【題目】粉煤灰是燃煤產(chǎn)生的重要污染物,主要成分有Al2O3、Fe2O3Fe3O4SiO2等物質(zhì)。綜合利用粉煤灰不僅能夠防止環(huán)境污染,還能獲得納米Fe2O3等重要物質(zhì)。

已知:

i)伯胺RNH2能與Fe3反應(yīng):3RNH2Fe3SO42H2OFe(NH2R)3(OH)SO4H生成易溶于煤油的產(chǎn)物。

ii)Fe3在水溶液中能與Cl反應(yīng):Fe36Cl[FeCl6]3,回答下列問題:

(1)過程I對煤粉灰進(jìn)行酸浸過濾后,濾渣的主要成分是_____________。

(2)寫出過程Ⅱ加入過量H2O2發(fā)生的離子方程式_____________。加入伯胺-煤油對浸取液進(jìn)行分離,該操作的名稱是_____________。

(3)從化學(xué)平衡角度解釋過程Ⅲ利用NaCl溶液進(jìn)行反萃取的原理_____________。

(4)過程Ⅳ中過量的N2H4將水層2中[FeCl6]3轉(zhuǎn)化為Fe2,得到的Fe2再被O2氧化為FeOOH,其中第一步的離子方程式為4[FeCl6]35N2H44Fe2N24N2H524Cl,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_______________。

(5)在常壓用納米Fe2O3電化學(xué)法合成氨的裝置如圖所示。已知電解液為熔融NaOHKOH,納米Fe2O3在陰極發(fā)生電極反應(yīng)分兩步進(jìn)行:

第一步:Fe2O33H2O6e2Fe6OH

第二步:2FeN23H2OFe2O32NH3。

則該電解池發(fā)生總反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________,納米Fe2O3在電解過程中所起的作用是___________________________________。

(6)某特殊的磁流體材料,其化學(xué)式通式為KxFeO2(其組成可理解為aK2O·bFeO·cFe2O3),若x平均值為1.3,則磁流體中Fe3Fe2的質(zhì)量之比為___________。

【答案】SiO2 2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O 萃取、分液 Fe36Cl[FeCl6]3,Cl結(jié)合Fe3Fe3濃度減小,促使3RNH2Fe3SO42H2OFe(NH2R)3(OH)SO4H平衡逆向移動,實(shí)現(xiàn)反萃取 4:1 2N26H2O2NH33O2 催化劑 7:3

【解析】

粉煤灰中Al2O3、Fe2O3、Fe3O4與硫酸反應(yīng)生成可溶性硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵,SiO2與硫酸不反應(yīng),過濾后的濾渣成分是SiO2;濾液中的Fe2被過氧化氫氧化為Fe3,伯胺RNH2能與Fe3反應(yīng)生成易溶于煤油的產(chǎn)物,分液后Fe(NH2R)3(OH)SO4存在煤油中,有機(jī)層加入氯化鈉溶液反萃取,發(fā)生Fe36Cl[FeCl6]3,[FeCl6]3中加入過量N2H4生成Fe2,通入適量氧氣氧化為FeOOH,煅燒生成納米Fe2O3

(1)過程I對煤粉灰進(jìn)行酸浸過濾后,SiO2與硫酸不反應(yīng),過濾后的濾渣成分是SiO2

(2)過程Ⅱ加入過量H2O2Fe2被過氧化氫氧化為Fe3,反應(yīng)的離子方程式是2Fe2+ H2O2+2H+2Fe3+ 2H2O。加入伯胺-煤油對浸取液進(jìn)行分離,Fe(NH2R)3(OH)SO4進(jìn)入煤油層,該操作的名稱是萃取、分液。

(3)加入NaCl溶液,發(fā)生反應(yīng)Fe36Cl[FeCl6]3,Cl結(jié)合Fe3,Fe3濃度減小,促使3RNH2Fe3SO42H2OFe(NH2R)3(OH)SO4H平衡逆向移動,實(shí)現(xiàn)反萃取。

(4)4[FeCl6]35N2H44Fe2N24N2H524Cl,該反應(yīng)中Fe元素化合價由+3降低為+2,[FeCl6]3是氧化劑,N元素化合價由-2升高為0,N2H4是還原劑,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4:1

(5)電解液為熔融NaOHKOH,納米Fe2O3在陰極發(fā)生電極反應(yīng)分兩步進(jìn)行:第一步:Fe2O33H2O6e2Fe6OH,第二步:2FeN23H2OFe2O32NH3。陰極反應(yīng)為N26H2O6e=2NH36OH;陽極反應(yīng)是4OH-4e=2H2O+O2,根據(jù)電子守恒,該電解池發(fā)生總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2N26H2O2NH33O2,總反應(yīng)沒有消耗納米Fe2O3,所以納米Fe2O3在電解過程中所起的作用是催化劑。

(6)化學(xué)式通式為KxFeO2,根據(jù)化合價代數(shù)和等于0,設(shè)Fe3y個,則Fe2為(1-y)個,若x平均值為1.3,1.3×13y2(1-y)-2×20,y=0.7,則磁流體中Fe3Fe2的質(zhì)量之比為0.70.3=7:3

