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钢铁制品经常进行烤蓝处理,即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为...

钢铁制品经常进行烤蓝处理,即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为了研究烤蓝铁片,分别进行了以下实验操作:

①把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末。

②取m g该粉末,放入28.00 mL 1 mol/L的盐酸中,恰好完全反应,生成标准状况下的气体134.4 mL,向溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象。

③再取三份不同质量的粉末,分加加到相同体积(V)、物质的量浓度均为l0.00 mol/L的三份硝酸溶液中,充分反应后,固体全部溶解,有关的实验数据如下表所示(假设NO是硝酸的唯一还原产物)

实验序号
 


 


 


 

加入粉末质量/g
 

13.68
 

27.36
 

34.20
 

生成气体的体积(标准状况)/L
 

2.912
 

5.824
 

6.720
 

 

完成下列各题:

1)实验②所得溶液中的溶质是_______(写化学式),样品中n(Fe)n(Fe3O4)=________m____________

2)计算实验③中每份硝酸溶液的体积(V)mL_________

3)若向实验Ⅱ所得溶液中继续加入铜粉,要使溶液中Cu2Fe2+Fe3+同时存在,求加入铜粉的物质的量的范围___________

 

FeCl2 4∶1 0.912 g 180 mL 0.105mol<n(Cu)<0.315mol 【解析】 (1)由于向溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象可知反应后生成的物质为FeCl2,由于放入盐酸的量为28.00 mL× 1 mol/L=0.028mol,故产生FeCl2的物质的量为0.028/2=0.014mol。其中单质铁分别与盐酸、Fe3O4二者发生反应,①由生成标准状况下的气体134.4 mL(0.006mol),根据电荷守恒可知,混合物中与盐酸发生产生气体的单质铁为0.006mol,②Fe3O4与Fe、HCl共同反应,在该反应中铁元素总量为:0.014mol-0.006mol=0.008mol,且该反应方程式为Fe3O4+8HCl+Fe=4FeCl2+4H2O,通过该反应方程式可知Fe3O4为0.002mol,发生该反应的单质铁为0.002mol。故总的Fe物质的量为0.008mol,Fe3O4为0.002mol。故比例为4∶1。质量为0.002mol×232g/mol +0.008mol×56g/mol =0.912g。 (2)根据三个实验,通过投入粉末质量与产生气体的体积比例关系可知,Ⅰ、Ⅱ为硝酸过量,Ⅲ为粉末过量。可通过实验Ⅲ计算出硝酸的体积。由于假设NO是硝酸的唯一还原产物,且产生的气体的物质的量为6.720L/22.4L·mol-1=0.3mol。则N元素得到电子数为0.3mol×3=0.9mol。由于Ⅲ中混合物质量为34.2g,且n(Fe)∶n(Fe3O4)=4:1,则Fe为0.3mol,Fe3O4为0.075mol,由于氮元素得到电子数共为0.9mol,故溶液中为Fe(NO3)2、Fe(NO3)3两种溶质,计算可知Fe(NO3)2为0.075mol,Fe(NO3)3为0.45mol。故溶液中硝酸根含量为0.075mol×2+0.45mol×3=1.5mol。则该反应中N元素总物质的量为1.5mol+0.3mol=1.8mol。故硝酸的体积为180mL。 (3)27.36g 粉末,根据n(Fe)∶n(Fe3O4)=4:1可知含铁元素0.42mol,由于硝酸过量,产物为硝酸铁,故II反应需用硝酸1.52 mol(硝酸共1.8mol),故II溶液中有Fe3+0.42 mol,过量硝酸0.28mol, nmin=0.105mol n=0.21mol nmax =0.21mol+0.105mol=0.315mol。故答案为:0.105mol<n(Cu)<0.315mol。  
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扁桃酸衍生物是重要的医药中间体。以AB为原料合成扁桃酸衍生物F的路线如下:

 

(1) A的分子式为C2H2O3,可发生银镜反应,且具有酸性,写出A+B→C的化学反应方程式:________

(2)C()中①、②、③3—OH的酸性由强到弱的顺序是______

(3)E是由2分子C生成的含有3个六元环的化合物,E分子中不同化学环境的氢原子有____

(4)D→F的反应类型是________,1 mol F在一定条件下与足量NaOH溶液反应最多消耗NaOH的物质的量为____mol,写出符合下列条件的F的同分异构体2(不考虑立体异构)的结构简式:_____

①属于一元酸类化合物

②苯环上只有2个取代基且处于对位其中一个是羟基

(5)已知:

A有多种合成方法在方框中写出由乙酸合成A的路线流程图(其他原料任选) ______________(合成路线流程图示例如下:

H2C CH2 CH3CH2OH CH3COOC2H5

 

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3E的一种同分异构体,该物质与足量NaOH溶液共热的化学方程式为___________

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四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣(主要成分为TiO2FeOFe2O3Ti的最高化合价为+4)作原料,生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下:

请回答下列问题:

1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是____________________________________

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过滤分离出水合二氧化钛沉淀后,将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、________________________________________________(填化学式),减少废物排放。

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焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:

实验一   焦亚硫酸钠的制取

采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置II中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:Na2SO3SO2=Na2S2O5

1)装置I中产生气体的化学方程式为___________________________

2)要从装置II中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是_______________

3)装置III用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)________(填序号)

实验二   焦亚硫酸钠的性质

4Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。证明NaHSO3溶液中HSO3的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是______________ (填序号)

a.测定溶液的pH     b.加入Ba(OH)2溶液        c.加入盐酸

d.加入品红溶液      e.用蓝色石蕊试纸检测

5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是_____________________________

实验三   葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定

葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:

6)按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量 (以游离SO2计算)_______________g·L1

7)在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测得结果_______________ (偏高”“偏低不变”)

 

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研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:

2NO2g+NaClsNaNO3s+ClNOg+Q1     K1     (Ⅰ)

2NOg+Cl2g2ClNOg+Q2               K2     (Ⅱ)

14NO2g+2NaCls2NaNO3s+2NOg+Cl2g)的平衡常数K=____(用含K1K2的代数式表示).

2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO0.1mol Cl210min时反应(Ⅱ)达到平衡.测得在10minvClNO=7.5×103mol•L1•min1,则平衡后nCl2=_____molNO的转化率а1=____.其它条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率а2____а1(填”““=”),平衡常数K2____(填增大”“减小不变).若要使K2减小,可采用的措施是____

3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O.含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B0.1mol•L1CH3COONa溶液,则两溶液中cNO3)、cNO2)和cCH3COO)由大到小的顺序为____.(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×104mol•L1CH3COOH的电离常数Ka=1.7×105mol•L1,可使溶液A和溶液BpH相等的方法是____

a 向溶液A中加适量水       b 向溶液A中加适量NaOH

c 向溶液B中加适量水       d 溶液B中加适量NaOH

 

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