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简答题

大理石中的主要杂质是氧化铁,如图1所示是某化学兴趣小组以大理石为原料制取安全无毒杀菌剂过氧化钙的主要流程.

请回答下列问题:

(1)利用大理石与试剂A制取CO2,请在图2方框内将发生装置补充完全.

(2)沉淀B的化学式为______,操作Ⅱ的名称为______

(3)本实验需多次使用玻璃棒,玻璃棒的作用有______

(4)写出反应②中生成CaO2•8H2O的化学方程式______

(5)制得的CaO2中一般含有CaO,该小组同学通过实验测定制得的样品中

CaO2的含量.称取10g样品,加入足量盐酸充分反应后将所得溶液蒸干,得CaCl2 16.65g.则该样品中CaO2的质量分数为______

正确答案

解:(1)根据实验室制取二氧化碳可知是利用盐酸和碳酸钙反应,可知实验室用简易的启普发生器,且已给出部分装置,则被补画的则是长颈漏斗的上半部分,而不是分液漏斗,故答案为:

(2)大理石中的主要杂质是氧化铁,所加入A为盐酸,盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,然后加入氨水,发生3NH3•H2O+FeCl3═Fe(OH)3↓+3NH4Cl,则B为氢氧化铁,根据流程中可以判断操作II为固液分离为过滤,

故答案为:Fe(OH)3;过滤;

(3)固体粉末与溶液反应需要用玻璃棒搅拌,过滤需要用玻璃棒引流,故答案为:搅拌和引流;

(4)由工艺流程可知,反应②为氯化钙与氨水、过氧化氢反应生成CaO2•8H2O,还应生成氯化铵,反应方程式为:CaC12+H2O2+2NH3•H2O+6H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl,

故答案为:CaC12+H2O2+2NH3•H2O+6H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl;

(5)CaCl2 16.65g物质的量为n===0.15mol,加入足量的盐酸,锥形瓶内为氯化钙与剩余的盐酸,根据n(CaCl2)=n(Ca2+)即n(Ca2+)=0.15mol,

令10g样品样品中CaO2、CaO的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量之和与钙离子物质的量列方程,则:,解得x=0.1、y=0.05,

故样品中CaO2的质量分数=×100%=72%,

故答案为:72%.

解析

解:(1)根据实验室制取二氧化碳可知是利用盐酸和碳酸钙反应,可知实验室用简易的启普发生器,且已给出部分装置,则被补画的则是长颈漏斗的上半部分,而不是分液漏斗,故答案为:

(2)大理石中的主要杂质是氧化铁,所加入A为盐酸,盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,然后加入氨水,发生3NH3•H2O+FeCl3═Fe(OH)3↓+3NH4Cl,则B为氢氧化铁,根据流程中可以判断操作II为固液分离为过滤,

故答案为:Fe(OH)3;过滤;

(3)固体粉末与溶液反应需要用玻璃棒搅拌,过滤需要用玻璃棒引流,故答案为:搅拌和引流;

(4)由工艺流程可知,反应②为氯化钙与氨水、过氧化氢反应生成CaO2•8H2O,还应生成氯化铵,反应方程式为:CaC12+H2O2+2NH3•H2O+6H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl,

故答案为:CaC12+H2O2+2NH3•H2O+6H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl;

(5)CaCl2 16.65g物质的量为n===0.15mol,加入足量的盐酸,锥形瓶内为氯化钙与剩余的盐酸,根据n(CaCl2)=n(Ca2+)即n(Ca2+)=0.15mol,

令10g样品样品中CaO2、CaO的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量之和与钙离子物质的量列方程,则:,解得x=0.1、y=0.05,

故样品中CaO2的质量分数=×100%=72%,

故答案为:72%.

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研究碳及其化合物的性质和用途是中学化学的任务之一.

I.某兴趣小组在实验室中制备碳酸钠溶液.方案如下:步骤一,取25mL一定浓度的NaOH溶液,通人CO2气体至过量;步骤二,加热煮沸步骤一所得溶液;步骤三,另取25mL相同浓度的NaOH溶液与步骤二所得溶液混合,即得碳酸钠溶液.