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法中不正確的是(

A.1 mol CH≡CH可以與Br2發(fā)生加成反應(yīng),消耗2 mol Br2

B.苯的鄰位二元取代物只有一種可以說明苯分子不具有碳碳單鍵和碳碳雙鍵的交替結(jié)構(gòu)

C.甲苯()中所有原子都在同一平面內(nèi)

D.己烷的沸點(diǎn)高于2-甲基戊烷

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】H2I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g),生成2molHI(g)反應(yīng)放出熱量akJ,已知(a、bc均大于零),下列說法正確的是(

A.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量

B.斷開1molH—H鍵和1molI—I鍵所需能量大于斷開2molH—I鍵所需能量

C.向密閉容器中加入2molH22molI2,充分反應(yīng)后放出的熱量等于2akJ

D.斷開2molH—I鍵所需能量為(c+b+a)kJ

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上通常采取CO(g)和H2(g)合成CH3OH(g)

(1)已知某溫度和壓強(qiáng)下

①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1

③2CH2OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=-1275.6kJ·mol-1

則在相同溫度和壓強(qiáng)下,CO(g)與H2(g)合成CH3OH(g)的熱化學(xué)方程式__________。若反應(yīng)生成6.4g甲醇,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__________

(2)可利用甲醇燃燒反應(yīng)設(shè)計(jì)一個燃料電池。如圖1,用Pt作電極材料,用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液,在兩個電極上分別充入甲醇和氧氣。

①寫出燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式__________。

②若利用該燃料電池提供電源,與圖1右邊燒杯相連,在鐵件表面鍍銅,則鐵件應(yīng)是__________極(填“A”或“B”);當(dāng)鐵件的質(zhì)量增重6.4g時,燃料電池中消耗氧氣的標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為__________L。

(3)電解法可消除甲醇對水質(zhì)造成的污染,原理是:通電將Co2+氧化成Co3+,然后將甲醇氧化成CO2和H(用石墨烯除去Co2+)現(xiàn)用如圖2所示裝置模擬上述過程,則Co2+在陽極的電極反應(yīng)式為__________。除去甲醇的離子方程式為__________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】溫度為T1時,在三個容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng) 2NO2(g)2NO(g)O2(g) ΔH>0。實(shí)驗(yàn)測得:υυ(NO2)消耗kc2(NO2),υυ(NO)消耗2υ(O2)消耗kc2(NO)·c(O2),kk為速率常數(shù),受溫度影響。下列說法正確的是( )

容器編號

物質(zhì)的起始濃度(mol·L1)

物質(zhì)的平衡濃度(mol·L1)

c(NO2)

c(NO)

c(O2)

c(O2)

0.6

0

0

0.2

0.3

0.5

0.2

0

0.5

0.35

A.反應(yīng)達(dá)平衡時,容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強(qiáng)之比為11

B.反應(yīng)達(dá)平衡時,容器Ⅱ中 比容器Ⅰ中的大

C.反應(yīng)達(dá)平衡時,容器Ⅲ中NO的體積分?jǐn)?shù)大于50%

D.當(dāng)溫度改變?yōu)?/span>T2時,若kk,則T2>T1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有下列各組物質(zhì):(A)O2O3;(B23592U23892U(C) CH3CH2CH2CH3;(D) ;(E)甲烷和新戊烷。

(1)__________組兩物質(zhì)互為同位素;

(2)__________組兩物質(zhì)互為同素異形體;

(3)__________組兩物質(zhì)互為同系物;

(4)__________組兩物質(zhì)互為同分異構(gòu)體。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】K2FeO4 在水中不穩(wěn)定,發(fā)生反應(yīng):4FeO +10H2O4Fe(OH)3(膠體)+8OH- +3O2 ,其穩(wěn)定性與溫度(T)和溶液 pH 的關(guān)系分別如圖所示。下列說法正確的是

IK2FeO4 的穩(wěn)定性與溫度的關(guān)系 IIK2FeO4 的穩(wěn)定性與溶液 pH 的關(guān)系

A.由圖 I 可知 K2FeO4 的穩(wěn)定性隨溫度的升高而升高B.由圖 II 可知圖中 ac

C.由圖 I 可知溫度:T1T2T3D.由圖 I 可知上述反應(yīng)ΔH<0

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫時,向 20 mL 0.1 mol·L 1 的兩種酸 HA、HB 中分別滴加0.1 mol·L 1 NaOH 溶液, pH 變化分別對應(yīng)下圖中的 I、II。下列說法不正確的是( )

A. NaA 溶液中滴加 HB 可產(chǎn)生 HA

B.滴加 NaOH 溶液至 pH=7 時,兩種溶液中 c(A)=c(B)

C.a 點(diǎn),溶液中微粒濃度:c(A) > c(Na+)

D.滴加 20 mL NaOH 溶液時,I H2O 的電離程度大于 II

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):

步驟

現(xiàn)象

Fe表面產(chǎn)生大量無色氣泡,液面上方變?yōu)榧t棕色

Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后,迅速停止

Fe、Cu接觸后,其表面均產(chǎn)生紅棕色氣泡

下列說法不正確的是

A. I中氣體由無色變紅棕色的化學(xué)方程式:2NO+O22NO2

B. II中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層,阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)

C. 對比I、II中現(xiàn)象,說明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3

D. 針對Ⅲ中現(xiàn)象,在Fe、Cu之間連接電流計(jì),可判斷Fe是否被氧化

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