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三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体（K3[Fe(C2O4)3]·3H2O）易溶于水，难溶于...

三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体（K3[Fe(C2O4)3]·3H2O）易溶于水，难溶于乙醇，可作为有机反应的催化剂。实验室可用铁屑为原料制备，相关反应的化学方程式为：

Fe +H2SO4 = FeSO4 +H2↑

FeSO4 + H2C2O4 + 2H2O =FeC2O4·2H2O↓+ H2SO4

2FeC2O4·2H2O + H2O2 + H2C2O4 + 3K2C2O4 = 2K3[Fe(C2O4)3] + 6H2O

回答下列问题：

(1)铁屑中常含硫元素，因而在制备FeSO4时会产生有毒的H2S气体，该气体可用氢氧化钠溶液吸收。下列吸收装置正确的是________（选填序号）；

(2)在将Fe2＋氧化的过程中，需控制溶液温度不高于40℃，理由是________；

(3)得到K3[Fe(C2O4)3]溶液后，再想获得其晶体，常加入_____溶剂（填编号）

a. 冰水        b. 无水乙醇        c. 四氯化碳

(4)晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定，主要步骤有：①称量，②置于烘箱中脱结晶水，③冷却，④称量，⑤重复②～④步，⑥计算。

步骤⑤也被称做________操作，其目的是____________________________；

(5)重量分析法测定时，步骤③未在干燥器中进行，那么测得的晶体中所含结晶水含量________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）；

(6)三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体用重量分析法测定时，2.810g的晶体经操作最终获得了2.480g无水物，则此次测定的相对误差为____________。

 

A 防止H2O2分解 b 恒重 确保晶体已全部失去结晶水 偏低 －0.8% 【解析】 (1)气体吸收装置中既要吸收气体又能排出不反应的气体； (2)温度高时，双氧水易水解； (3)K3[Fe(C2O4)3]•3H2O易溶于水，难溶于乙醇，根据相似相溶原理分析； (4)晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定，步骤⑤的目的是检验晶体中的结晶水是否已全部失去，也叫恒重操作； (5)步骤③未在干燥器中进行，晶体中结晶水不能全部失去，据此判断； (6)根据K3[Fe(C2O4)3]•3H2O可计算出最终得到的无水物的质量，根据相对误差=计算。 (1)A.该装置中硫化氢与氢氧化钠溶液接触面积大，从而使硫化氢吸收较完全，且该装置中气压较稳定，不产生安全问题，A项正确； B. 硫化氢与氢氧化钠接触面积较小，所以吸收不完全，B项错误； C. 没有排气装置，导致该装置内气压增大而产生安全事故，C项错误； D. 该装置中应遵循长进短出的原理，D项错误； 故答案为A； (2)双氧水不稳定，温度高时，双氧水易分解，为防止双氧水分解，温度应低些； (3)根据相似相溶原理知，三草酸合铁酸钾在乙醇中溶解度小，所以得到K3[Fe(C2O4)3]溶液后，再想获得其晶体，常加入无水乙醇溶剂，故答案为b； (4)晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定，步骤⑤的目的是确保晶体中的结晶水已全部失去，也叫恒重操作； (5)步骤③未在干燥器中进行，晶体中结晶水不能全部失去，所以称量出的水的质量偏小，测得的晶体中所含结晶水含量也偏低； (6)根据K3[Fe(C2O4)3]•3H2O可计算出最终得到的无水物的质量为= =2.500g，所以绝对误差=2.480g−2.500g=−0.020g，相对误差为= −0.8%。  
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考点分析：
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合成气经压缩升温后进入10m3的甲醇合成塔中，在催化剂的作用下进行甲醇合成，主要反应是：2H2(g) + CO(g)CH3OH(g)+181.6kJ。已知：某温度下（设温度为T1℃）此反应的平衡常数为160。

(1)此温度下，在密闭容器中加入一定量的CO和H2，反应到某时刻测得各组分的浓度如表：

物质

H2

CO

CH3OH

浓度/（mol/L）

0.2

0.1

0.4

 

