g+ H2O(g△H2  (副反应

再生器中反应:1/2 CaS(s+ O2(g=  1/2CaSO4(s)   △H3

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(1气化反应器中发生反应的化学方程式是                     

(2燃烧器中SO2物质的量分数随温度T、压强p (MPa的变化曲线见图2,从图2中可以得出三条主要规律:

①其他条件不变,温度越高,SO2含量越高;

                                                        

                                                         

由图2,为减少SO2的排放量,可采取的措施是                      

(3该燃烧技术中可循环的物质除CaSO4、CaS外,还有          (写名称

(4在一定条件下,CO可与甲苯反应,在其苯环对位上引入一个醛基,产物的结构简式为           

(5欲采用氯化钯(PdCl2溶液除去H2中的CO,完成以下实验装置图:

:CO + PdCl2 + H2O CO2  + Pd + 2HCl

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(16分合成化合物II(满分5 manfen5.com的流程如下:

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(1化合物I的分子式为___________,步骤2的反应类型是___________。

(2检验化合物II中可能混有萘酚(满分5 manfen5.com,所需的试剂是___________。

T ℃,a mol/L萘酚溶液的pH=b,则该温度下萘酚的电离平衡常数K=___________。

(3甲醇有类似CH3NH2的性质,与CO在一定条件下也能进行步骤1反应生成化合物III,IV是III的同分异构体,水溶液呈酸性,IV的结构简式是___________,生成Ⅲ的反应是___________。

(4有关化合物II,下列说法正确的是___________。

A.化合物II是一种芳香烃

B.催化作用下1mol化合物II最多能与6mol H2加成

C.化合物II核磁共振氢谱有9组峰

D.化合物II能进行取代、加成反应

 

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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

向无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡静置

下层溶液显紫色

原溶液中含有I

B

过量铁粉加入稀硝酸中充分反应,再加入KSCN溶液

溶液呈红色

稀硝酸将铁氧化为Fe2+

C

向淀粉溶液中滴加稀硫酸,加热,取水解液少许,滴加银氨溶液,并水浴加热

没有银镜出现

淀粉没有发生水解

D

用玻璃棒蘸取浓硫酸滴到蓝色石蕊试纸上

试纸变黑

浓硫酸具有脱水性

 

 

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某温度下,向一定体积01mol/LHCl溶液中逐滴加入等浓度的氨水溶液,溶液中pOH[pOH=-lgc(OH-)]与pH的变化关系如图所示,则下列说法错误的是

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AQ点消耗氨水溶液的体积等于HCl溶液的体积

BM点所示溶液导电能力弱于Q点

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DN点所示溶液中c(NH4+ c(OH

 

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