鐵屑可用于地下水脫氮,其實(shí)驗(yàn)室研究步驟如下:
Ⅰ、將鐵屑浸泡在0.5 mol/L鹽酸中進(jìn)行預(yù)處理。
Ⅱ、30 min后,用去離子水反復(fù)沖洗,至沖洗后液體的pH為中性。在N2保護(hù)下烘干備用。
Ⅲ、在蒸餾水中加入硝酸鉀配制硝酸鉀溶液。
Ⅳ、將酸預(yù)處理后的鐵屑加入硝酸鉀溶液中。
請回答:
(1)鹽酸溶解Fe2O3的離子方程式是 。
(2)烘干時(shí)需要在N2保護(hù)下進(jìn)行的原因是 。
(3)將步驟Ⅱ中沖洗后的溶液在空氣中加熱蒸發(fā)灼燒,最終得到的固體是 。
(4)將酸性條件下,鐵與NO3-反應(yīng)的離子方程式補(bǔ)充完整:
(5)已知活性炭能吸附NH4+ 、OH-。步驟Ⅳ中操作時(shí)將鐵屑和活性炭同時(shí)加入硝酸鉀溶液中,可以提高脫氮的效果,其原因是 。
(6)研究表明溶液pH會影響鐵屑脫氮的效果,反應(yīng)體系的pH分別控制在4 和8. 5 時(shí),NO3-的去除率分別為90% 和15%。正常地下水中含有CO32-,會影響脫氮的效果,用化學(xué)用語和文字簡述其原因 。
(1)Fe2O3+ 6H+= 2Fe3+ +3H2O (2)防止鐵屑在空氣中被氧化 (3)Fe2O3
(4)4 Fe + NO3-+ 10H+=4 Fe2+ + NH4+ +3H2O
(5)活性炭的添加使其和鐵構(gòu)成了無數(shù)個(gè)微小的鐵碳原電池加快反應(yīng)速率,其次活性炭吸附生成物NH4+ 、OH-能降低出水中的NH4+的濃度。(并且能降低出水pH 值,這可能是因?yàn)榛钚蕴磕軌蛭絆H-。)
(6)CO32-+H2O HCO3-+ OH-增大了溶液的pH會降低脫氮效果;Fe2+ + CO32-= FeCO3↓覆蓋在反應(yīng)物的表面阻止反應(yīng)進(jìn)行。
解析試題分析:(1)鹽酸能與金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)得到可溶性鹽酸鹽和水,HCl溶解Fe2O3的離子方程式是Fe2O3+ 6H+= 2Fe3+ +3H2O。(2)烘干時(shí)需要在N2保護(hù)下進(jìn)行否則鐵屑在空氣中被氧化。(3)將步驟Ⅱ中沖洗后的溶液為FeCl2,它是強(qiáng)酸弱堿鹽,在溶液中會發(fā)生水解反應(yīng)FeCl2+2H2OFe(OH)2+2HCl,隨著不斷加熱,水分蒸發(fā)。促進(jìn)鹽的水解,由于HCl有揮發(fā)性會逸出,所以得到固體Fe(OH)2。而Fe(OH)2不穩(wěn)定,會被空氣中的氧氣氧化為Fe(OH)3.在空氣中加熱灼燒,發(fā)生分解反應(yīng)2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O.因此最終得到的固體是Fe2O3。(4)根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒可得將酸性條件下,鐵與NO3-反應(yīng)的離子方程式為:4 Fe + NO3-+ 10H+=4 Fe2+ + NH4+ +3H2O。(5)添加活性炭后,在溶液中C與鐵構(gòu)成了無數(shù)個(gè)微小的鐵碳原電池加快反應(yīng)速率;此外活性炭吸附生成物NH4+ 、OH-能降低出水中的NH4+的濃度及降低水溶液的pH 值。(6)在正常地下水中含有CO32-。它會發(fā)生水解反應(yīng): CO32- +H2OOH-+HCO3-,使溶液顯堿性,溶液的pH的增大會降低脫氮效果;此外還會發(fā)生沉淀反應(yīng):Fe2+ + CO32-= FeCO3↓覆蓋在反應(yīng)物的表面阻止反應(yīng)進(jìn)行。
考點(diǎn):考查鐵屑在地下水脫氮中的應(yīng)用的知識。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(16分)鋼鐵企業(yè)酸洗鋼材時(shí)產(chǎn)生的廢液主要成分為Fe2+、H+、Cl-,可用下述方法處理該廢液,回收鹽酸和制備氧化鐵涂料。
(1)單質(zhì)X的化學(xué)式是 。
(2)氯化亞鐵溶液經(jīng)高溫噴霧焙燒轉(zhuǎn)化為HCl氣體和氧化鐵粉末,有關(guān)的化學(xué)方程式依次為: 。
(3)某鐵紅涂料中除含有Fe2O3外,還可能添加有CuO或FeO中的一種,請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,探究該鐵紅涂料中添加物的成分。
① 提出合理假設(shè)
假設(shè)1:添加了CuO
假設(shè)2:添加了FeO
② 請?jiān)O(shè)計(jì)方案,驗(yàn)證上述假設(shè),寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。
限選試劑:鐵粉、3mol?L-1H2SO4、0.1 mol?L-1酸性KMnO4溶液、10%NaOH溶液、10%H2O2、KSCN溶液
操作步驟 | 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
步驟1.取少量樣品于試管中, ____________________________________________ | 樣品全部溶解,得到澄清的溶液。 |
步驟2. 步驟3. | ___________________________ ___________________________ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(18分)工業(yè)上以黃銅礦(主要成分CuFeS2)為原料制備CuSO2·5H2O的主要流程如下:
(1)下列裝置可用于吸收氣體X的是___________(填代號)。
