【題目】某學(xué)習(xí)小組同學(xué)進行實驗探究FeCl3溶液和Na2S溶液的反應(yīng)原理。
Ⅰ.學(xué)習(xí)小組的同學(xué)通過查閱以下資料和所學(xué)知識,預(yù)測產(chǎn)物。
資料:Fe2S3和FeS均為黑色、不溶于水、能溶于酸的固體,Fe2S3固體常溫下易轉(zhuǎn)變?yōu)辄S綠色;H2S為有臭雞蛋氣味的氣體。0.1mol/LNa2S溶液的pH約為12.9。
Ksp近似數(shù)據(jù):Fe(OH)3為10-39,Fe2S3為10-88,FeS為10-19。
(1)同學(xué)甲計算出0.1mol/L的FeCl3溶液的pH約為__,依據(jù)酸堿理論的相關(guān)知識預(yù)測FeCl3與Na2S可能發(fā)生水解反應(yīng),則該反應(yīng)的離子方程式為___。
(2)同學(xué)乙依據(jù)難溶電解質(zhì)的溶解平衡理論的相關(guān)知識預(yù)測反應(yīng)主要產(chǎn)生Fe2S3而不是Fe(OH)3的原因為__。
(3)同學(xué)丙依據(jù)氧化還原反應(yīng)理論的相關(guān)知識預(yù)測FeCl3溶液與Na2S溶液反應(yīng)可生成FeS和S的混合物,則反應(yīng)的離子方程式為__。
Ⅱ.學(xué)習(xí)小組進行實驗,探究反應(yīng)生成沉淀物的成分。
實驗一:
(4)某同學(xué)設(shè)計實驗證明試管①中黑色物質(zhì)含有Fe2S3,該同學(xué)的實驗操作為_____。
(5)另一同學(xué)將試管②中黑色沉淀過濾洗滌后溶解于稀硫酸獲得淡黃色懸濁液并聞到臭雞蛋氣味,判斷沉淀為FeS和S的混合物,但有同學(xué)認(rèn)為此判斷不合理,請說明理由:__。
實驗二:
(6)若試管③中沉淀溶解現(xiàn)象是因為溶液酸性較強將產(chǎn)生的少量黑色沉淀溶解,用離子方程式表示溶液酸性較強的原因:__。
(7)FeCl3溶液和Na2S溶液間可發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)也可發(fā)生氧化還原反應(yīng),且反應(yīng)的產(chǎn)物、實驗的現(xiàn)象與__等有關(guān)(寫出一條即可)。
【答案】1.3 2Fe3++6H2O+3S2=2Fe(OH)3↓+3H2S↑ 由溶度積數(shù)據(jù)知,Fe2S3的溶解度遠小于Fe(OH)3,則Fe3+更容易生成Fe2S3沉淀 2Fe3++3S2=2FeS↓+S↓ 過濾、洗滌,將濾渣放置一段時間,看是否全部或部分變?yōu)辄S綠色 Fe2S3也溶于稀硫酸,溶解后所得Fe3+和S2,發(fā)生反應(yīng)2H++S2 = H2S↑,2 Fe3++S2 = 2Fe2++S↓,也會產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象 Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3 試劑的滴加順序和多少(試劑的相對用量)、反應(yīng)體系的酸堿性
【解析】
I.(1)已知:①H2OH++OH,②Fe(OH)3(s)Fe3++3OH,由①×3②可得:Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3(s),再結(jié)合Kw和Ksp進行計算溶液的pH值;Fe3+水解使溶液顯酸性,而S2水解溶液顯堿性,兩者在同一溶液中相互促進水解生成Fe(OH)3和H2S,結(jié)合電荷守恒和原子守恒寫出發(fā)生雙水解反應(yīng)的離子方程式。
(2)已知Fe(OH)3=1039,Fe2S3=1088,難溶物的溶解度越小越易生成。
(3)Fe3+有較強氧化性,而S2有較強還原性,兩者在同一溶液中易發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+和S,結(jié)合電子守恒、電荷守恒和原子守恒寫出發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式;
II.(4)先分離出黑色固體,再根據(jù)Fe2S3和FeS均為黑色、不溶于水、能夠溶于酸的固體,Fe2S3固體常溫下易轉(zhuǎn)變?yōu)辄S綠色判斷。
(5) Fe2S3固體能溶于稀硫酸,生成H2S氣體和Fe3+,而Fe3+能與S2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成淡黃色S沉淀。
(6)Fe3+在溶液中水解,使溶液明顯顯酸性。
(7)實驗一表明在Na2S溶液中逐滴加入FeCl3溶液,主要發(fā)生的是復(fù)分解反應(yīng),實驗二表明在FeCl3溶液中逐滴加入Na2S溶液主要發(fā)生的是氧化還原反應(yīng),由此分析即可。
I.(1)已知:①H2OH++OH,②Fe(OH)3(s) Fe3++3OH,由①×3②可得:Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3(s),則c3(H+)÷c(Fe3+)=(Kw)3÷Ksp[Fe(OH)3],c3(H+)=(1×1014)3÷1×1039×0.1=104,c(H+)≈101.3mol/L,此時溶液pH=lg101.3=1.3;溶液FeCl3溶液與Na2S溶液混合,發(fā)生雙水解反應(yīng)生成Fe(OH)3和H2S,離子反應(yīng)方程式為2Fe3++6H2O+3S2=2Fe(OH)3↓+3H2S↑;故答案為:1.3;2Fe3++6H2O+3S2=2Fe(OH)3↓+3H2S↑。
