【題目】硼酸(H3BO3)大量應(yīng)用于玻璃制造業(yè),以硼鎂礦(2MgO·B2O3·H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3, Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸的工藝流程如下:
已知:ⅰ.Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氫氧化物形式完全沉淀時(shí),溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和12.4。
ⅱ.H3BO3在20℃、40℃、60℃、100℃時(shí)的溶解度依次為5.0g、8.7g、14.8g、40.2g。
(1)為了提高硼鎂礦粉的浸出率,可采取的措施有 (至少答兩條)
(2)“浸出液”顯酸性,含H3BO3和Mg2+和SO42-,還含有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等雜質(zhì)。“除雜”時(shí)向浸出液中依次加入適量H2O2和MgO, H2O2的作用是 (用離子方程式表示),MgO除去的雜質(zhì)離子是 。
(3)已知H3BO3與過量的NaOH反應(yīng)生成Na[B(OH)4],試寫出H3BO3在溶液中的電離方程式 。
(4)“浸取”后,采用“熱過濾”的目的是 ,母液中的主要溶質(zhì)有 。
(5)“母液”可用于回收硫酸鎂,已知硫酸鎂的溶解度隨溫度變化的曲線如下圖,且溶液的沸點(diǎn)隨壓強(qiáng)增大而升高。為了從“母液”中充分回收MgSO4·H2O,應(yīng)采取的 措施是將“母液”蒸發(fā)濃縮,____________
(6)測定所得產(chǎn)品的純度:取ag 硼酸,小心加熱使其分解脫去水分(雜質(zhì)受熱不分解),得殘留固體bg,則產(chǎn)品的純度為 。
【答案】
(1)加熱、攪拌、將礦石粉碎或適當(dāng)提高硫酸的濃度等;
(2)H2O2+2 Fe2++2H+=2 Fe3++2H2O;Fe3+和Al3+
(3)H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+
(4)防止硼酸從溶液中析出,影響產(chǎn)量;H3BO3 MgSO4
(5)加壓升溫結(jié)晶;
(6)×100%;
【解析】
試題分析:由流程可知,加硫酸溶解只有SiO2不溶,CaO轉(zhuǎn)化為微溶于水的CaSO4,趁熱過濾,防止H3BO3從溶液中析出,“除雜”需先加H2O2溶液,將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子,再加入MgO調(diào)節(jié)溶液的pH約為5.2,使鐵離子、鋁離子均轉(zhuǎn)化為沉淀,則濾渣為氫氧化鋁、氫氧化鐵,然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾分離出H3BO3。
(1)為了提高硼鎂礦粉的浸出率,可采取的措施有加熱、攪拌、將礦石粉碎或適當(dāng)提高硫酸的濃度等,故答案為:加熱、攪拌、將礦石粉碎或適當(dāng)提高硫酸的濃度等;
(2)加適量H2O2把Fe2+氧化為Fe3+,所以H2O2的作用是:H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O,加MgO調(diào)節(jié)PH,使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀而除去,所以除去的離子有Fe3+、Al3+,故答案為: H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O;Fe3+、Al3+;
(3)H3BO3與過量的NaOH反應(yīng)生成Na[B(OH)4],說明H3BO3是一元酸,H3BO3在溶液中的電離方程式為H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+,故答案為:H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+;
(4)由題目信息可知:H3BO3的溶解度隨溫度的升高而增大,所以要采用“熱過濾”,以防溫度下降時(shí)H3BO3從溶液中析出,母液中的主要溶質(zhì)有H3BO3 MgSO4,故答案為:防止溫度下降時(shí)H3BO3從溶液中析出影響產(chǎn)量;H3BO3 MgSO4;
(5)根據(jù)圖2可知,溫度越高MgSO4H2O的溶解度越小,由于溶液的沸點(diǎn)隨壓強(qiáng)增大而升高,為了防止溶液沸騰,應(yīng)該在較高的壓強(qiáng)條件下加熱,使MgSO4H2O結(jié)晶析出,故答案為:加壓升溫結(jié)晶;
(6)硼酸加熱分解脫水生成B2O3,水的質(zhì)量為(a-b)g,物質(zhì)的量為=mol,根據(jù)H元素守恒,硼酸的質(zhì)量為×mol×62g/mol=g,硼酸的純度為[g÷ag] ×100%=×100%,故答案為:×100%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】生活中處處有化學(xué),下列表述不正確的是( )
A.嚴(yán)禁亂棄廢電池,防止重金屬污染土壤和水源
B.皮膚沾有油脂時(shí),立即用氫氧化鈉稀溶液擦洗
C.硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃,是制備硅膠和木材防火劑的原料
D.用含橙色酸性重鉻酸鉀的儀器檢驗(yàn)酒駕,利用了乙醇的揮發(fā)性和還原性
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,將20.0g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.0%的KNO3溶液跟30.0g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.0%的KNO3溶液混合,得到的密度為1.15g·cm-3的混合溶液。計(jì)算:
(1)混合后溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)___________。
(2)混合后溶液的物質(zhì)的量濃度_____________。
(3)在1000g水中需溶解_____________摩爾KNO3才能使其濃度恰好與上述混合后溶液的濃度相等?
