【新教材】高考化學(xué)21題等值模擬【第16題】及答案

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1、新教材適用高考化學(xué)第十六題概念、理論組合題題組一實(shí)際生產(chǎn)中的速率平衡問題1 (2013新課標(biāo)全國卷,28)二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚,其中的主要過程包括以下四個(gè)反應(yīng):甲醇合成反應(yīng):(i)CO(g)2H2(g)=CH3OH (g)H190.1 kJmol1(ii)CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H249.0 kJmol1水煤氣變換反應(yīng):(iii)CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H341.1 kJmol1二甲醚合成反應(yīng):(iv)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g

2、)H424.5 kJmol1回答下列問題:(1)Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3主要工藝流程是_(以化學(xué)方程式表示)。(2)分析二甲醚合成反應(yīng)(iv)對于CO轉(zhuǎn)化率的影響_。(3)由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為_。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析增加壓強(qiáng)對直接制備二甲醚反應(yīng)的影響_。(4)有研究者在催化劑(含CuZnAlO和A12O3)、壓強(qiáng)為5.0 MPa的條件下,由H2和CO直接制備二甲醚,結(jié)果如圖所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是_。(5)二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn),其能量密度高

3、于甲醇直接燃料電池(5.93 kWhkg1)。若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為_,一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化,可以產(chǎn)生_個(gè)電子的電量;該電池的理論輸出電壓為1.20 V,能量密度E_(列式計(jì)算。能量密度電池輸出電能/燃料質(zhì)量,1kWh3.6106J)。答案(1)Al2O3(鋁土礦)2NaOH=2NaAlO2H2O、NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3、2Al(OH)3Al2O33H2O(2)消耗甲醇,促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)()平衡右移,CO轉(zhuǎn)化率增大;生成的H2O,通過水煤氣變換反應(yīng)()消耗部分CO,CO轉(zhuǎn)化率增大(3)2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)

4、H2O(g)H204.7 kJmol1該反應(yīng)分子數(shù)減小,壓強(qiáng)升高使平衡右移,CO和H2轉(zhuǎn)化率增大,CH3OCH3產(chǎn)率增加;壓強(qiáng)升高使CO和H2濃度增加,反應(yīng)速率增大(4)反應(yīng)放熱,溫度升高,平衡左移(5)CH3OCH312e3H2O=2CO212H12(3.6106 JkW1h1)8.39 kWhkg1解析(2)要解答轉(zhuǎn)化率影響問題,最終要?dú)w結(jié)于平衡移動(dòng)的方向上。與CO轉(zhuǎn)化率直接相關(guān)的反應(yīng)是()和(),如何建立反應(yīng)()與()、()的聯(lián)系,是解答該題的關(guān)鍵點(diǎn)。()中消耗的CH3OH恰是()的生成物,減少生成物的濃度,平衡右移,CO的轉(zhuǎn)化率增大;()中的產(chǎn)物H2O恰是()中的反應(yīng)物,增大水蒸氣濃度

5、,平衡右移,CO的轉(zhuǎn)化率增大。(3)篩選用熱化學(xué)方程式()和(),用()2()即可得目標(biāo)方程式:2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1合成一個(gè)物質(zhì)要同時(shí)考慮原料的利用率、反應(yīng)速率等多種因素。本題要從化學(xué)反應(yīng)原理的角度分析壓強(qiáng)對合成反應(yīng)的影響,分析知該反應(yīng)的特點(diǎn)是正向氣體分子數(shù)減小,因而增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),CO和H2的轉(zhuǎn)化率增大;同時(shí)增大壓強(qiáng)還會(huì)加快化學(xué)反應(yīng)速率。(4)直接合成CH3OCH3的反應(yīng)的另一個(gè)特點(diǎn)是正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡左移。(5)寫電極反應(yīng)時(shí)應(yīng)注意:酸性條件;CH3OCH3中碳的化合價(jià)為2價(jià);氧化產(chǎn)物為CO2;用H調(diào)平電荷。

6、從能量密度的單位上看,可以假設(shè)燃料的質(zhì)量為1 kg,計(jì)算提供電子的物質(zhì)的量,再轉(zhuǎn)化為電量,利用EqU換算出燃料提供的總能量,即可順利計(jì)算出能量密度(3.6106 JkW1h1)8.39 kWhkg1。2 (2013浙江理綜,27)捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑,它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng):反應(yīng):2NH3(l)H2O(l)CO2(g)(NH4)2CO3(aq)H1反應(yīng):NH3(l)H2O(l)CO2(g)NH4HCO3(aq)H2反應(yīng):(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)2NH4HCO3(aq)

