题目
题型:不详难度:来源:
I.据报道,一定条件下利用FeO2与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应如下:
Fe2O3(s)+3CH4(g)=2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) △H>0
(1)若反应在2L的密闭容器中进行,5min后达到平衡,测得反应生成Fe的质量为l.12g。则该段时间内CH4的平均反应速率为 ________________。
(2)反应达到平衡后,保持其他条件不变,仅改变某一相关元素,下列说法正确的是___(选填序号)。
a.若加入催化剂,v正增大,平衡向右移动
b.若温度升高,平衡常数K减小
c.若增大Fe2O3的量,平衡向右移动
d.若从反应体系中移走部分CO,可提高CH4的转化率
Ⅱ.工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、A12O3、SiO2等)为原料提取Fe2O3,工艺
流程如下:试回答下列问题:
(3)步骤i烧渣中A12O3溶解的离子方程式为________________。
(4)步骤i、ⅱ、ⅲ都要进行的操作名称是__________________。
(5)结合下图,判断步骤ⅱ中调节溶液的pH不高于_________________。
(6)已知
计算反应Fe2+(aq)+2HCO3-(aq)FeCO3(s)+H2CO3(aq)的平衡常数为_______。
(7)在空气中煅烧FeCO3生成氧化铁的化学方程式为____________。
(8)结合所学化学知识,请你设计在实验室里从上述的硫铁矿烧渣中提取氧化铁的另一种简单方案。
答案
(2)d
(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
(4)过滤
(5)7
(6)4.06×106或4.1×106
(7)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
(8)取少量硫铁矿烧渣,加入足量热的浓氢氧化钠溶液,搅拌、过滤、洗涤、烘干(答案合理即可得分)
解析
试题分析:I.(1)5min后达到平衡,测得反应生成Fe的质量为l.12g,物质的量是1.12g÷56g/mol=0.02mol。因此根据方程式可知消耗甲烷的物质的量是0.03mol,其浓度是0.015mol/L,所以用甲烷表示的反应速率是0.015mol/L÷5min=0.003mol/(L·min)。
(2)a.加入催化剂,正逆反应速率均增大,平衡不移动,a不正确;b.正方应是吸热反应,因此若温度升高,平衡向正反应方向移动,所以平衡常数K增大,b不正确;c.氧化铁是固体,因此若增大Fe2O3的量,平衡不移动,c不正确;d.若从反应体系中移走部分CO,降低生成物浓度,平衡向正反应方向移动,因此可提高CH4的转化率,d正确,答案选d。
Ⅱ.(3)A12O3溶解在稀硫酸中反应的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O。
(4)步骤i、ⅱ、ⅲ中都产生不溶性固体,因此都要进行的操作名称是过滤。
(5)根据图像可知,亚铁离子开始沉淀时的pH值是7,所以要得到碳酸亚铁,则溶液的pH不能高于7,因此步骤ⅱ中调节溶液的pH不高于7。
(6)反应Fe2+(aq)+2HCO3-(aq)FeCO3(s)+H2CO3(aq)的平衡常数K=====4.06×106。
(7)根据原子守恒可知,在空气中煅烧FeCO3生成氧化铁的同时还有CO2生成,因此反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。
(8)由于氧化铝与二氧化硅均能和氢氧化钠溶液反应,而氧化铁与氢氧化钠溶液不反应,因此要提取氧化铁的实验方案可设计为取少量硫铁矿烧渣,加入足量热的浓氢氧化钠溶液,搅拌、过滤、洗涤、烘干。
核心考点
试题【氧化铁在工业上具有广泛的应用。I.据报道,一定条件下利用FeO2与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应如下:Fe2O3(s)+3CH4(g)=2Fe(s)+】;主要考察你对铁的氧化物等知识点的理解。[详细]
举一反三
I.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料制备铜的氯化物。现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹、酒精灯已省略)。按要求回答下列问题:
(1)按气流方向连接各仪器接口顺序是:a 、 、 、
(2)写出加热时硬质试管中发生化学反应的方程式是 。
(3)反应后,盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中正极反应式是 .
II.将上述实验制得的固体产物按如下流程操作,试回答下列问题:
(1)检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是 ;
(2)某同学用实验制得的CuCl2·2H2O晶体配制0.1 mol·L-1的CuCl2溶液,在称量出CuCl2·2H2O晶体后,溶解该晶体的具体操作为
(3)溶液l可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号)
a.NaOH b.NH3·H2O C.CuO d.CuSO4 e.Cu2(OH)2CO3
(4)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式: .
A.铁与CuSO4溶液反应后滴加KSCN溶液,溶液变红 |
B.FeCl2既有氧化性又有还原性 |
C.除去FeCl2溶液中的少量氯化铁,可通入氯气 |
D.补铁保健品中,含有+3价的铁元素 |
I.兴趣小组对草酸亚铁晶体的分解产物进行实验和探究。探究分解得到的固体产物中铁元素的存在形式。
(1)提出假设
假设一:___________; 假设二:全部是FeO ; 假设三:FeO和Fe混合物。
(2)设计实验方案证明假设三。
实验步骤 | 现象与结论 |
步骤1:向试管中加入少量固体产物,再加入足量 ,充分震荡 | 若溶液颜色明显改编,且有 生成,则证明有铁单质存在 |
步骤2:将步骤1中得到的浊液过滤,并用蒸馏水洗涤至洗涤液无色 | |
步骤3:去步骤2得到少量固体与试管中,滴加 | |
限选试剂:稀盐酸、新制的氯水、0.1mol.L-1CuSO4溶液、20% KSCN溶液、蒸馏水。
Ⅱ.兴趣小组在文献中查阅到,FeC2O4·2H2O受热分解时,固体质量随温度变化的曲线如下图所示,写出加热到400℃时,FeC2O4·2H2O晶体受热分解的化学方程式为:_______________
根据图象,如有1.0g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,最终残留黑色固体的质量大于0.4g。某同学由此得出结论:假设二不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:______________________。
(1)将过程②中的产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是__________;
A.品红溶液 B.紫色石蕊溶液 C.酸性KMnO4溶液 D.溴水
(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为:___________________________________。
(3)过程③中,需加入的物质是___________________________。
(4)过程④中,蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角,还需要的仪器有_______________。
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的___________ (填选项序号);
A.稀硫酸 B.CaCO3 C.NaOH溶液
(6)过程⑥中,将溶液Z加热到70一80℃,目的是_____________________。
(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取2.70g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥,称量,得固体质量为3.495g。若该聚铁主要成分为[(Fe(OH)(SO4)]n,则该聚铁样品中铁元素的质量分数为___________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)。
(1)流程图中溶液X为Fe(SO4)3,溶液,据此写出操作①中属于氧化还原反应的离子方程式:____________。
(2)操作②的处理存在弊端,该弊端是_____________。若固体W与KOH溶液昆合加热,其中一个反应的化学方程式为3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O,该反应的氧化剂与还原剂质量之比为___________。
(3)操作③需要加入的物质(试剂)是_________,目的是___________________________。
(4)操作⑤是使溶液pH___________(填“增大”或“减小”)。
(5)操作⑥控制温度为70 -80℃的目的是_________________________________________ 。
(6)双氧水在酸性环境(硫酸)中是一种强氧化剂,可以将硫酸亚铁氧化成三价铁,制得Fe2(OH)n(SO4)3-n/2,反应的化学方程式为__________________________________。
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