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】R為1~18號(hào)元素,其原子所具有的電子層數(shù)為最外層電子數(shù)的,它可能形成的
含氧酸根離子有:①RO32-,②RO42-,③R2O32-,下列敘述判斷正確的是
A. 當(dāng)它可以形成①時(shí),不可能形成③ B. 當(dāng)它形成①時(shí),也可以形成②和③
C. 當(dāng)它可以形成②時(shí),不可能形成③ D. 當(dāng)它可以形成①時(shí),不可能形成②
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)生物體內(nèi)化學(xué)元素的敘述錯(cuò)誤的是
A. 活細(xì)胞中含量最多的無機(jī)物與含量最多的有機(jī)物中均含H、O
B. 蛋白質(zhì)中的N主要存在于肽鍵中
C. 細(xì)胞內(nèi)微量元素作用能被其它元素替代
D. 生物體內(nèi)的化學(xué)元素均能在無機(jī)環(huán)境中找到
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的是
A. CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+ H2O
B. CaO+H2O=Ca(OH)2
C. 2H2O22H2O+O2↑
D. CaCO3CaO+CO2↑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某興趣小組欲通過實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證Fe2+的某些性質(zhì)。
(1)在實(shí)驗(yàn)前,依據(jù)Fe2+的 性,填寫了下表。
實(shí)驗(yàn)操作 | 預(yù)期現(xiàn)象 | 反應(yīng)的離子方程式 |
向盛有新制FeSO4溶液的試管中滴入數(shù)滴濃硝酸,振蕩 | 試管中產(chǎn)生紅棕色氣體,溶液顏色逐漸變黃 | Fe2++NO3-+2H+ =Fe3++NO2↑+H2O |
依照表中操作,該同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。觀察到液面上方氣體逐漸變?yōu)榧t棕色,但試管中溶液顏色卻變?yōu)樯钭厣?/span>
(2)分別取少量反應(yīng)后的溶液于兩只試管中,一只滴加幾滴KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,則溶液中含有 ;另一只試管滴加幾滴 溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,則含有Fe2+。
(3)該小組討論認(rèn)為深棕色可能是NO2或NO與鐵的某一種離子發(fā)生反應(yīng)引起的。
提出猜想:
i.NO2與Fe2+發(fā)生反應(yīng) ⅱ.NO2與Fe3+發(fā)生反應(yīng)
ⅲ.NO與Fe2+發(fā)生反應(yīng) ⅳ.
(4)該同學(xué)通過查閱資料,認(rèn)為溶液的深棕色可能是NO2或NO與溶液中Fe2+或Fe3+發(fā)生反應(yīng)而得到的。為此他利用如圖裝置(氣密性已檢驗(yàn),尾氣處理裝置略)進(jìn)行探究。
步驟 | 操作及現(xiàn)象 | 解釋或結(jié)論 |
① | 關(guān)閉k、b,打開a,開始甲中反應(yīng)一段時(shí)間后,觀察到丙中溶液逐漸變?yōu)樯钭厣,而丁中溶液無明顯變化。 | 溶液深棕色由 與NO或NO2反應(yīng)而得到。 |
② | 停止甲中反應(yīng),打開活塞k、b、關(guān)閉a,持續(xù)通入N2一段時(shí)間。 | 該操作的目的是 |
③ | 更換新的丙、丁裝置,再這一段時(shí)間N2后關(guān)閉k,使甲中反應(yīng)繼續(xù),觀察到的現(xiàn)象與步驟①中相同。 | 乙瓶中發(fā)生的化學(xué)方程式為 。 |
(5)結(jié)合實(shí)驗(yàn)猜想,得出結(jié)論:
溶液呈深棕色的原因,肯定成立的是猜想 ;不確定的是猜想 ,有待后續(xù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究。
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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值,下列說法中錯(cuò)誤的是
A.14g乙烯和甲烷混合氣體中的氫原子數(shù)一定大于2NA
B.2molN2與6molH2在一定條件下反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)一定大于2NA
C.56gFe溶于過量稀硝酸,電子轉(zhuǎn)移數(shù)一定等于3NA
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LCH3Cl含有的共價(jià)鍵數(shù)一定等于0.4NA
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