(1)完成步骤一可选的化学试剂有:稀盐酸、NaOH溶液、大理石、饱和碳酸钠溶液、稀硫酸、饱和碳酸氢钠溶液等,需要的装置如图所示.

①各装置正确的连接顺序为______(用a、b、c、d表示).

②检查整套装置气密性的方法是______

③装置A中常用药品为______;装置C中化学药品的作用是______

(2)写出步骤三中发生反应的离子方程式______

(3)有同学提出“步骤二”没有必要,请你简述自己的看法______

Ⅱ.实验室用纯碱和盐酸处理某种蛇纹石(已知蛇纹石中含有MgO、SiO2•CaO、Fe2O3、Al2O3等氧化物)模拟制备氧化镁的流程如下:

(l)过滤需要的玻璃仪器有______

(2)沉淀Ⅱ的成分为______,请用离子方程式表示生成沉淀的过程______(写出一个即可).

(3)纯碱溶液中所有离子浓度的大小关系为______

(4)已知l0%的纯碱溶液密度为1.06g/cm3,则其物质的量浓度为______

正确答案

解:I.根据题意知,该小组制备碳酸钠溶液的原理为:CO2(过量)+NaOH═NaHCO3,NaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O,

(1)分析题给装置知,A为二氧化碳的发生装置,B中发生二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应,C装置除去二氧化碳中的氯化氢,

①为制得纯净的碳酸氢钠溶液,要先除去二氧化碳中的氯化氢,各装置正确的连接顺序为:a→d→c→b,故答案为:a→d→c→b;

②检查整套装置气密性的方法是:关闭分液漏斗活塞,向烧杯中加水至没过导管口,微热烧瓶,导管口有气泡冒出,停止加热,导管内形成一段水柱,说明装置气密性良好,

故答案为:关闭分液漏斗活塞,向烧杯中加水至没过导管口,微热烧瓶,导管口有气泡冒出,停止加热,导管内形成一段水柱,说明装置气密性良好;

③实验室制备二氧化碳的原理为碳酸钙和稀盐酸反应,装置A中常用药品为稀盐酸和大理石;装置C中化学药品的作用是除去二氧化碳中的氯化氢,同时能够减少二氧化碳的溶解,

故答案为:稀盐酸和大理石;除去二氧化碳中的HCl,减少二氧化碳的溶解;

(2)步骤三中碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,反应的离子方程式为OH-+HCO3-═CO32-+H2O,故答案为:OH-+HCO3-═CO32-+H2O;

(3)步骤二的目的为除去溶解的过量的二氧化碳,否则将使碳酸钠不纯,故答案为:步骤二的目的为除去溶解的过量的二氧化碳,否则将使碳酸钠不纯;

Ⅱ.根据题给流程分析,蛇纹石用30%盐酸酸浸,MgO、CaO、Fe2O3、Al2O3和盐酸反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,CaO+2HCl=CaCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;而SiO2不与盐酸反应,过滤得沉淀Ⅰ为二氧化硅,滤液为MgCl2、CaCl2、FeCl3、AlCl3和盐酸的混合液,向滤液中加入一定量10%纯碱溶液,Ca2+、Fe3+、Al3+和碳酸钠溶液反应转化为氢氧化铁、氢氧化铝和碳酸钙沉淀经过滤而除去,反应方程式为CO32-+Ca2+═CaCO3↓,2Fe3++3CO32-+3H2O=“═“2Fe(OH)3↓+3CO2↑,2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑;向滤液中加足量15%纯碱溶液制得碱式碳酸镁,过滤,回收氯化钠、碳酸钠和碳酸氢钠,碱式碳酸镁煅烧得氧化镁,

(1)过滤需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故答案为:烧杯、漏斗、玻璃棒;

(2)根据上述分析知,沉淀Ⅱ的成分为:CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3,用离子方程式表示生成沉淀的过程为:CO32-+Ca2+═CaCO3↓、2Fe3++3CO32-+3H2O═2Fe(OH)3↓+3CO2↑、2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑,

故答案为:CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3;CO32-+Ca2+═CaCO3↓(或2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑、2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑);