(2)已知Ksp近似數(shù)據(jù):Fe(OH)3=1039,Fe2S3=1088,可知Fe2S3的溶解度遠小于Fe(OH)3,則Fe3+更容易生成Fe2S3沉淀;故答案為:由溶度積數(shù)據(jù)知,Fe2S3的溶解度遠小于Fe(OH)3,則Fe3+更容易生成Fe2S3沉淀。
(3)Fe3+有較強氧化性,而S2有較強還原性,依據(jù)氧化還原反應(yīng)理論的相關(guān)知識預(yù)測FeCl3溶液與Na2S溶液反應(yīng)可生成FeS和S的混合物,則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++3S2=2FeS↓+S↓;故答案為:2Fe3++3S2=2FeS↓+S↓。
II.(4)為證明試管①中黑色物質(zhì)含有Fe2S3,可經(jīng)過過濾、洗滌,將濾渣放置一段時間,看是否全部或部分變?yōu)辄S綠色,若為黃綠色,則固體為Fe2S3;故答案為:過濾、洗滌,將濾渣放置一段時間,看是否全部或部分變?yōu)辄S綠色。
(5)將試管②中黑色沉淀過濾洗滌后溶解于稀硫酸獲得淡黃色懸濁液并聞到臭雞蛋氣味,因Fe2S3也溶于稀硫酸,溶解后所得Fe3+和S2,發(fā)生反應(yīng)2H++S2 = H2S↑,2 Fe3++S2 = 2Fe2++S↓,也會產(chǎn)生預(yù)淡黃色懸濁液并聞到臭雞蛋氣味的現(xiàn)象,則無法判斷沉淀為FeS和S的混合物;故答案為:Fe2S3也溶于稀硫酸,溶解后所得Fe3+和S2,發(fā)生反應(yīng)2H++S2 = H2S↑,2 Fe3++S2 = 2Fe2++S↓,也會生預(yù)期現(xiàn)象。
(6)試管③為在FeCl3溶液中逐滴加入Na2S溶液,最初發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成了黑色沉淀為Fe2S3,因過量的Fe3+在溶液中水解,使溶液明顯顯酸性,則振蕩過程中Fe2S3沉淀被酸性溶液溶解并有臭雞蛋氣味的H2S氣體生成,其中發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式為Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3;故答案為:Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3。
(7)實驗一表明在Na2S溶液中逐滴加入FeCl3溶液,主要發(fā)生的是復(fù)分解反應(yīng),實驗二表明在FeCl3溶液中逐滴加入Na2S溶液主要發(fā)生的是氧化還原反應(yīng),由此可知FeCl3溶液和Na2S溶液間可發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)也可發(fā)生氧化還原反應(yīng),且反應(yīng)的產(chǎn)物、實驗的現(xiàn)象與試劑的滴加順序和多少(試劑的相對用量)、反應(yīng)體系的酸堿性等有關(guān);故答案為:試劑的滴加順序和多少(試劑的相對用量)、反應(yīng)體系的酸堿性。
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【題目】甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是①CH3OH(g)+H2O(g) = CO2(g)+3H2(g) △H = + 49. 0 kJ·mol-1②CH3OH(g)+ O2(g) = CO2(g)+2H2(g) △H =-192. 9 kJ·mol-1,下列說法正確的是
A.CH3OH的燃燒熱為192. 9 kJ·mol-1
B.反應(yīng)①中的能量變化如圖所示
C.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量
D.根據(jù)②推知反應(yīng):CH3OH(l) +O2(g) = CO2(g) +2H2(g) △H >-192. 9kJ·mol-1
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【題目】最近意大利羅馬大學(xué)的FulvioCacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子。N4分子結(jié)構(gòu)如圖所示,已知斷裂1moIN-N吸收167kJ熱量,生成1molN≡N放出942kJ熱量,根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù),下列說法正確的是 ( )
A.N4屬于一種新型的化合物B.N4與N2互為同分異構(gòu)體
C.N4沸點比P4(白磷)高D.1mo1N4氣體轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2將放出882kJ熱量
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【題目】某模擬"人工樹葉”電化學(xué)實驗裝置如圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是
A. 該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能
