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工业废弃物的资源化回收再利用,可以更大限度地发挥原材料的价值。某教师在指导学生做...

工业废弃物的资源化回收再利用,可以更大限度地发挥原材料的价值。某教师在指导学生做研究性学习时,拟利用废铁屑在实验室制备FeSO4溶液,再与等物质的量的(NH4)2SO4反应,制备补血剂硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,相对分子质量为392]。硫酸亚铁铵晶体比一般亚铁盐稳定,在空气中不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。

(1)废铁屑的净化:将废铁屑投入10%的碳酸钠溶液中并加热5~10min,通过倾析法弃去纯碱溶液,并用蒸馏水洗净废铁屑,待用。

(2)酸浸净化后的废铁屑:将2gFe粉、10mL3mol·L-1的H2SO4溶液加入烧瓶中反应,用如图所示装置制备FeSO4溶液。保持温度70~80℃,适当添加水以补充被蒸发掉的水分,并控制溶液的pH,至反应无明显气泡产生,停止加热,过滤,称量残留固体质量。

①反应过程中会产生少量H2S、PH3等气体,需使用封闭装置。写出用CuSO4溶液吸收H2S气体的化学反应方程式:____________________________

②反应过程中使用过量铁粉的目的是____________________________

(3)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O:向FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,70~80℃条件下溶解后,趁热倒入50mL乙醇中,析出晶体。

实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是_____ (填序号)。

A.通入过量Cl2:Fe2+、H+、NH4+、Clˉ、SO42ˉ

B.加入过量KSCN溶液:K+、NH4+、Fe3+、SO42ˉ、SCNˉ

C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH4+、SO42ˉ、OHˉ

D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、SO42ˉ、Clˉ、ClOˉ、OHˉ

(4)产品纯度测定:称取ag产品溶于水,配制成500mL溶液,取25.00mL待测液,用浓度为cmol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定。重复上述操作2次实验结果如下:

该产品的纯度为____________________________(用含a、c的代数式表示)。

有同学提出,测定产品中SO42ˉ的含量也可测定产品的纯度,请补充完整实验方案:称取约0.4g样品,溶于70mL水,__________________________________________________,将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据(实验中必须使用的试剂有:2mol·L-1的HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。

 

CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4 避免Fe2+被氧化为Fe3+ D 980c/a×100% 加入2mol/LHCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤,洗涤沉淀,直至滤液滴加AgNO3溶液不出现浑浊 【解析】 (2)①实验室用CuSO4溶液吸收H2S气体,生成硫酸和硫化铜; ②铁粉具有还原性,反应过程中使用过量铁粉的目的是避免Fe2+被氧化为Fe3+; (3)根据离子共存的判断方法进行解析; (4)第一次与第二次、第三次相差较大,忽略不计,消耗高锰酸钾溶液的体积为(25.02+24.98)/2mL=25mL,根据离子反应方程式进行计算;测定产品中SO42ˉ的含量也可测定产品的纯度,具体实验方案为:称取约0.4g样品,溶于70mL水,加入2mol/LHCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤,洗涤沉淀,直至滤液滴加AgNO3溶液不出现浑浊,将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据。 (2)①实验室用CuSO4溶液吸收H2S气体,生成硫酸和硫化铜,化学反应方程式为:CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4,故答案为CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4。 ②铁粉具有还原性,反应过程中使用过量铁粉的目的是避免Fe2+被氧化为Fe3+,故答案为避免Fe2+被氧化为Fe3+。 (3)据已知信息可知,母液中主要存在的离子有Fe2+、H+、NH4+、SO42ˉ, A.通入过量Cl2,溶液中的Fe2+不能大量共存,且主要存在的离子应包括ClO-,故A错误; B.加入过量KSCN溶液,溶液中的Fe3+与SCNˉ不能大量共存,故B错误; C.加入过量NaOH溶液,溶液中的Fe2+与NH4+均不能大量存在,故C错误; D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液,H+与OHˉ发生中和反应生成水,NH4+以NH3的形式逸出,Fe2+先转化为Fe3+,(2Fe2++ClO-+H2O=2Fe3++Cl-+2OH-),再以Fe(OH)3的形式除去,则反应后的溶液中主要存在的离子为:Na+、SO42ˉ、Clˉ、ClOˉ、OHˉ,故D正确。 故答案为D。 (4)因为第一次与第二次、第三次相差较大,忽略不计,消耗高锰酸钾溶液的体积为(25.02+24.98)/2mL=25mL,根据离子反应方程式,得出:n[(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O]=5n(KMnO4)=25×10-3×c×5mol,则500mL溶液中含有n[(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O]=25×10-3×c×5×500/25mol=2.5cmol,所以该产品的质量分数=2.5c×392/a×100%=980c/a×100%, 测定产品中SO42ˉ的含量也可测定产品的纯度,具体实验方案为:称取约0.4g样品,溶于70mL水,加入2mol/LHCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤,洗涤沉淀,直至滤液滴加AgNO3溶液不出现浑浊,将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据;故答案为980c/a×100%;加入2mol/LHCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤,洗涤沉淀,直至滤液滴加AgNO3溶液不出现浑浊。
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金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为+6+5+4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),部分流程如图1所示:

已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。

回答下列问题:

1)焙烧钼精矿时发生的化学方程式为_____________________________

2)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是___________________,请提出一种实验室除去该尾气的方法____________________________________

3)操作2的名称为________。由钼酸得到MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________

4)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉,图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)

①x________

焙烧炉中也会发生MoS2MoO3反应生成MoO2SO2的反应,若该反应转移6mol电子,则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为________________

5)操作1中,加入碳酸钠溶液充分反应后,碱浸液中c(MoO42-)0.80mol·L−1c(SO42-)0.04 mol·L−1,在结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的SO42-。当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率是________[Ksp(BaSO4)1.1×10−10Ksp(BaMoO4)4.0×10−8,溶液体积变化可忽略不计]

 

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联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料,N2H4N2O4能放出大量的热。

1)已知:2NO2(g)N2O4(g) △H=-57.20kJ·mol1。一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g) 达到平衡。其它条件不变时,下列措施:

A.减小NO2的浓度    B.降低温度  C.增加NO2的浓度   D.升高温度

能提高NO2转化率的是_______(填字母)。

225℃时,1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)H2O (l) ,放出19.14kJ

的热量。则反应2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O (l)△H______kJ·mol1

317℃1.01×105Pa,密闭容器中N2O4NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)0.0300mol·L1c(N2O4)0.0120mol·L1。计算反应2 NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K=______

4)现用一定量的Cu 与足量的浓HNO3反应,制得1.00L已达平衡的N2O4NO2

混合气体(17℃1.01×105Pa),理论上至少需消耗Cu的质量是________

 

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铅蓄电池的充放电反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(1)。某铅蓄电池的正、负极标记被磨损,试用如困装置设计实验,识别出此铅蓄电池的正、负极。

(1)AEBFB电极出现_____________现象,电极反应式为_____________,说明F为正极。

(2)铅蓄电池工作时(放电)E电极的反应式为_____________,充电时该极与外接电源的_____________极相连。

(3)若有0.2mol电子发生转移,则正极消耗PbO2的物质的量是______mol

(4)如图是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸。

若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸,用导线将ab直接相连,则滤纸出现____色,铅笔芯c点处的电极反应式为________________

若用KI-淀粉溶液浸湿滤纸,用导线将ab与铅蓄电池的EF电极相连,铅笔芯c点处出现蓝色,则b接的是_______(“E”“F”)电极。

 

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某华人科学家和他的团队研发出纸电池” (如图)。这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后,变成一张可任意裁剪大小的电纸,厚度仅为0.5毫米,可以任意弯曲和裁剪。纸内的离子流过水和氧化锌组成电解液,电池总反应式为: Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)。下列说法正确的是

A.该电池的正极材料为锌

B.该电池反应中二氧化锰发生了氧化反应

C.电池的正极反应式为2MnO2 +2H2O+2e-= 2MnO(OH)+2OH-

D.当有0.1mol锌溶解时,流经电解液的电子数为1.204×1023

 

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某温度下气体反应达到化学平衡,平衡常数。恒容时,若温度适当降低,F的浓度增加。下列说法正确的是

A.恒容时,向容器中充入稀有气体,反应速率不变

B.增大c(A)c(B)K增大

C.该反应的化学方程式为2E(g)+F(s)A(g)+2B(g)

D.正反应为放热反应

 

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