(3)纯碱溶液中,碳酸根离子部分水解,溶液显示碱性,所以离子浓度的大小关系为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),

故答案为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);

(4)利用公式c= 将题给数据代入计算,纯碱溶液的物质的量浓度为:mol/L=1 mo1•L-1,故答案为:1 mo1•L-1

解析

解:I.根据题意知,该小组制备碳酸钠溶液的原理为:CO2(过量)+NaOH═NaHCO3,NaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O,

(1)分析题给装置知,A为二氧化碳的发生装置,B中发生二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应,C装置除去二氧化碳中的氯化氢,

①为制得纯净的碳酸氢钠溶液,要先除去二氧化碳中的氯化氢,各装置正确的连接顺序为:a→d→c→b,故答案为:a→d→c→b;

②检查整套装置气密性的方法是:关闭分液漏斗活塞,向烧杯中加水至没过导管口,微热烧瓶,导管口有气泡冒出,停止加热,导管内形成一段水柱,说明装置气密性良好,

故答案为:关闭分液漏斗活塞,向烧杯中加水至没过导管口,微热烧瓶,导管口有气泡冒出,停止加热,导管内形成一段水柱,说明装置气密性良好;

③实验室制备二氧化碳的原理为碳酸钙和稀盐酸反应,装置A中常用药品为稀盐酸和大理石;装置C中化学药品的作用是除去二氧化碳中的氯化氢,同时能够减少二氧化碳的溶解,

故答案为:稀盐酸和大理石;除去二氧化碳中的HCl,减少二氧化碳的溶解;

(2)步骤三中碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,反应的离子方程式为OH-+HCO3-═CO32-+H2O,故答案为:OH-+HCO3-═CO32-+H2O;

(3)步骤二的目的为除去溶解的过量的二氧化碳,否则将使碳酸钠不纯,故答案为:步骤二的目的为除去溶解的过量的二氧化碳,否则将使碳酸钠不纯;

Ⅱ.根据题给流程分析,蛇纹石用30%盐酸酸浸,MgO、CaO、Fe2O3、Al2O3和盐酸反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,CaO+2HCl=CaCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;而SiO2不与盐酸反应,过滤得沉淀Ⅰ为二氧化硅,滤液为MgCl2、CaCl2、FeCl3、AlCl3和盐酸的混合液,向滤液中加入一定量10%纯碱溶液,Ca2+、Fe3+、Al3+和碳酸钠溶液反应转化为氢氧化铁、氢氧化铝和碳酸钙沉淀经过滤而除去,反应方程式为CO32-+Ca2+═CaCO3↓,2Fe3++3CO32-+3H2O=“═“2Fe(OH)3↓+3CO2↑,2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑;向滤液中加足量15%纯碱溶液制得碱式碳酸镁,过滤,回收氯化钠、碳酸钠和碳酸氢钠,碱式碳酸镁煅烧得氧化镁,

(1)过滤需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故答案为:烧杯、漏斗、玻璃棒;

(2)根据上述分析知,沉淀Ⅱ的成分为:CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3,用离子方程式表示生成沉淀的过程为:CO32-+Ca2+═CaCO3↓、2Fe3++3CO32-+3H2O═2Fe(OH)3↓+3CO2↑、2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑,

故答案为:CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3;CO32-+Ca2+═CaCO3↓(或2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑、2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑);

(3)纯碱溶液中,碳酸根离子部分水解,溶液显示碱性,所以离子浓度的大小关系为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),

故答案为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);

(4)利用公式c= 将题给数据代入计算,纯碱溶液的物质的量浓度为:mol/L=1 mo1•L-1,故答案为:1 mo1•L-1

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曾经有一种固氮的方法:1100℃通N2和CaC2反应得到CaCN2

已知:CaCN2+3H2O═2NH3+CaCO3;CaC2+2H2O═C2H2↑+Ca(OH)2

(1)某同学采用如图1装置(加热和夹持仪器已略去)制取少量的CaCN2

①U形管中盛放的物质是______(填一种);

______(填“能”或“不能”)用普通玻璃管代替图中石英管;

(2)检验反应后的固体(用W表示)中含有氮元素

该同学将适量W溶于水,有气泡产生,说明固体中含有氮元素,该结论不正确.若要得出正确结论,还需进行的实验是______

(3)测定W中CaCN2的质量分数

步骤Ⅰ:按如图2所示装置(夹持仪器已略去)进行实验:

关闭弹簧夹,将漏斗中溶液逐滴加入到三颈瓶中,当W反应完全后,打开弹簧夹,通入氮气,直至氨气被200mL0.1mol•L-1硫酸完全吸收.