7、H3請回答下列問題:(1)H3與H1、H2之間的關(guān)系是:H3_。(2)為研究溫度對(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響,在某溫度T1下,將一定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中,并充入一定量的CO2氣體(用氮?dú)庾鳛橄♂寗?,在t時(shí)刻,測得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下,保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),經(jīng)過相同時(shí)間測得CO2氣體濃度,得到趨勢圖(見圖1)。則:H3_0(填“”、“”或“”)。在T1T2及T4T5兩個(gè)溫度區(qū)間,容器內(nèi)CO2氣體濃度呈現(xiàn)如圖1所示的變化趨勢,其原因是_。反應(yīng)在溫度為T1時(shí),溶液pH隨時(shí)間變化的趨勢曲線如圖2所示。當(dāng)時(shí)間

8、到達(dá)t1時(shí),將該反應(yīng)體系溫度迅速上升到T2,并維持該溫度。請?jiān)谠搱D中畫出t1時(shí)刻后溶液的pH變化總趨勢曲線。圖2(3)利用反應(yīng)捕獲CO2,在(NH4)2CO3初始濃度和體積確定的情況下,提高CO2吸收量的措施有_(寫出2個(gè))。(4)下列物質(zhì)中也可以作為CO2捕獲劑的是_。ANH4Cl BNa2CO3CHOCH2CH2OH DHOCH2CH2NH2答案(1)2H2H1(2)T1T2區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)未達(dá)到平衡,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,所以CO2被捕獲的量隨溫度升高而提高。T4T5區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡,由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以不利于CO2捕獲(3)降低溫度,增加

9、CO2濃度(或分壓)(4)BD解析結(jié)合題給圖像,用蓋斯定律、化學(xué)平衡原理作理論指導(dǎo)進(jìn)行分析、解決相關(guān)問題。(1)根據(jù)蓋斯定律,由反應(yīng)2減反應(yīng)可得:(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)2NH4HCO3(aq),則有H32H2H1。(2)由圖1可知,當(dāng)溫度為T3時(shí),可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),溫度升高,CO2的濃度逐漸增大,說明平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則有H3”、“45%,則x_1.5。在一定溫度下,向體積為0.5 L的密閉容器中加入2 mol CO2和6 mol H2,20 min后達(dá)到平衡,測得平衡時(shí)CH3OCH3為0.5 mol,則該反應(yīng)的反應(yīng)速率v(CO2)_molL1mi

10、n1,H2的轉(zhuǎn)化率(H2)_;加入催化劑,v(CO2)_(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),(H2)_。答案(1)4OH4e=O22H2O酸CO2(g)3H2(g)=CH3OH(l)H2O(l)H131.9 kJmol1(2)bd或0.150%增大不變解析(1)類比NH4Cl溶液的酸、堿性判斷。(2)關(guān)注化學(xué)方程式的特點(diǎn):H2O是液態(tài),其余物質(zhì)為氣態(tài),正向氣體物質(zhì)的量減少。升高溫度,CO2的轉(zhuǎn)化率減小,說明平衡逆向移動(dòng),判斷該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。在相同溫度下,增大H2的濃度,可使平衡正向移動(dòng),提高CO2的轉(zhuǎn)化率,因而x1.5。應(yīng)用“三段式”列出各物質(zhì)的“始、轉(zhuǎn)、平”的量,可順利解決問題。5

11、CO2和CH4是兩種重要的溫室氣體,通過CH4和CO2反應(yīng)來制造更高價(jià)值的化學(xué)品是目前的研究目標(biāo)。(1)250 時(shí),以鎳合金為催化劑,向體積為4 L的密閉容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,發(fā)生如下反應(yīng):CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)。平衡體系中各組分體積分?jǐn)?shù)(某一成分物質(zhì)的量占總氣體物質(zhì)的量的百分?jǐn)?shù))如下表:物質(zhì)CH4CO2COH2體積分?jǐn)?shù)0.10.10.40.4此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。已知:CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2.8 kJmol12CO(g)O2(

