【題目】二氧化氯(ClO2)是一種廣譜、高效的殺菌消毒劑,有與氯氣相似的強烈刺激性氣味,易溶于水,沸點11℃,遇熱不穩(wěn)定易分解發(fā)生爆炸。一種工業(yè)制法用硫鐵礦(主要成分為FeS2)還原氯酸鈉制取二氧化氯,某研究小組在實驗室設計如下裝置制備ClO2的水溶液。

(1)三頸燒瓶中加入NaClO3溶液、濃H2SO4,通入空氣,調(diào)節(jié)恒溫器至60℃,通過固體加料器緩慢勻速加入硫鐵礦粉末。反應開始時燒瓶內(nèi)發(fā)生反應的離子方程式如下,請配平該方程式:__ClO3 __FeS2__H____ClO2____Fe3____SO42____H2O

(2)裝置D的作用是__________。

(3)用上述反應完后的廢液(除上述產(chǎn)物外,還有Al3、Mg2、H、Cl等)可制備摩爾鹽,即(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。其操作流程如下:

回答下列問題:

①操作Ⅰ的名稱為:___________

②試劑X___________,寫出發(fā)生的主要反應的離子方程式__________

③為測定(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶體中鐵的含量,某實驗小組做了如下實驗:用電子天平準確稱量5.000g硫酸亞鐵銨晶體,配制成250mL溶液。取所配溶液25.00mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至Fe2+恰好全部氧化成Fe3+,同時,MnO4_被還原成Mn2+。測得消耗KMnO4溶液的平均體積為21.00mL。則該晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)為___________。(保留4位有效數(shù)字)

【答案】15 1 14 15 1 2 7 檢驗ClO2是否吸收完全 過濾 Fe 2Fe3Fe3Fe2 11.76%

【解析】

A裝置是制取ClO2;ClO2易溶于水,沸點11℃,遇熱不穩(wěn)定易分解發(fā)生爆炸,B裝置是冷凝收集ClO2,C裝置吸收未冷凝的氣態(tài)ClO2;ClO2有強氧化性,能使品紅褪色,D裝置品紅能被ClO2氧化而導致品紅褪色,是檢驗ClO2是否被完全吸收干凈,根據(jù)氧化還原反應的原理分析解答(1)和(2);

(3)上述反應完后的廢液中主要含有Fe3+,還有Al3+Mg2+、H+、Cl-等,根據(jù)流程圖,在廢液中加入過量的X后可得硫酸亞鐵,則X為鐵;在硫酸亞鐵晶體加入硫酸銨溶液,再蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶,再減壓過濾可得(NH4)2Fe(SO4)26H2O晶體,根據(jù)得失電子守恒可得關系式5Fe2+MnO4-,根據(jù)KMnO4的物質(zhì)的量可計算出樣品中鐵元素的質(zhì)量,進而計算鐵元素的質(zhì)量分數(shù),據(jù)此分析解答。

(1)NaClO3FeS2的反應中,氯從+5價變?yōu)?/span>+4價,鐵從+2價變?yōu)?/span>+3價,硫從-2價變?yōu)?/span>+6價,根據(jù)化合價升降法結合電荷守恒和元素守恒配平離子方程式為15ClO3-+FeS2+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O,故答案為:15;1;14;151;2;7

(2)ClO2有強氧化性,能使品紅褪色,所以裝置D的作用是檢驗ClO2是否吸收完全,故答案為:檢驗ClO2是否吸收完全;

(3)上述反應完后的廢液中主要含有Fe3+,還有Al3+、Mg2+、H+、Cl-等,根據(jù)流程圖,在廢液中加入過量的X后可得硫酸亞鐵,則X為鐵;在硫酸亞鐵晶體加入硫酸銨溶液,再蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶,再減壓過濾可得(NH4)2Fe(SO4)26H2O晶體。

①根據(jù)上面的分析可知,操作Ⅰ是分離固體和溶液,為過濾,故答案為:過濾;

②根據(jù)上面的分析可知,試劑X Fe,發(fā)生的主要反應的離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+,故答案為:Fe;2Fe3++Fe=3Fe2+

