【題目】高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛用途。
(1)化學氧化法生產高鐵酸鉀(K2FeO4)是用固體Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱生成紫紅色高鐵酸鉀和KNO2等產物。此反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為_____________。
(2)工業(yè)上濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的工藝如圖所示:
①反應Ⅰ的化學方程式為_________________________________________________。
②反應Ⅱ的離子方程式為_________________________________________________。
③加入飽和KOH溶液的目的是_________________________________________________。
④高鐵酸鉀是一種理想的水處理劑,其處理水的原理為____________________________。
⑤實驗室配制Fe(NO3)3溶液,為防止出現(xiàn)渾濁,一般是將Fe(NO3)3固體溶于稀HNO3后再加水稀釋。已知25 ℃時,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38,此溫度下在實驗室中配制100 mL 5 mol·L-1 Fe(NO3)3溶液,則至少需要________mL、4 mol·L-1 HNO3。
(3)高鐵酸鈉(Na2FeO4)制備可采用三室膜電解技術,裝置如圖所示,陽極的電極反應式為________。電解后,陰極室得到的A溶液中溶質的主要成分為________(填化學式)。
【答案】3∶1 2NaOH +Cl2=NaCl+NaClO+H2O 3ClO+10OH+2Fe3+=2FeO42-+3Cl+5H2O 增大K+濃度,促進K2FeO4晶體析出 K2FeO4具有強氧化性,能殺菌消毒,產生的Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體具有吸附性 1.25 Fe6e+8OH=FeO42-+4H2O NaOH
【解析】
(1)由條件可知發(fā)生反應:,以此分析;
(2)①反應Ⅰ:;②反應Ⅱ:;③加入飽和KOH溶液利用平衡回答;④K2FeO4具有強氧化性,能殺菌消毒,產生的Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體具有吸附性;⑤利用溶度積計算;
(3)陽極與電源正極相連為Fe極發(fā)生氧化反應:;陰極發(fā)生還原反應: ,A溶液為NaOH。
(1)Fe元素化合價升高,化合價由+3價升高到+6價,被氧化,N元素化合價由+5價降低+3價, ,所以氧化劑與還原劑的物質的量之比為3:1,故答案為:3:1;
(2)①反應Ⅰ為氧化還原反應,方程式為: ;
②反應Ⅱ為氧化還原反應,+3價鐵被氧化成+6價鐵,+1價的氯被還原為-1價,
反應的離子方程式為 ,
③,加入飽和KOH溶液可以增大K+的濃度,使平衡向右移動,析出晶體,
故答案為:增大K+的濃度,促進K2FeO4晶體析出;
④K2FeO4具有強氧化性,可用于殺菌消毒,可生成Fe(OH)3,具有吸附性,可除去水的懸浮性雜質,
故答案為:K2FeO4具有強氧化性,能殺菌消毒,產生的Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體具有吸附性,
⑤根據(jù)溶度積公式 可計算,由水的離子積可知。設需要xmL、4 mol·L-1HNO3,則xmL×4mol·L-1=0.05mol·L-1×100mL,解得x=1.25
故答案為:1.25。
(3)陽極是失去電子發(fā)生氧化反應,金屬鐵有還原性故陽極的電極反應為:;陰極氫離子得電子生成氫氣,所以溶液中的溶質為NaOH;故答案為:; NaOH。
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【題目】將一定量的氯氣通入30 mL濃度為10.00 mol/L的氫氧化鈉濃溶液中,加熱少許時間后溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO3共存體系。下列判斷正確的是( )
A.與NaOH反應的氯氣為0.25 mol
B.n(Na+):n(Cl-) 可能為7:3
C.若反應中轉移的電子為n mol,則0.15n0.25
D.n(NaCl):n(NaClO):n(NaClO3)可能為11:2:1
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【題目】將2 mol X和2 mol Y充入2 L密閉容器中發(fā)生如下反應:X(g)+3Y(g) 2Z(g)+a Q(g)
達到平衡時生成0.8 mol Z,測得Q的濃度為0.4 mol/L,下列敘述錯誤的是
A.a的值為2 B.平衡時X的濃度為0.2 mol/L
C.平衡時Y的轉化率為60% D.平衡時Z的體積百分含量為20%