(2)某研究性學(xué)習(xí)小組用泡銅與CO反應(yīng)來制取粗銅。
①裝置B中的藥品為_____________。
②實(shí)驗(yàn)時(shí),依次進(jìn)行如下操作:組裝儀器、__________________、加裝藥品、通入氣體、_____________________、點(diǎn)燃酒精燈。
(3)熔渣Y的成分為Fe2O3和FeO,選用提供的試劑,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證熔渣中含有FeO。寫出有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象與結(jié)論。
提供的試劑:稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、氯水。
_______________________________________________________________________。
(4)向粗銅中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取硫酸銅時(shí)(雜質(zhì)不參加反應(yīng)),混酸中H2SO4與HNO3的最佳物質(zhì)的量之比為___________________。
(5)用滴定法測定所得產(chǎn)品中CuSO4·5H2O的含量,稱取a g樣品配成100 mL溶液,取出20.00 mL,用c mol·滴定劑EDTA(H2Y2-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(滴定劑不與雜質(zhì)反應(yīng)),消耗滴定劑b mL。滴定反應(yīng)如下:。則CuSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。滴定管用蒸餾水洗滌后,直接注入標(biāo)準(zhǔn)溶液,則會導(dǎo)致測定結(jié)果偏_______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng),某學(xué)習(xí)小組用碳素鋼(即鐵和碳的合金)進(jìn)行了以下探究活動(dòng):
[探究一](1)將已去除表面氧化物的鐵釘(碳素鋼)放入冷濃硫酸中,10分鐘后移入硫酸銅溶液中,片刻后取出觀察,鐵釘表面無明顯變化,其原因是 。
(2)稱取碳素鋼6.0 g放入15.0 mL濃硫酸中,加熱,充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到混合氣體Y。
①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe3+之外還可能含有Fe2+。若要確認(rèn)其中的Fe2+,應(yīng)選用 (選填序號)。
A.KSCN溶液和氯水 B.鐵粉和KSCN溶液
C.濃氨水 D.酸性KMnO4溶液
②乙同學(xué)取560 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中,發(fā)生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4反應(yīng),然后加入足量BaCl2溶液,經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體4.66 g。由此推知?dú)怏wY中SO2的體積分?jǐn)?shù)為 。
[探究二]根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中SO2體積分?jǐn)?shù)的分析,丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有Q1和Q2兩種氣體,其中Q1氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,密度為0.0893 g·L-1。為此設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)裝置(假設(shè)有關(guān)氣體完全反應(yīng))。
(3)裝置B中試劑的作用是 。
(4)分析Y氣體中的Q2氣體是如何生成的 (用化學(xué)方程式表示)。
(5)已知洗氣瓶M中盛裝澄清石灰水,為確認(rèn)Q2的存在,需在裝置中添加洗氣瓶M于 (填序號)。
A.A之前 B.A—B間
C.B—C間 D.C—D間
(6)如果氣體Y中含有Q1,預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知A為淡黃色固體,T、R為兩種常見的用途很廣的金屬單質(zhì),D是具有磁性的黑色晶體,C是無色無味的氣體,H是白色沉淀。推斷A—W物質(zhì)各是什么,回答下列問題。
(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:D: N: 。
(2)A和水的反應(yīng)屬于下列何種反應(yīng)類型 (填序號)。
A.化合反應(yīng) B.氧化還原反應(yīng) C.離子反應(yīng) D.置換反應(yīng)
(3)若要確定E溶液中是否含有W物質(zhì),所選試劑為 (填序號)。
A.氯水和KSCN溶液 B.KSCN溶液
C.濃氨水 D.酸性高錳酸鉀溶液
(4)B與E混和得到H并在潮濕空氣中變成M的過程中,可能觀察到的現(xiàn)象: ;
(5)B和R反應(yīng)生成N的離子方程式: ;
M→W的離子方程式: ;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