比较此时正、逆反应速率的大小：v正_______v逆 （填“>”、“<”或“＝”）；若加入与上述同样多的CO和H2，在T2℃条件下反应，10 min后达平衡时c(H2)＝0.4mol/L，则该时间内反应速率v(CH3OH)＝_______ mol/(L·min)；

(2)在一定条件的密闭恒容的容器中，下列式子或文字描述能表示上述反应达到化学平衡状态的是_______（选填序号）；

a．2v逆(CO) = v正(H2)                        

b．c(CO): c(H2):c(CH3OH) =1:2:1

c．混合气体的平均式量保持不变           

d．混合气体的密度保持不变

(3)上述反应达到平衡后，下列说法正确的是_______（选填序号）；

a．其他条件不变，增大压强，平衡常数K﹤160

b．其他条件不变，温度升高，平衡常数K会减小

c．其他条件不变，若同比例地增加CO和H2的量平衡不会发生移动

d．其他条件不变，增大甲醇的物质的量，正反应速率也会随之逐渐增大

(4)寻找合适的催化剂来改善上述合成甲醇的条件一直是研究课题。现分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件均相同）：

①X在T1℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；

②Y在T2℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；

③Z在T3℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；

已知：T1＞T2＞T3，根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂并简述理由____。

 

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钢铁“发蓝”是在钢铁的表面形成一层四氧化三铁的技术过程。其中一种办法是将钢铁制品浸到亚硝酸钠和浓氢氧化钠的混合溶液中加热到130℃反应。完成下列填空：

(1)其技术过程中有如下的化学方程式：

①____Fe+____NaNO2+____NaOH—____Na2FeO2+____H2O+____NH3↑；

②6Na2FeO2 + NaNO2 + 5H2O =3Na2Fe2O4 + NH3↑ + 7NaOH；

③Na2FeO2 + Na2Fe2O4 + 2 H2O = Fe3O4 + 4 NaOH；

试配平方程式①，并标出电子转移的方向和数目_____________。

(2)在讨论上述三个反应时，甲、乙、丙三位同学各自提出了他们的看法，其中说法正确的是_____________。

甲同学：该生产过程中不会产生污染问题

乙同学：只要是有NaNO2 参与的反应，它都是充当氧化剂角色的

丙同学：每一步过程中涉及到的化学反应都可归属于氧化还原反应原理

(3)若整个过程共获得67.2升氨气（标况下）则电子转移________mol。

(4)若获得1mol Fe3O4，则反应过程中NaOH的量将多________（填“消耗”或“产出”）________mol。

 

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有X、Y、Z、M、G五种元素，是分属三个短周期并且原子序数依次增大的主族元素。其中X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子。在熔融状态下，将Z的单质和FeG2（元素G和铁构成的某化合物）组成一个可充电电池（装置示意图如下），反应原理为：2Z +FeG2Fe+2ZG

放电时，电池的正极反应式为：______________；充电时，接电源负极的电极材料是____（写物质名称），该电池的电解质为_______（填写化学式）。

 

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有X、Y、Z、M、G五种元素，是分属三个短周期并且原子序数依次增大的主族元素。其中X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子。完成下列填空：

(1)元素Y的原子其核外有_______种运动状态不同的电子存在；

(2)在上述元素所构成的单质或化合物中，可用作自来水消毒剂的有_______、_______（至少写出两种，填写化学式）；

(3)已知X2M的燃烧热为 187kJ/mol。（提示：燃烧热的定义：1mol可燃物充分燃烧生成稳定化合物时所放出的热量。）写出X2M燃烧的热化学方程式：_________。

 

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常温下，在某200mL的稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐量地加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。（设硝酸只被还原为NO气体，Fe的相对原子质量为56）。下列有关分析错误的是

A.原混合酸中NO3-的物质的量为0.2mol

B.原混合酸中H2SO4物质的量浓度为2mol/L

C.OA段与BC段反应中电子转移的物质的量之比为2:1

D.取20mL原混合酸加水稀释至1L后溶液的pH=1

 

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