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【題目】圖中X為電源,Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙,濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液,通電后Y中央的紫紅色斑向d端擴散。下列判斷正確的是( )
A.濾紙上c點附近會變紅色
B.Cu電極質量減小,Pt電極質量增大
C.Z中溶液的pH先減小,后增大
D.溶液中的SO42-向Cu電極定向移動
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【題目】白樺脂酸對白血病等惡性腫瘤細胞有抑制作用,其結構簡式如圖所示,在白樺脂酸中加入合適的試劑檢驗其官能團(必要時可加熱),下列試劑、現(xiàn)象、結論都正確的一項是
選項 | 試劑 | 現(xiàn)象 | 結論 |
A | 氯化鐵溶液 | 溶液變色 | 含有羥基 |
B | 銀氨溶液 | 有銀鏡產生 | 含有醛基 |
C | 碳酸氫鈉溶液 | 有氣泡產生 | 含有羧基 |
D | 酸性KMnO4溶液 | 溶液褪色 | 含有碳碳雙鍵 |
A. AB. BC. CD. D
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【題目】CO可用于合成甲醇,化學方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)如圖是反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線。
①該反應的焓變ΔH________0 (填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1_______ K2 (填“>”、“<”或“=”)。在T1溫度下,往體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO和2 mol H2,經測得CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。則該反應的平衡常數(shù)為______________。
③若容器容積不變,下列措施可增加CO轉化率的是________(填字母)。
a.升高溫度 b.將CH3OH(g)從體系中分離
c.使用合適的催化劑 d.充入He,使體系總壓強增大
(2)在容積為1 L的恒容容器中,分別研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。如圖是上述三種溫度下H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質的量均為1 mol)與CO平衡轉化率的關系,則曲線z對應的溫度是________℃;曲線上a、b、c點對應的化學平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K1、K2、K3的大小關系為________________。
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【題目】化合物A(C11H8O4)在氫氧化鈉溶液中加熱反應后再酸化可得到化合物B和C.回答下列問題:
(1)B的分子式為C2H4O2,分子中只有一個官能團.則B的結構簡式是 ,B與乙醇在濃硫酸催化下加熱反應生成D,該反應的化學方程式是 ,該反應的類型是 ;寫出兩種能發(fā)生銀鏡反應的B的同分異構體的結構簡式 .
(2)C是芳香化合物,相對分子質量為180,其碳的質量分數(shù)為60.0%,氫的質量分數(shù)為4.4%,其余為氧,則C的分子式是 .
(3)已知C的芳環(huán)上有三個取代基,其中一個取代基無支鏈,且還有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能團及能與碳酸氫鈉溶液反應放出氣體的官能團,則該取代基上的官能團名稱是 .另外兩個取代基相同,分別位于該取代基的鄰位和對位,則C的結構簡式是 .
(4)A的結構簡式是 .
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【題目】某有機合成工廠以植物秸稈或木材為初始原料經過生物發(fā)酵,制備聚酯纖維H和醫(yī)藥中間體E,其合成路線如下圖所示:
已知:①
回答下列問題:
(1)A的化學名稱是________;B所含官能團的名稱是________。
(2)X的結構簡式________;G→H的反應類型是________。
(3)D→E的化學方程式________。
(4)符合下列條件的G同分異構體共有________種;其中核磁共振氫譜有五組峰的結構簡式________。
①能發(fā)生銀鏡反應;②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應;③能發(fā)生水解反應。
(5)參照上述合成路線,利用CH2=CH-CH=CH2為初始原料設計合成的路線_______________。
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