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碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是重要的化工原料,工业上利用废铁屑(含少量氧化铝...

碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是重要的化工原料,工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、 氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:

已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39   Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17   Ksp[Al(OH)3]=8×10-32(单位略)

(1)工业生产中,常将废铁块处理为废铁屑,其目的是_______;用稀硫酸处理废铁屑的过程中______个氧化还原反应发生。

(2)加入碳酸氢钠后,发生反应的主要离子方程式为_______

(3)若要使沉淀完全(一般认为离子浓度小于10-5 molL-1即为沉淀完全),溶液的pH________;此溶液中亚铁离子的物质的量浓度不高于_____molL-1才不会生成沉淀。

(4)从环保、产品纯度角度分析.试剂a最好选择下列物质中的_____(填字母代号)。

A NaClO   B KNO3    C H2O2    D KMnO4

(5)若搅拌过程中NaHCO3过量,会产生FeCO3沉淀和大量气泡,若将NaHCO3改为 Na2CO3过量时产生的沉淀为FeCO3Fe(OH)2的混合物,试解释混合物中有Fe(OH)2的原因___

 

增大表面积,加快反应速率 2 Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑ 5.3 12.25 C 改为Na2CO3以后,由于Na2CO3溶液的碱性(或水解程度)比NaHCO3溶液的强,所以会生成Fe(OH)2 【解析】 废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等,将过量废铁屑加入稀硫酸中,发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,反应后加入NaHCO3并搅拌,调节溶液的pH,发生反应Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,所以固体a成分是Al(OH)3,过滤得到硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和氧化剂,酸性条件下,发生氧化还原反应生成铁离子,将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁,以此解答该题。 (1)将废铁块处理为废铁屑,固体表面积增大,可加快反应速率,涉及反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,有2个属于氧化还原反应,即Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4; (2)反应后加入NaHCO3并搅拌,调节溶液的pH,碳酸氢根和铝离子双水解,发生反应Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑; (3)若要使A13+沉淀完全,Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)·c3(OH-)=8×10-32,当c(Al3+)=10-5 mol•L-1时c(OH-)=mol/L=2×10-9mol/L,c(H+)=5×10-6mol/L,pH=5.3;根据Ksp[Fe(OH)2]= c(Fe2+)·c2(OH-)=4.9×10-17可知,此溶液中亚铁离子的物质的量浓度不高于=12.25mol/L; (4)从环保、产品纯度角度分析,试剂a最好选择过氧化氢即C选项,可避免生成杂质或污染性气体; (5)由于碳酸钠水解程度比碳酸氢钠大,溶液碱性较强,因此会生成Fe(OH)2。  
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硝酸厂的烟气中含有一定量的氮氧化物(NOx),通常要将烟气中的氮氧化物转化为无毒无害的物质即脱硝。

1)用空气-水脱硝的方法是最经济的方法。

已知:①2NOg)+O2g)=2NO2g)△H1=-123.4kJ·mol-1

3NO2g)+H2O1)=2HNO3aq)+NOg)△H2=-73.6kJ·mol-1

写出NOg)、O2g)和液体水反应生成HNO3aq)的热化学方程式______

2)吸收电解法是脱硝的种重要方法。先用稀硝酸吸收NOx、反应生成HNO2(一元弱酸),再将吸收液加入电解槽中进行电解,使之转化为硝酸,其电解装置如下图所示。

①图中a应连接电源的________(正极或负极),其电极反应式为_____

②电解过程中总反应的化学方程式是_____。有10 mol HNO2参加反应.氧化产物的物质的量是_____

③阴极区产生1mol氮气时,理论上阳极区减少H+的物质的量约为_____

 

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磷是重要的元素,能形成多种含氧酸。回答下列问题:

(1)次磷酸(H3PO2)是一元酸,其电离常数的值K=9×103。向10mL0.1 molL-1H3PO2溶液中加入30mL等物质的量浓度的NaOH溶液,写出反应的离子方程式_________c(Na+)+(H2PO2-)+c(H3PO2)=______(忽略混合后溶波体积的变化)。

(2)亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸, 25℃时亚磷酸的电离常数的值为K1=1×10-2k2=2.6×107,则NaH2PO3溶液显性_____(填“酸”“碱”或“中”),原因是____(结合化学用语及数据计算进行解释)

(3)已知HF的电离常数的值为K=3.6×10-4,将足量HF溶液和Na2HPO3溶液反应,其离子方程式为______

(4)亚磷酸具有强还原性。化学实验小组利用滴定法测定某亚磷酸溶液的浓度,取25.00mL的亚磷酸溶液放入锥形瓶中,用0.10 molL-1的高锰酸钾溶液进行滴定,反应的离子方程式是5H3PO3+ 2MnO4-+6H+ = 5H3PO4+ 2Mn2+ +3H2O

三次滴定实验的数据分别如下:

实验编号

滴定前读数

滴定后读数

1

0.50

22.50

2

1.50

24.50

3

1.00

22.00

 

①亚磷酸溶液的物质的量浓度为______

②关于该实验下列说法正确的是______(填写序号)。

a 取亚磷酸溶液的滴定管,洗涤后未润洗,导致结果偏低

b 盛高锰酸钾溶液的滴定管滴定前有气泡,滴定后无气泡,导致结果偏高

c 滴定过程中眼睛只注视滴定管中液面变化,并做好记录

d 锥形瓶未干燥底部有水,会导致结果偏低

 

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一种新型漂白剂(结构如下图)可用于漂白羊毛等,其中WYZ为不同周期不同主族的短周期元素,Z原子的核外电子排布为1s1WYZ的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,X基态原子核外有两个单电子,WX对应的简单离子核外电子排布相同。

回答下列问题:

1)写出元素X在周期表中的位置_____

2)写出W离子的核外电子排布式_____

3Y元素基态原子核外电子的运动状态有_____种,占据的原子轨道有____个。

4WXY电负性由大到小的顺序_____(用元素符号表示)。

5)试解释W的第一电离能大于Al的第一电离能的原因_____

 

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为研究温度对反应2H2Sg2H2g) +S2g)的影响,兴趣小组进行如下探究:向三个体积均为2L的恒容密团容器(A1A2A3)中分别加入等量的H2S,进行H2S分解实验。在T1T2T3,下测得H2的物质的量与时间的关系如下图所示:

1)该反应的△H____0(填“>”“<”或“=”,下同),T2T3温度下的平衡常数K2______K3

2T1温度下,前5minS2g)表示的反应速率为_____

3)图中PQM三点逆反应速率由小到大的顺序是_____

4)已知v=kc2H2S),v=kc2H2cS2), 温度为T1时,k=3.4k。则该温度下的化学平衡常数的值为___(保留小数点后两位数字)。

5)在A容器中,下列选项中能标志反应2H2Sg2H2g) +S2g)达到平衡的是___(填写序号)。

a vH2S)=2vS2)  b H2S2的浓度之比为2;1

c 密度不再变化  d 平均相对分子质量不再发生变化

 

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NCl3是一种黄色粘稠状液体,常用干杀菌消毒,工业上通过情性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备NCl3,其原理如图所示。下列说法正确的是

A.b极区产生的气体是H2

B.a极的电极反应式为NH4+-6e-+ 4OH-+3Cl-=NCl3+4H2O

C.溶液中的Cl-移向a极区

D.若将阴离子交换膜改为阳离子交换膜,NH4Cl的利用率不变

 

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