大多数植物不能从空气中摄取氮,农作物生长需要通过合成氨,进行人工固氮。合成氨的某种催化剂 P ,主要成分为二价铁和三价铁的氧化物按一定比例形成的混合物。
(1) 铁、氧的物质的量之比为 的由 组成的混合物中, 与 的物质的量之比为 _______ 。
(2) 兴趣小组查阅相关资料,发现该合成氨催化剂活性最高时,催化剂 P 中 与 的物质的量之比为 ,则此时该铁的氧化物混合物的平均摩尔质量为 _______ ,其中氧元素的质量分数为 _______ ( 保留 2 位有效数字 ) 。
(3) 兴趣小组发现以 为原料制备此催化剂的化学方程式为 。为制得这种活性最高的催化剂,理论上应向 粉末中加入炭粉的质量为 _______ ,完全反应时生成 的体积为 _______ ( 折算成标准状况下 ) 。
(4) 为剧毒物质,处理含有 的废水常用的方法为在碱性条件下用 溶液将 氧化为 和一种单质气体,则该反应的离子方程式为 _______ 。
3 : 2 116g/mol 28% 9g 16.8L 2CN — +5ClO — +2OH — =5Cl — +2CO +N 2 ↑ +H 2 O
【详解】
(1) 设氧化亚铁为 amol 、氧化铁为 bmol ,由铁、氧的物质的量之比为 可得: (a+2b) : (a+3b)=5:6 ,解得 a : b=3:1 ,则亚铁离子与铁离子的物质的量比为 3:2 ,故答案为: 3:2 ;
(2) 设催化剂 P 中亚铁离子为 1mol 、铁离子为 2mol ,由铁原子个数守恒可知,氧化铁和氧化亚铁均为 1mol ,则混合物的平均摩尔质量为 =116g/mol ;氧元素的质量分数为 × 100% ≈ 28% ,故答案为: 116g/mol ; 28% ;
(3) 由题给化学方程式可知, 1.5mol 氧化铁完全反应时,理论上加入炭粉的质量为 1.5mol × × 12g/mol=9g ,标准状况下,生成二氧化碳的体积为 1.5mol × × 22.4L/mol=16.8L ,故答案为: 9g ; 16.8L ;
(4) 由题意可知,处理含有氰化钾的废水发生的反应为在碱性条件下,氰酸根离子与次氯酸根离子发生氧化还原反应生成氯离子、碳酸根离子、二氧化碳和水,反应的离子方程式为 2CN — +5ClO — +2OH — =5Cl — +2CO +N 2 ↑ +H 2 O ,故答案为: 2CN — +5ClO — +2OH — =5Cl — +2CO +N 2 ↑ +H 2 O 。
配平简介:
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律,书写化学反应方程式写出反应物和生成物后,往往左右两边各原子数目不相等,不满足质量守恒定律,这就需要通过配平来解决。
氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤:
特殊技巧:
配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降,若从左向右配平较困难,可以采用从右向左配平,成为逆向配平法。
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