為探索工業(yè)含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用,甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下:
請回答:
(1)綠礬的化學(xué)式為 。
(2)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式 ,反應(yīng)②生成沉淀的離子反應(yīng)方程式 。
(3)為了檢測濾液D中含有的金屬離子,可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案為(試劑自選): 。
(4)在濾渣B中滴加稀硫酸時(shí),發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率比一般的鐵粉反應(yīng)要快,其原因是 。
(5)若考慮綠色化學(xué)工藝,在濾渣E中加入稀硫酸和試劑Y制膽礬晶體,試劑Y為無色液體,則反應(yīng)④的總化學(xué)方程式為 ;若不考慮綠色化學(xué)工藝,所選試劑Y為1mol/L的硝酸,欲使3molCu全部溶解且溶液中含銅元素的溶質(zhì)僅為CuSO4,則需該硝酸的體積 L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
鋁熱反應(yīng)是鋁的一個(gè)重要性質(zhì),該性質(zhì)用途十分廣泛,不僅被用于焊接鋼軌,而且還常被用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬如釩、鉻、錳等。
(1)某;瘜W(xué)興趣小組同學(xué),取磁性氧化鐵按教材中的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖甲)進(jìn)行鋁熱反應(yīng),現(xiàn)象很壯觀。取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸,向其中滴加KSCN溶液,發(fā)現(xiàn)溶液變血紅色。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因,除了可能混有沒反應(yīng)完的磁性氧化鐵外,還有一個(gè)原因是 。
(2)若證明上述所得“鐵塊”中含有金屬鋁,可選擇 (填試劑名稱),所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)為克服圖甲的缺陷改用圖乙裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)。取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸,向其中滴加KSCN溶液,溶液沒有出現(xiàn)血紅色。為測定該實(shí)驗(yàn)所得 “鐵塊”的成分,實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。
幾種氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
| Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ |
開始沉淀時(shí)的pH | 7.5 | 2.8 | 4.2 | 9.6 |
沉淀完全時(shí)的pH | 9.0 | 4.0 | 5 | 11 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
A、B、C、D、E五種化合物均含有某種短周期常見元素,它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中A的溶液為澄清溶液,C為難溶的白色固體,E則易溶于水,取A的溶液灼燒,焰色反應(yīng)為淺紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃)。
(1)寫出化學(xué)式:A ,B ,C ,D ,E 。
(2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式:
A→B: ;
A→D: 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
下圖是傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的基本流程圖,結(jié)合鋁生產(chǎn)的流程圖解答下列各題:
(1)工業(yè)冶煉金屬鋁用的是鋁土礦,鋁土礦的主要成分是__________(填化學(xué)式)。石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品__________(填物質(zhì)名稱)作電解鋁的陰極和陽極材料。
(2)氧化鋁熔點(diǎn)高達(dá)2 050 ℃,工業(yè)上為了降低能量消耗,在金屬鋁的冶煉中采取的措施是_________________________________________________。
(3)在冶煉過程中,陽極材料需要定期地進(jìn)行更換,原因是該極材料不斷被消耗,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是: ____________________________(用化學(xué)方程式表示)。
(4)工業(yè)上制取金屬鎂時(shí)是電解熔融MgCl2,電解反應(yīng)方程式為____________________________,鎂和鋁都是活潑金屬,為什么在電解冶煉過程中,一個(gè)用氯化物,一個(gè)用氧化物_____________________。
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