③根據(jù)電子得失守恒可得關系式5Fe2+MnO4-,反應中消耗的KMnO4的物質(zhì)的量為0.01000mol/L×21.00×10-3L=2.1×10-4mol,所以樣品中鐵元素的質(zhì)量為2.1×10-4mol×5××56g/mol=0.588g,故鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為×100%=11.76%,故答案為:11.76%

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】32.0g銅與60.0mL一定濃度的硝酸發(fā)生如下反應:Cu4HNO3 = Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3 = 3Cu(NO3)22NO↑4H2O。銅完全溶解產(chǎn)生的混合氣體體積為8.96L(標況)。請計算(各數(shù)據(jù)保留兩位有效數(shù)字)

(1)NO的體積為______

(2)該混合氣體的平均摩爾質(zhì)量約為______

(3)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液加入100mL 2.0mol/LNaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉化成沉淀,則原硝酸溶液的濃度為______。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列是某興趣小組根據(jù)課本實驗設計的一個能說明Na2CO3NaHCO3熱穩(wěn)定性的套管實驗。請觀察下圖的實驗裝置、分析實驗原理,下列說法錯誤的是(   )

A. 甲為小蘇打,乙為純堿

B. 要證明NaHCO3受熱能產(chǎn)生水,可在小試管內(nèi)塞上沾有無水硫酸銅粉末的棉花球

C. 整個實驗過程中可以看到丙燒杯的澄清石灰水沒變渾濁

D. 同質(zhì)量的甲和乙分別與足量的鹽酸完全反應,產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量:乙>甲

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、BC、D中,AB的價電子層中未成對電子均只有1個,并且AB+的電子相差為8;與B位于同一周期的CD,它們價電子層中的未成對電子數(shù)分別為42,且原子序數(shù)相差為2;卮鹣铝袉栴}:

(1)D2+的價層電子排布圖為_____

(2)四種元素中第一電離最小的是____,電負性最大的是____。(填元素符號)

(3)A、BD三種元素組成的一個化合物的晶胞如圖所示。

該化合物的化學式為_____________;D的配位數(shù)為_______;

列式計算該晶體的密度為___________g·cm-3(列式并計算)

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。

(1)CO2NH3為原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。

已知:①2NH3(g)CO2(g)NH2CO2NH4(s)H =-159.47 kJ·mol-1

NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)H2O(g)H +116.49 kJ·mol-1

H2O(l)H2O(g)H +88.0 kJ·mol-1

試寫出NH3CO2合成尿素和液態(tài)水的熱化學方程式______________

(2)在一定條件下,二氧化碳轉化為甲烷的反應如下:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH0

①向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO2H2,在300℃時發(fā)生上述反應,達到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為CO20.2mol·L-1,H20.8mol·L-1CH40.8mol·L-1,H2O1.6mol·L-1,起始充入CO2H2的物質(zhì)的量分別為_____、_____,CO2的平衡轉化率為______。

②現(xiàn)有兩個相同的恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器III,在I中充入1 molCO2,4 molH2,在II中充入1 mol CH42 mol H2 O(g)300℃下開始反應。達到平衡時,下列說法正確的是_________(填字母)。

A.容器I、II中正反應速率相同 B.容器I、IICH4的物質(zhì)的量分數(shù)相同 C.容器ICO2的物質(zhì)的量比容器II中的多 D.容器ICO2的轉化率與容器IICH4的轉化率之和小于1

(3)華盛頓大學的研究人員研究出一種方法,可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO2零排放,其基本原理如圖所示:

①上述生產(chǎn)過程的能量轉化方式是_____。

②上述電解反應在溫度小于900℃時進行碳酸鈣先分解為CaOCO2,電解質(zhì)為熔融碳酸鈉,則陽極的電極反應式為___,陰極的電極反應式為______

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面有廣泛的應用,工業(yè)上可由高鐵菱錳礦(主要成分為,含有等雜質(zhì))制備,部分工藝流程如下:

相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的如表(開始沉淀的按離子濃度為計算):

