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8.某氯化铁样品含有少量FeCl2杂质.现要测定其中铁元素的质量分数,实验按以下步骤进行:

请根据上面流程,回答以下问题:
(1)操作Ⅰ是配制溶液,所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有250mL容量瓶、胶头滴管.(填仪器名称)
(2)下列操作可能使所配溶液浓度偏小的是①④(填写序号).
①未洗涤烧杯和玻璃棒
②定容时俯视容量瓶的刻度线
③配溶液前容量瓶中有少量蒸馏水
④摇匀后,发现液面低于刻度线后继续加水至凹液面与刻度线相切
(3)请写出加入氯水发生的离子方程式2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-.
(4)若原样品质量a为50g,加热后红棕色固体质量b为3g,则样品中铁元素的质量分数是42%.

分析 本实验目的是测定铁的质量分数,采取的方法是使样品溶解、反应、最终生成氧化铁,然后通过氧化铁质量来求铁的质量分数,
(1)由图可知,操作I是将加入盐酸反应的溶液稀释成250.00mL溶液,故需要100mL的容量瓶,定容需要胶头滴管;
(2)依据溶液配制过程和实验步骤分析判断选项中,各操作对浓度的影响分析判断
(3)加氯水就是让+2价铁变为+3价;
(4)加热分解所得的物质是Fe2O3,其质量为3g,由于用去25mL溶液,故250mL溶液可以得到Fe2O3质量为30g,根据化学式计算铁元素的质量,再利用质量分数的定义计算原氧化铁样品中铁元素的质量分数.

解答 解:(1)由图可知,操作I是将加入盐酸反应的溶液稀释成250.00mL溶液,所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,需要250mL容量瓶,还需要用胶头滴管定容,
故答案为:250mL容量瓶、胶头滴管;
(2)依据溶液配制过程和实验步骤分析判断选项,操作可能使所配溶液浓度偏小:
①未洗涤烧杯和玻璃棒,溶质未全部转移到容量瓶,浓度偏低,故①正确;
②定容时俯视容量瓶的刻度线,容量瓶中水未加到刻度线,浓度偏大,故②错误;
③配溶液前容量瓶中有少量蒸馏水对配置溶液浓度无影响,故③错误;
④摇匀后,发现液面低于刻度线后继续加水至凹液面与刻度线相切,溶液浓度稀释偏小,故④正确;
故答案为:①④;
(3)加氯水就是让+2价铁变为+3价,发生反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,
故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
(4)加热分解所得的物质是Fe2O3,其质量为3g,由于用去25mL溶液,故250mL溶液可以得到Fe2O3质量为30g,依据铁元素守恒计算铁元素的质量分数=$\frac{\frac{30g}{160g/mol}×2×56}{50g}$100%=42%,
故答案为:42%;

点评 本题考查探究物质组成与含量,题目难度中等,涉及溶液配制、离子检验、对实验操作的理解与实验方案的评价、化学计算等知识,明确测定原理是解题的关键,是对所学知识的综合运用,需要学生具有扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力.

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18.含硫物质燃烧会产生大量烟气,主要成分是SO2、CO2、N2、O2.某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气,并测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率.

回答下列问题:
I.模拟烟气的制备
(1)用A装置制SO2,其化学反应方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑.
(2)用B装置制CO2,使用该装置优点的是随时控制反应的发生和停止.
(3)将制得的气体与空气充分混合,获得模拟烟气用于后续实验.
II.测定烟气中SO2的体积分数
(4)将部分模拟烟气缓慢通过C、D装置,其中C、D中盛有的药品分别是①、④.(填序号)
①KMnO4溶液  ②饱和NaHSO3溶液  ③饱和Na2CO3溶液  ④饱和NaHCO3溶液
(5)若模拟烟气的流速为a mL/min,若t1分钟后,测得量简内液体体积为V mL(已折算为标准状况),则SO2的体积分数是$\frac{100(a{t}_{1}-V)}{a{t}_{1}}$%.
III.测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率(已转化的SO2占原有SO2的百分比)
(6)将模拟烟气通过转化器E装置,E装置中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液,常温下,它可催化SO2与O2的反应,以达到脱硫目的.写出SO2与FeCl3溶液参与反应过程的离子方程式4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+.
(7)若模拟烟气仍以a mL/min的流速通过转化器E装置,t2分钟后,向E装置中加入酸化的BaCl2溶液得到白色浑浊液,经过滤、洗涤、干燥、称量,得到mg固体.若实验的气体体积已折算为标准状况,则该转化器的脱硫效率是$\frac{22400m{t}_{1}}{233{t}_{2}(a{t}_{1}-V)}$.

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19.写出下列物质的电离方程式:HFHF?H++F-,BaSO4BaSO4$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$Ba2++SO42-.

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16.把13g含有SiO2的CaCO3固体在高温下加热到质量不再改变,冷却后称量为8.6g则生成的CO2在标准状况下的体积为2.24L,原混合物中含SiO2的质量3g.

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3.二甲醚(CH3OCH3)被称为21世界的新型燃料,在未来可能替代汽油、液化气、煤气等并具有优良的环保性能.工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度230~280℃)进行下列反应:
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②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.5kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=-41.2kJ•mol-1
(1)若要增大反应①中H2的转化率,在其它条件不变的情况下可以采取的措施为BC.
A.加入某物质作催化剂          B.加入一定量CO
C.反应温度降低              D.增大容器体积
(2)在某温度下,若反应①的起始浓度分别为:c(CO)=1mol/L,c(H2)=2.4mol/L,5min
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若反应物的起始浓度分别为:c(CO)=4mol/L,c(H2)=a mol/L;达到平衡后,c(CH3OH)=2mol/L,则a=5.4mol/L.
(3)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)═CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=-246.1kJ•mol-1.
判断该反应易在低温(填“高温”或“低温”)下自发进行.
(4)“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源,其工作原理如上图所示.b电极是正极,
写出a电极上发生的电极反应式CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+.

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20.研究硫及其化合物性质有重要意义.
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2Cu2S(s)+3O2(g)═2Cu2O(s)+2SO2(g)△H=-773kJ•mol-1.
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若在T3温度时,达平衡时测得反应放出的热量为Q1.此时再向容器中加入2mol SO2、1mol O2并使之重新达到平衡,测得又放出热量Q2.则下列说法正确的是c.(填序号字母)
a.容器的压强增大为原来的两倍        b.Q2一定等于Q1
c.新平衡时SO2的转化率一定大于80%  d.T3时的平衡常数大于T1时的平衡常数
(3)为了验证SO2既具有还原性又具有酸性氧化物的性质,下列试剂中能选取的合适实验试剂依次是d,b(填序号字母).
a.品红溶液      b.澄清的石灰水       c.烧碱溶液  d.溴水
(4)实验室存放的Na2SO3溶液容易变质,请完成下列检验,该Na2SO3溶液是否变质的实验报告:
①步骤一:用试管取适量的待测溶液;
②步骤二:向所取溶液中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液;
③实验现象及对应结论:若出现白色沉淀,则Na2SO3溶液变质,若不出现白色沉淀,则Na2SO3溶液未变质.

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17.铁粉与铝粉混合物中,下列分离这两种物质的方法正确的是(  )
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D.在混合物中加入足量浓硝酸,加热、过滤

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18.下列反应中,氧化与还原在同一元素中进行的是(  )
A.2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑B.Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
C.2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ 2H2↑+O2↑D.Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O

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