12、g)=2CO2(g)H566.0 kJmol1反應(yīng)CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)H_。(2)以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑,可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如下圖所示。250300 時(shí),乙酸的生成速率減小的原因是_。為了提高該反應(yīng)中CH4的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是_。將Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的離子方程式為_。(3)以CO2為原料可以合成多種物質(zhì)。已知CO2的分子結(jié)構(gòu)為O=C=O,它的“C=O”雙鍵與乙烯的“C=C”雙鍵一樣,在一定條件下可發(fā)生加聚反應(yīng),聚碳酸酯是一種易降解的新型合成材料,它是由CO2加聚而成。

13、寫出聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)簡式:_。以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解,CO2在銅電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷,該電極反應(yīng)方程式為_。答案(1)64247.3 kJmol1(2)催化劑的催化效率降低增大反應(yīng)壓強(qiáng)或增大CO2的濃度3Cu2Al2O432H2NO=6Cu26Al32NO16H2O(3)CO28e6H2O=CH48OH解析(1) CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)開始/mol 6 6 0 0轉(zhuǎn)化/mol x x 2x 2x平衡/mol 6x 6x 2x 2x0.4,解得x4K64用(1)式(2)式2(3)式2即可得目標(biāo)方程式。(2)從圖像看出,250300時(shí)隨催化效率的下降,反應(yīng)速率明顯下

14、降。CO2合成乙酸的化學(xué)方程式為CH4CO2CH3COOH,正向?yàn)闅怏w體積縮小的化學(xué)反應(yīng)。Cu2Al2O4中Cu的化合價(jià)為1價(jià),與稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成Cu2和NO。(3)類比乙烯的加聚反應(yīng)。Cu為陰極,CO2發(fā)生還原反應(yīng)生成CH4。題組二電解質(zhì)溶液中的反應(yīng)6 (2013福建理綜,24)二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。(1)氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2的方法。用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2、Mg2、SO等雜質(zhì)。某次除雜操作時(shí),往粗鹽水中先加入過量的_(填化學(xué)式),至沉淀不再產(chǎn)生后,再加入過量的Na2CO3和NaOH,充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)

15、檢測發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO,其原因是_已知:Ksp(BaSO4)1.11010、Ksp(BaCO3)5.1109。該法工藝原理示意圖如下。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有_(填化學(xué)式),發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為_。(2)纖維素還原法制ClO2是一種新方法,其原理是:纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D與NaClO3反應(yīng)生成ClO2。完成反應(yīng)的化學(xué)方程式:_(D)_24NaClO312H2SO4=ClO2CO218H2O_。(3)ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN氧化為無毒的物質(zhì),自身被還原為Cl。處理含CN相同

16、量的電鍍廢水,所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的_倍。答案(1)BaCl2BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,當(dāng)溶液中存在大量CO時(shí),BaSO4(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)(或其他合理答案)H2、Cl22NaClO34HCl=2ClO2Cl22NaCl2H2O(2)C6H12O624NaClO312H2SO4=ClO2CO218H2ONa2SO4(3)2.5解析注意分析題目信息和圖示信息,能夠分析出二氧化氯發(fā)生器中有Cl2生成,是正確解決第(1)題的關(guān)鍵。(1)根據(jù)后面加入的物質(zhì)為Na2CO3和NaOH,可知前面缺少除去SO的試劑:BaCl2。BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,當(dāng)

17、溶液中存在大量CO時(shí),BaSO4(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)。在特定條件下電解食鹽水,除了生成NaClO3外還應(yīng)有H2;根據(jù)題干信息,NaClO3與HCl反應(yīng)生成ClO2,結(jié)合得失電子守恒及圖示中從二氧化氯發(fā)生器中出來的氣體進(jìn)入了氯化氫合成塔可知,NaClO3與HCl反應(yīng)除生成ClO2外還有Cl2,可寫出化學(xué)方程式2NaClO34HCl=2ClO2Cl22NaCl2H2O。(2)纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D應(yīng)為葡萄糖(C6H12O6),生成物可利用元素守恒推知,然后配平即可。(3)處理相同量的CN,Cl2和ClO2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)應(yīng)相同。1 mol Cl22Cl轉(zhuǎn)移2 mol e,1 mol