B. 該裝置工作時,H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移
C. 每生成1 mol O2,有44 gCO2被還原
D. a電極的反應(yīng)為:3CO2+ 16H+-18e-= C3H8O+4H2O
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【題目】氟離子電池是一種前景廣闊的新型電池,其能量密度是目前鋰電池的十倍以上且不會因為過熱而造成安全風(fēng)險。如圖是氟離子電池工作示意圖,其中充電時F-從乙電極流向甲電極,下列關(guān)于該電池的說法正確的是( )
A.放電時,甲電極的電極反應(yīng)式為Bi-3e-+3F-=BiF3
B.放電時,乙電極電勢比甲電極高
C.充電時,導(dǎo)線上每通過1mole-,甲電極質(zhì)量增加19g
D.充電時,外加電源的正極與乙電極相連
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【題目】(1)如圖所示,若C為濃硝酸,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe ,A電極材料為Cu,則B電極的電極反應(yīng)式為___________,A電極的電極反應(yīng)式為_______;反應(yīng)進行一段時間后溶液C的pH將___ (填“升高”“降低”或“基本不變”)。
(2)我國首創(chuàng)以鋁空氣海水電池作為能源的新型的海水標(biāo)志燈,以海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流,只要把燈放入海水?dāng)?shù)分鐘,就會發(fā)出耀眼的白光。則電源的負極材料是____,負極反應(yīng)為___________;正極反應(yīng)為_____________________________。
(3)熔鹽電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負極燃氣,空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣,制得在650 ℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)電池反應(yīng)式。負極反應(yīng)式為2CO+2CO32--4e-=4CO2,正極反應(yīng)式為___________,電池總反應(yīng)式為_______。
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【題目】(1)有機物的名稱為__。
(2)已知某有機物的分子式為C3H8O,紅外光譜和核磁共振氫譜如圖,氫譜三個峰的面積之比分別為1∶1∶6,寫出其結(jié)構(gòu)簡式___。
(3)0.2mol某烴A在氧氣中完全燃燒后,生成CO2和H2O各1.2mol。試回答:
①烴A的分子式為__。
②若烴A不能使溴水褪色,但在一定條件下能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),其一氯取代物只有一種,則烴A的結(jié)構(gòu)簡式為__。
③若烴A能使溴水褪色,在催化劑作用下,與H2加成,其加成產(chǎn)物經(jīng)測定分子中含有4個甲基,烴A可能有的結(jié)構(gòu)簡式為___,___。(任寫2種)
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【題目】A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的第三周期元素,已知A、B、E3種原子最外層共有11個電子,且這3種元素的最高價氧化物的水化物兩兩皆能發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水,C元素的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少4,D元素原子次外層電子數(shù)比最外層電子數(shù)多3。
(1)D的原子結(jié)構(gòu)示意圖為___;E在元素周期表中的位置為___。
(2)比較C、D的最高價氧化物的水化物的酸性:(用化學(xué)式表示)___。
(3)A與E兩元素可形成化合物,用電子式表示其化合物的形成過程:___。
(4)寫出A、B兩元素最高價氧化物的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式:___。
(5)E單質(zhì)與水反應(yīng)時,每1molE單質(zhì)完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為___mol。
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【題目】下列說法正確的是 ( )
A.AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液蒸干、灼燒后所得固體的成分相同
B.配制FeCl3溶液時,將FeCl3固體溶解在H2SO4溶液中,然后再用水稀釋到所需的濃度
C.用熱堿液可以去油污
D.泡沫滅火器中常使用的原料是Na2CO3和Al2(SO4)3
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