金屬離子

開始沉淀的pH

8.1

6.3

1.5

3.4

8.9

沉淀完全的pH

10.1

8.3

2.8

4.7

10.9

1)“氧化”時發(fā)生反應的離子方程式為___________

2)“調(diào)pH”范圍至5~6,得到濾渣2的主要成分除外還有___________;

3)“除雜”過程中加入的目的是___________

4)“沉錳”過程中發(fā)生反應的化學方程式為___________;

5在水中的溶解度與溫度的關系如圖所示。由獲得較純凈的晶體的方法是:將溶于適量的稀硫酸,控制溫度在80~90℃之間蒸發(fā)結晶,__________(填操作名稱),得到晶體,洗滌、烘干。晶體通常采用減壓烘干的原因是__________;

6)已知:。室溫下,若溶液中,欲使溶液中的,則需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為______________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】研究等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

1)已知:;;

則反應________。

2)一定條件下,將以體積比置于密閉容器中發(fā)生上述反應,測得上述反應平衡時體積比為,則平衡常數(shù)________(保留兩位小數(shù))。

3可用于合成甲醇,反應方程式為。在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示。該反應________(填“>”或“<”)。實際生產(chǎn)條件控制在、左右,選擇此壓強的理由是__________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】I。草酸(H2C2O4)與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發(fā)生反應:

(實驗1)甲同學用8.00 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液與5.00 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液反應,研究不同條件對化學反應速率的影響。改變的條件如下:

組別

KMnO4溶液

/mL

H2C2O4溶液

/mL

10%硫酸體積/mL

溫度/℃

其他物質(zhì)

8.00

5.00

3.00

20

8.00

5.00

3.00

30

8.00

5.00

1.00

20

2.00 mL蒸餾水

1)寫出草酸(H2C2O4)與高錳酸鉀溶液在酸性條件下反應的離子方程式________。

2)上述進行實驗Ⅰ、Ⅲ的目的是探究__________對化學反應速率的影響。

(實驗2)乙同學在研究草酸與高錳酸鉀在酸性條件下反應的影響因素時發(fā)現(xiàn),草酸與酸性高錳酸鉀溶液開始一段時間反應速率較慢,溶液褪色不明顯,但不久后突然褪色,反應速率明顯加快。

3)針對上述現(xiàn)象,乙同學認為草酸與高錳酸鉀反應放熱,導致溶液溫度升高,反應速率加快。從影響化學反應速率的因素看,你猜想還可能是_______的影響。

4)若用實驗證明你的猜想,除了酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液外,還需要選擇的試劑最合理的是____(填字母)。

a.硫酸鉀 b.水 c.二氧化錳 d.硫酸錳

Ⅱ.用如圖所示的裝置進行中和熱的測定實驗,分別取溶液、的硫酸進行實驗,回答下列問題:

1)從上圖實驗裝置看,其中尚缺少的一種玻璃用品是__________,除此之外,裝置中的一個明顯錯誤是__________

2)近似認為NaOH溶液和的硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比熱容,通過以下數(shù)據(jù)計算中和熱△H=__________(結果保留小數(shù)點后一位)。

溫度

實驗次數(shù)

起始溫度t1/℃

終止溫度t2/℃

H2SO4

NaOH

平均值

1

26.2

26.0

26.1

29.5

2

27.0

27.4

27.2

32.3

3

25.9

25.9

25.9

29.2

4

26.4

26.2

26.3

29.8

3)上述實驗數(shù)值結果與有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母)_____。

a.實驗裝置保溫、隔熱效果差

b.用溫度計測定溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度

c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中

d.將以上四實驗測量溫度均納入計算平均值

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】電解法處理CO2SO2的混合氣體的原理如圖所示,電解質(zhì)為熔融碳酸鹽和硫酸鹽,通電一段時間后,Ni電極表面形成摻雜硫的碳積層。下列說法錯誤的是(

A.Ni電極表面發(fā)生了還原反應

B.陽極的電極反應為2O2--4e-=O2

C.電解質(zhì)中發(fā)生的離子反應只有2SO2+O2+2O2-=2SO

D.該過程實現(xiàn)了電解質(zhì)中熔融碳酸鹽和硫酸鹽的自主補充循環(huán)

查看答案和解析>>

同步練習冊答案