18、ClO2Cl轉(zhuǎn)移5 mol e,則轉(zhuǎn)移相同量的電子時(shí)Cl2與ClO2的物質(zhì)的量之比為52。7 工業(yè)上利用Cl2與NaOH溶液反應(yīng)制得漂白液(主要成分為NaClO)。一化學(xué)小組模擬該實(shí)驗(yàn)得到ClO、ClO等離子,其物質(zhì)的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線如圖所示。請回答下列問題:(1)工業(yè)上制取漂白液的化學(xué)反應(yīng)方程式為_;(2)寫出t1時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成ClO的化學(xué)方程式:_;(3)t3t4之間,混合溶液的堿性減弱,可能的原因是_;(4)t2t4之間,ClO的物質(zhì)的量逐漸減小,直至為0,原因是_(用離子方程式表示);(5)與MnO2Zn電池類似,NaClO和Zn也可以組成高效堿性電池,其放電時(shí)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方

19、程式是_。答案(1)Cl22NaOH=NaClNaClOH2O(2)3Cl26NaOH5NaClNaClO33H2O(3)HClO3的酸性大于HClO,ClO濃度減小,ClOH2OHClOOH的平衡向左移動(dòng),OH的濃度減小,堿性減弱。(4)3ClO2ClClO(5)ZnNaClOH2O=Zn(OH)2NaCl解析(2)類比Cl2制取漂白液的化學(xué)反應(yīng),利用氧化還原反應(yīng)的電子守恒,可寫出化學(xué)方程式。(3)注意審題,一是問題要求解釋“混合溶液堿性減弱的主要原因”,二是圖像信息t3t4之間ClO濃度減小,ClO濃度增大,肯定要從水解平衡理論上解釋問題。(4)觀察曲線發(fā)現(xiàn)t2t4之間n(ClO)增大,結(jié)

20、合氧化還原反應(yīng)原理,推測ClO中一部分Cl元素的化合價(jià)升高至5,另一部分Cl元素的化合價(jià)降低至1。應(yīng)用配平方法寫出:3ClO2ClClO。(5)此電池中,NaClO是氧化劑,作正極,Zn是還原劑,作負(fù)極。堿性條件下,Zn轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2,不難寫出總方程式。8 鈉及其化合物具有廣泛的用途。(1)工業(yè)上制備金屬鈉的常用方法是_(用離子方程式表示)。鈉可用于_(寫出Na在電光源方面的一種用途)。(2)用Na2CO3熔融鹽作電解質(zhì),CO、O2、CO2為原料可組成新型電池。該電池的結(jié)構(gòu)如圖所示:正極的電極反應(yīng)式為_,電池工作時(shí)物質(zhì)A可循環(huán)使用,A物質(zhì)的化學(xué)式為_。(3)常溫下,濃度均為0.1 mol

21、L1的下列五種鈉鹽溶液的pH如下表:溶質(zhì)CH3COONaNa2CO3NaClONaCNpH8.811.610.311.1上述鹽溶液的陰離子中,結(jié)合H能力最強(qiáng)的是_,根據(jù)表中數(shù)據(jù),濃度均為0.01 molL1的下列四種酸的溶液分別稀釋100倍,pH變化最大的是_(填序號(hào))。aHCN bHClOcCH3COOH dH2CO3(4)實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH來進(jìn)行尾氣處理、洗氣和提純。常溫下,當(dāng)300 mL 1 molL1的NaOH溶液吸收4.48 L(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)SO2時(shí),所得溶液pH7,則溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)開。已知幾種離子開始沉淀時(shí)的pH如下表:離子Fe2Cu2Mg2pH7.65.2

22、10.4當(dāng)向含相同濃度Cu2、Mg2、Fe2的溶液中滴加某濃度的NaOH溶液時(shí),_(填離子符號(hào))先沉淀,KspFe(OH)2_KspMg(OH)2(填“”、“”或“c(HSO)c(SO)c(OH)c(H)Cu27,說明Na2SO3中SO的水解程度大于NaHSO3中HSO的電離程度。因而離子濃度為c(Na)c(HSO)c(SO)c(OH)c(H)。9 (1)Na與S反應(yīng)可以生成多種產(chǎn)物:Na2S,Na2S2,Na2S5。已知Na2S2的電子式為,則S的電子式為_。已知Na2S32HCl=2NaClH2S2S,試寫出Na2S5與醋酸反應(yīng)的離子方程式:_。工業(yè)上常用電解熔融NaCl制Na,事實(shí)上電解