步骤Ⅱ:准确量取烧杯中溶液20.00mL置于锥形瓶中,滴入几滴指示剂,用c mol•L-1 NaOH溶液滴定过量的硫酸,实验测得消耗标准溶液的平均体积为v mL.

已知三种常用指示剂变色pH范围如下:

①上述滴定过程中,不宜选用的指示剂是______(填字母序号);

②烧杯中最终吸收氨气的物质的量为______mol;经进一步计算可求得W中CaCN2质量分数.

③上述实验所得结果明显偏小,若不考虑装置的气密性和操作误差,则导致结果偏小的可能原因是______(写1种).

正确答案

解:(1)①由于碳化钙极易与水反应,因此U形管中有关盛放固体干燥剂防止水蒸气进入,因此可以是碱石灰或无水氯化钙等;

故答案为:碱石灰或无水氯化钙等;

②由于普通玻璃中含有二氧化硅,而在高温下二氧化硅能与碳酸钙反应生成硅酸钙和CO2,所以不能用普通玻璃管代替图中石英管;

故答案为:不能;

(2)由于过量的碳化钙也能与水反应产生气泡,因此要验证含有氮元素,还必须检验生成的气体中含有氨气,所以正确的操作是将湿润的红色石蕊试纸置于容器口,试纸变蓝色,说明固体中含有氮元素;

故答案为:将湿润的红色石蕊试纸置于容器口,试纸变蓝色,说明固体中含有氮元素;

(3)①滴定前溶液显酸性,而b指示剂在酸性条件下是无色的,当硫酸恰好被反应后,硫酸铵溶液还是显酸性的,因此如果用b指示剂,溶液仍然是无色的,因此不宜选用的是b;

故答案为:b;

②消耗氢氧化钠的物质的量是0.001cvmol,则根据反应式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知剩余硫酸的物质的量是0.0005cvmol×=0.005cvmol,所以与氨气反应的硫酸的物质的量是0.02mol-0.005cvmol,则与硫酸反应的氨气的物质的量是(0.02mol-0.005cvmol)×2=(0.04-0.01cv)mol;

故答案为:0.04-0.01cv;

③由于反应需要加热且反应中有碳酸钙生成,因此如果实验所得结果明显偏小,则可能的原因是步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面,导致反应不完全;

故答案为:步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面,导致反应不完全.

解析

解:(1)①由于碳化钙极易与水反应,因此U形管中有关盛放固体干燥剂防止水蒸气进入,因此可以是碱石灰或无水氯化钙等;

故答案为:碱石灰或无水氯化钙等;

②由于普通玻璃中含有二氧化硅,而在高温下二氧化硅能与碳酸钙反应生成硅酸钙和CO2,所以不能用普通玻璃管代替图中石英管;

故答案为:不能;

(2)由于过量的碳化钙也能与水反应产生气泡,因此要验证含有氮元素,还必须检验生成的气体中含有氨气,所以正确的操作是将湿润的红色石蕊试纸置于容器口,试纸变蓝色,说明固体中含有氮元素;

故答案为:将湿润的红色石蕊试纸置于容器口,试纸变蓝色,说明固体中含有氮元素;

(3)①滴定前溶液显酸性,而b指示剂在酸性条件下是无色的,当硫酸恰好被反应后,硫酸铵溶液还是显酸性的,因此如果用b指示剂,溶液仍然是无色的,因此不宜选用的是b;

故答案为:b;

②消耗氢氧化钠的物质的量是0.001cvmol,则根据反应式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知剩余硫酸的物质的量是0.0005cvmol×=0.005cvmol,所以与氨气反应的硫酸的物质的量是0.02mol-0.005cvmol,则与硫酸反应的氨气的物质的量是(0.02mol-0.005cvmol)×2=(0.04-0.01cv)mol;

故答案为:0.04-0.01cv;

③由于反应需要加热且反应中有碳酸钙生成,因此如果实验所得结果明显偏小,则可能的原因是步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面,导致反应不完全;

故答案为:步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面,导致反应不完全.

