化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.含钙、钡、铁等金属元素的物质有绚丽的颜色,可用于制造焰火
B.将煤气化后再作为能源,可减少PM2.5引起的危害
C.用激光笔分别照射盛有蓝墨水、FeCl3溶液的玻璃杯均出现光亮的通路
D.氨气液化时能吸收大量的热,常用来做致冷剂
FeSO4溶液放置在空气中容易变质,因此为了方便使用Fe2+,实验室中常保存硫酸亚铁铵晶体[俗称“摩尔盐”,化学式为(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O],它比绿矾或绿矾溶液更稳定。
I.某兴趣小组设计实验制备硫酸亚铁铵晶体。
本实验中,配制溶液以及后续使用到的蒸馏水都经过煮沸、冷却后再使用。向FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过操作_______、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥后得到一种浅蓝绿色的晶体。
II.实验探究影响溶液中Fe2+稳定性的因素
(1)配制0.8 mol/L的FeSO4溶液(pH=4.5)和0.8 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0),各取2 mL上述溶液于两支试管中,刚开始两种溶液都是浅绿色,分别同时滴加2滴0.01mol/L的KSCN溶液,15min后观察可见:(NH4)2Fe(SO4)2溶液仍然为浅绿色透明澄清溶液,FeSO4溶液则出现淡黄色浑浊。
(资料1)
沉淀 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
开始沉淀 pH | 7.6 | 2.7 |
完全沉淀 pH | 9.6 | 3.7 |
①请用离子方程式解释FeSO4溶液产生淡黄色浑浊的原因___________________。
②讨论影响Fe2+稳定性的因素,小组同学提出以下3种假设:
假设1:其他条件相同时,NH4+的存在使(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+稳定性较好。
假设2:其他条件相同时,在一定 pH范围内,溶液 pH越小Fe2+稳定性越好。
假设3:__________________________________________________。
(2)小组同学用如图装置(G为灵敏电流计),滴入适量的硫酸溶液分别控制溶液A(0.2 mol/L NaCl)和溶液B(0.1mol/L FeSO4)为不同的 pH,观察记录电流计读数,对假设2进行实验研究,实验结果如下表所示。
序号 | A 0.2mol/LNaCl | B 0.1mol/LFeSO4 | 电流计读数 |
实验1 | pH=1 | pH=5 | 8.4 |
实验2 | pH=1 | pH=1 | 6.5 |
实验3 | pH=6 | pH=5 | 7.8 |
实验4 | pH=6 | pH=1 | 5.5 |
(资料2)原电池装置中,其他条件相同时,负极反应物的还原性越强或正极反应物的氧化性越强,该原电池的电流越大。
(资料3)常温下,0.1mol/LpH=1的FeSO4溶液比pH=5的FeSO4溶液稳定性更好。
根据以上实验结果和资料信息,经小组讨论可以得出以下结论:
①U型管中左池的电极反应式_________________。
②对比实验1和2(或3和4),在一定pH范围内,可得出的结论为______ 。
③对比实验_____和_____ 还可得出在一定 pH范围内,溶液酸碱性变化是对O2氧化性强弱的影响因素。
④对(资料3)实验事实的解释为____________________。
氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①菱锰矿石主要成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素;
②相关金属离子[c(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属离子 | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Ca2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 3.8 | 1.5 | 6.3 | 10.6 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 2.8 | 8.3 | 12.6 | 10.8 | 11.6 |
回答下列问题:
(1)“焙烧”时主要反应的化学方程式为__________________。
(2)分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是:_________________。
(3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为________________________;然后调节溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全。
(4)碳化结晶时,发生反应的离子方程式为___________,碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是___________________。
(5)流程中能循环利用的固态物质是____________。
交联聚合物K合成路线如下(图中表示链延长)
已知:;
(1)按官能团分类,A的类别是__________。
(2)A→B的反应类型是________________。
(3)C可能的结构简式是__________。
(4)C→D所需的试剂a是__________。
(5)C2H2生成E的方程式是__________。
(6)G→H的方程式是__________。
(7)含有苯环,且与I互为同分异构体的酯有_____种。写出其中的一种结构简式___________
氧和硫属于同主族元素,其单质和化合物在生产生活中用途很广。
SO2可用于防腐剂、消毒剂,也是一种重要的冷冻介质。实验室可用如图所示装置制备SO2,并用纯净SO2进行相关实验。
(1)上述方法制备的SO2,往往因伴有硫酸小液滴而呈白雾状。除去白雾可在制备装置后连接除杂装置,请画出除杂装置并标明装置中的试剂___________。
(2)将SO2通入0.1mol/L Ba(NO3)2溶液得到白色沉淀,该反应的离子方程式为_______。
分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制Ba(NO3)2和BaCl2溶液,进行如下实验:
(3)实验C中,没有观察到白色沉淀,但pH传感器显示溶液呈酸性,用化学用语表示其原因______________________________。
(4)实验B中出现白色沉淀比实验A快很多。由此得出的结论是_________________。
(5)测定水中溶解O2的量,常用的方法是:
i.量取a mL水样,迅速加入足量MnSO4溶液及含有NaOH的KI溶液,立即塞好塞子,振荡使反应均匀。
ii.开塞,迅速加入适量的硫酸,此时有I2生成。
iii.向ii所得溶液中滴加2滴淀粉溶液为指示剂,用b mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点共消耗了Na2S2O3溶液V mL。
有关反应方程式为:2Mn2+ + O2+ 4OH- = 2MnO(OH)2(反应很快)
MnO(OH)2 + 2I- + 4H+= Mn2+ + I2 + 3H2O
I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-
①水中溶解 O2的量(以mg/L为单位)为___________________。
②判断达到滴定终点的实验依据为 __________。
工业排放物可能对环境和人体健康产生危害,必须经过处理才可排放。根据题意回答下列问题。
Ⅰ.处理含SO2、NO的烟气
在323 K温度下,向盛有NaClO2溶液的鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气。
(1)写出NaClO2溶液脱硝过程中反应的离子方程式___________________ 。
(2)由实验测得,脱硫反应速率大于脱硝反应速率,原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___________。
(3)采用NaClO、Ca(ClO) 2替代NaClO2,也能较好的除去SO2。从化学平衡原理分析,Ca(ClO) 2相比NaClO具有的优点是___________________。
Ⅱ.处理含H2S的烟气
生物脱H2S原理为:
H2S(g) + Fe2(SO4)3(aq) = S(s) + 2FeSO4(aq) + H2SO4(aq) ΔH1
4FeSO4(aq) + O2(g) + 2H2SO4(aq) 2Fe2(SO4)3(aq) + 2H2O(l) ΔH2
(1)反应2H2S(g) + O2 (g) = 2S(s) + 2H2O(l) 的ΔH3=___________________。
(2)若反应温度过高,反应速率下降(如图),其原因是______________。
Ⅲ.处理污水的化学方法有许多,混凝法、氧化还原法、中和法、电解法等。处理含Na2SO4的废水常用三室式电渗析法,原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
(1)负极反应式为___________________。
(2)当电路中通过1电子的电量时,会有_________的O2生成。