23、許多熔融的鈉的化合物也能制備Na,如NaOH、Na2CO3。試寫出電解熔融NaOH的反應(yīng)方程式:_;若電解熔融Na2CO3時(shí)有CO2氣體產(chǎn)生,則陽極電極反應(yīng)式為_。(2)已知在金屬活動(dòng)順序表中錫(Sn)位于Fe與Cu之間。為了測定金屬錫樣品的純度(假定雜質(zhì)不參加反應(yīng)),實(shí)驗(yàn)步驟如下:.將a g金屬錫樣品溶于鹽酸中。.向上述溶液中加入過量的FeCl3溶液(發(fā)生的反應(yīng)為Sn22Fe3=Sn42Fe2)。.用b molL1的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2,共用去K2Cr2O7溶液m mL。請回答:中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_。已知酸性環(huán)境下,Cr2O可被還原為Cr3,則中反應(yīng)的離子方程式是_。樣品

24、中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。(Sn的摩爾質(zhì)量為M gmol1,用含a、b、m、M的代數(shù)式表示)答案(1) S2CH3COOH=2CH3COOH2S4S4NaOH(熔融)4NaO22H2O2CO4e=2CO2O2(2)Sn2H=Sn2H2Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O解析(1)類比Na2S2的電子式可知,S中3個(gè)S原子之間形成共用電子對。已知Na2S3在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成H2S和S,可以類比推出Na2S5與醋酸反應(yīng)的離子方程式。電解熔融NaOH時(shí)生成Na及O2;電解熔融Na2CO3時(shí),陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Na,陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2和CO2。(2)根據(jù)鐵與鹽酸反應(yīng)的方程式寫出錫與

25、鹽酸反應(yīng)的方程式:Sn2H=Sn2H2。鉻被還原成三價(jià)鉻離子,同時(shí)二價(jià)鐵離子被氧化成三價(jià)鐵離子:Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O。根據(jù)K2Cr2O76Fe23Sn23Sn得出錫的質(zhì)量,從而計(jì)算錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。10(2013北京理綜,27)用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)318H2O,工藝流程如下(部分操作和條件略):.向鋁灰中加入過量稀H2SO4,過濾;.向?yàn)V液中加入過量KMnO4溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH約為3;.加熱,產(chǎn)生大量棕色沉淀,靜置,上層溶液呈紫紅色;.加入MnSO4至紫紅色消失,過濾;.濃縮、結(jié)晶、分離,得到產(chǎn)品。(1)H2S

26、O4溶解Al2O3的離子方程式是_。(2)將MnO氧化Fe2的離子方程式補(bǔ)充完整:MnOFe2_=Mn2Fe3_。(3)已知:生成氫氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3開始沉淀時(shí)3.46.31.5完全沉淀時(shí)4.78.32.8注:金屬離子的起始濃度為0.1 molL1根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟的目的:_。(4)已知:一定條件下,MnO可與Mn2反應(yīng)生成MnO2。向的沉淀中加入濃HCl并加熱,能說明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是_。中加入MnSO4的目的是_。答案(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)58H54H2O(3)將Fe2氧化為Fe3,使鐵完全沉淀(4)生成黃綠色氣體除去

27、過量的MnO解析(1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式為Al2O36H=2Al33H2O,在操作中,F(xiàn)eOxFe2O3也同時(shí)被溶解,濾液中含有Al3、Fe2、Fe3等。(2)步驟所得溶液中會(huì)有過量H2SO4,故反應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行,由氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知MnO和Fe2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為15,然后觀察配平,得MnO5Fe28H=Mn25Fe34H2O。(3)步驟中,加入過量KMnO4溶液目的是把Fe2氧化成易除去的Fe3。調(diào)節(jié)pH約為3,由表中數(shù)據(jù)分析可知該條件使Fe3完全沉淀而Al3不被沉淀,從而達(dá)到分離Fe3和Al3的目的。(4)聯(lián)想Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法,很容易分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意圖,即通過是否產(chǎn)生Cl2來判斷沉淀中有無MnO2。操作中加入MnSO4,紫紅色消失,說明過量的MnO因加入MnSO4而被轉(zhuǎn)化成沉淀,然后過濾除去MnO,保證產(chǎn)品的純度。

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