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简答题

【选修2化学与技术】

高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂.其生产工艺如下:

已知:①2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O(条件:温度较低)

②6KOH+3Cl2=5KCl+KClO3+3H2O(条件:温度较高)

回答下列问题:

(1)该生产工艺应在______(填“温度较高”或“温度较低”)的情况下进行;

(2)在溶液I中加入KOH固体的目的是______(填编号).

A.与溶液I中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO

B.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率

C.为下一步反应提供碱性的环境

D.使KClO3转化为 KClO

(3)从溶液II中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生的离子反应方程式为______

(4)配制KOH溶液时,是在每100mL水中溶解61.6g KOH固体(该溶液的密度为1.47g/mL),它的物质的量浓度为______

(5)如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净______

(6)高铁酸钾(K2FeO4)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质,配平该反应的离子方程式:______FeO42-+______H2O=______Fe(OH)3(胶体)+______O2↑+______OH-

正确答案

解:(1)由工艺流程及③可知,利用Fe(NO33与KClO制备K2FeO4,由信息②可知温度较高KOH与Cl2 反应生成的是KClO3.由信息①可知,在低温下KOH与Cl2 反应生成的是KClO.故选择低温较低,故答案为:温度较低;

(2)由工艺流程可知,反应溶液I中有过量的Cl2反应,加KOH固体的目的是与过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO为下一步反应提供反应物;

A、根据生产工艺流程图,第①步氯气过量,加入KOH固体后会继续反应生成KClO,故A正确;

B、因温度较高时KOH 与Cl2 反应生成的是KClO3,而不是KClO,故B错误;

C、第③步需要碱性条件,所以碱要过量,故C正确;

D、KClO3转化为 KClO,化合价只降不升,故D错误;

故答案为:AC;

(3)由题目信息和氧化还原反应中化合价发生变化,可知反应物为Fe3+、ClO-,生成物为FeO42-、Cl-,根据电子得失守恒和质量守恒来配平可得2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,

故答案为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;

(4)配制KOH溶液时,是在每100mL水中溶解61.6g KOH固体(该溶液的密度为1.47g/mL),溶质物质的量==1.1mol,溶液体积V==0.11L,它的物质的量浓度==10mol/L,故答案为:10mol/L;

(5)因只要检验最后一次的洗涤中无Cl-,即可证明K2FeO4晶体已经洗涤干净,方法为用试管取少量最后一次的洗涤液,加入硝酸银溶液,无白色沉淀则已被洗净,

故答案为:用试管取少量最后一次的洗涤液,加入硝酸银溶液,无白色沉淀则已被洗净;

(6)铁元素化合价+6价变化为+3价,氧元素化合价从0价变化为-2价,由电子守恒配平得到:4FeO42-+10H2O═4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-

故答案为:4;10;4;3;8.

解析

解:(1)由工艺流程及③可知,利用Fe(NO33与KClO制备K2FeO4,由信息②可知温度较高KOH与Cl2 反应生成的是KClO3.由信息①可知,在低温下KOH与Cl2 反应生成的是KClO.故选择低温较低,故答案为:温度较低;

(2)由工艺流程可知,反应溶液I中有过量的Cl2反应,加KOH固体的目的是与过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO为下一步反应提供反应物;

A、根据生产工艺流程图,第①步氯气过量,加入KOH固体后会继续反应生成KClO,故A正确;

B、因温度较高时KOH 与Cl2 反应生成的是KClO3,而不是KClO,故B错误;

C、第③步需要碱性条件,所以碱要过量,故C正确;

D、KClO3转化为 KClO,化合价只降不升,故D错误;

故答案为:AC;

(3)由题目信息和氧化还原反应中化合价发生变化,可知反应物为Fe3+、ClO-,生成物为FeO42-、Cl-,根据电子得失守恒和质量守恒来配平可得2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,

故答案为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;

(4)配制KOH溶液时,是在每100mL水中溶解61.6g KOH固体(该溶液的密度为1.47g/mL),溶质物质的量==1.1mol,溶液体积V==0.11L,它的物质的量浓度==10mol/L,故答案为:10mol/L;

(5)因只要检验最后一次的洗涤中无Cl-,即可证明K2FeO4晶体已经洗涤干净,方法为用试管取少量最后一次的洗涤液,加入硝酸银溶液,无白色沉淀则已被洗净,

故答案为:用试管取少量最后一次的洗涤液,加入硝酸银溶液,无白色沉淀则已被洗净;

(6)铁元素化合价+6价变化为+3价,氧元素化合价从0价变化为-2价,由电子守恒配平得到:4FeO42-+10H2O═4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-

故答案为:4;10;4;3;8.

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题型:填空题
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填空题

随着能源问题的进一步突出,利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐.最近研究发现,复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解水制氢.

Ⅰ.MnFe2O4的制备:

 

已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH为表所示.

(1)此工艺中理论上投入原料Fe(NO33和Mn(NO32的物质的量之比应为______

(2)步骤二中b的值为______

(3)步骤三中洗涤干净的标准是______

Ⅱ.用MnFe2O4热化学循环制氢:

MnFe2O4(s)MnFe2O(4-x)(s)+O2(g)△H1

MnFe2O(4-x)(s)+xH2O→MnFe2O4(s)+xH2(g)△H2

请回答下列问题:

(4)若MnFe2O(4-x)中x=0.8,则MnFe2O(4-x)中Fe2+占全部铁元素的百分率为______

(5)该热化学循环制氢的优点有______(填序号).

A.过程简单、无污染     B.物料可循环使用

C.氧气和氢气在不同步骤生成,安全且易分离

(6)已知 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3则:△H3与△H1、△H2的关系为△H3=______

正确答案

2:1

10.4

洗涤至流出液呈中性

80%

ABC

-(△H1+△H2

解析

解:Ⅰ(1)由MnFe2O4组成可知:Fe和Mn的个数之比为1:2,根据质量守恒可知,Fe(NO3n与Mn(NO32 二者之比 2:1.

故答案为:2:1.

(2)由工艺流程可知,加入KOH调节PH值,使Fe3+、Mn2+转化为Fe(OH)3、Mn(OH)2,Fe3+在PH=2.7开始沉淀,PH=4.2沉淀完全,Mn2+在PH=8.3开始沉淀,PH=10.4沉淀完全,保证Fe3+、Mn2+都完全沉淀,应控制PH≥10.4.

故答案为:10.4.

(3)沉淀可能附着KOH等,洗涤至中性,说明洗涤干净,保证产物纯净.

故答案为:洗涤至流出液呈中性.

Ⅱ.(4)x=0.8时,铁的总价态为(4-0.8)×2-2=4.4,设1mol MnFe2O4-0.8中含Fe2+、Fe3+物质的量分别为xmol、ymol,则有x+y=2,2x+3y=4.4,联立解得:x=1.6,y=0.4,则1mol MnFe2O4-0.8中含Fe2+的物质的量为1.6mol,则Fe2+占的百分率为×100%=80%.

故答案为:80%.

(5)由流程图可以看出过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成,不存在高温气体分离的问题等.

故选:ABC.

(6)已知:①MnFe2O4(s)MnFe2O(4-x)(s)+O2(g)△H1

②MnFe2O(4-x)(s)+xH2O(g)→MnFe2O4(s)+xH2(g)△H2

根据盖斯定律,①+②得xH2O(g)=O2(g)+xH2(g)△H=△H1+△H2

即2xH2O(g)=xO2(g)+2xH2(g)△H′=2(△H1+△H2 ).

所以2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3=-(△H1+△H2 ).

故答案为:-(△H1+△H2 ).

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