【題目】由于金屬鋅本身的價值不高,在我國工業(yè)鋅廢料的回收利用率比較低。某課題組研究利用含少量銅、鐵的粗鋅制備硫酸鋅及相關(guān)物質(zhì)的資源綜合利用,其工藝流程圖(圖中加入的物質(zhì)均為足量)及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
物質(zhì) | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 | CuS | ZnS |
Ksp | 4.0×10—38 | 5.0×10—20 | 2.0×10—16 | 8.5×10—45 | 1.2×10—23 |
請回答下列問題:
(1)固體A的主要成分是 ;加入固體B的主要作用是 。
(2)粗鋅中的銅與稀混酸溶液反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)若溶液II中c(Cu2+)為0.05mol·L—1,則溶液II的pH≤ 。
(4)若B是Zn,取8.320gC完全溶解于500mL 1mol·L—1稀硝酸中,共收集到2240mL氣體,再向所得溶液中加入NaOH溶液至剛好生成沉淀最多,此時所得沉淀質(zhì)量(m)的取值范圍是 ;若B是另一種物質(zhì),取部分C于試管中,加入鹽酸后產(chǎn)生了有臭雞蛋味氣體,則該反應(yīng)的離子方程式為 。
(5)溶液III還可以與(NH4)2S溶液反應(yīng)制備ZnS,實際生產(chǎn)中選用(NH4)2S溶液而不是Na2S溶液作為反應(yīng)物,是因為后者制得的ZnS中會含有較多的 雜質(zhì)。
【答案】(1)Fe(OH)3或氫氧化鐵,將Cu2+從溶液Ⅱ中分離出來。
(2)3Cu+8H+ +2NO3—=3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)5
(4)12.67g<m<12.74g(3分),ZnS+2H+=Zn2++H2S↑
(5)Zn(OH)2
【解析】
試題分析:分析題給化學工藝流程知粗鋅(含少量銅、鐵)加入足量HNO3和H2SO4混酸得溶液Ⅰ,其中含有Zn2+、Fe3+和Cu2+等金屬陽離子,加入適量氫氧化鋅調(diào)節(jié)pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,過濾,固體A為氫氧化鐵,向濾液Ⅱ中加足量固體B,將Cu2+轉(zhuǎn)化為沉淀,過濾,固體C為含銅元素的沉淀和過量的固體B,溶液Ⅲ為硫酸鋅溶液,經(jīng)一系列操作的硫酸鋅晶體,據(jù)此作答。
(1)固體A的主要成分是Fe(OH)3或氫氧化鐵;加入固體B的主要作用是將Cu2+(或銅)從溶液Ⅱ中分離出來。
(2)粗鋅中的銅與稀混酸溶液反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H+ +2NO3—=3Cu2++2NO↑+4H2O。
(3)若溶液II中c(Cu2+)為0.05mol·L—1,為保證Cu2+不生成氫氧化銅沉淀,溶液中c2(OH-)≤Ksp[ Cu(OH)2]/ c(Cu2+)=1×10-18(mol/L)2,c(OH-)≤1×10-9mol/L,c(H+)≥1×10-5mol/L,則溶液II的pH≤5。
(4)若B是Zn,則C為銅和鋅的混合物。取8.320gC完全溶解于500mL 1mol·L—1稀硝酸中,發(fā)生反應(yīng):3M+8HNO3(稀)==3M(NO3)2+2NO↑+4H2O,分析反應(yīng)過程知金屬銅和鋅失電子的物質(zhì)的量與結(jié)合的氫氧根的物質(zhì)的量相等,假設(shè)8.320g固體C完全是銅,n(Zn)=0.128mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.256mol,結(jié)合氫氧根的物質(zhì)的量為0.256mol,質(zhì)量為4.352g,即沉淀的質(zhì)量為12.672g;,假設(shè)8.320g固體C完全是鋅,n(Cu)=0.13mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.26mol,結(jié)合氫氧根的物質(zhì)的量為0.26mol,質(zhì)量為4.42g,即沉淀的質(zhì)量為12.74g;即所得沉淀質(zhì)量(m)的取值范圍是12.67g<m<12.74g;根據(jù)題意知固體C加入鹽酸后產(chǎn)生了有臭雞蛋味氣體,則固體B為ZnS,固體C為CuS和ZnS,該反應(yīng)的離子方程式為ZnS+2H+==Zn2++H2S↑。
(5)Na2S溶液的存在S2—的水解,(NH4)2S溶液存在NH4+和S2—的水解,Na2S溶液堿性較強,者制得的ZnS中會含有較多的Zn(OH)2雜質(zhì)。
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【題目】向2L密閉容器中通入amol氣體A和bmol氣體B,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):
xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g) 已知:平均反應(yīng)速率vC=1/2vA;反應(yīng)2min時,A的濃度減少了1/3,B的物質(zhì)的量減少了a/2 mol,有a mol D生成.回答下列問題:
(1)反應(yīng)2min內(nèi),vA=________________,vB=________________;
(2)化學方程式中,x=_____、y=_____、p=______、q=________;
(3)反應(yīng)平衡時,D為2amol,則B的轉(zhuǎn)化率為________________;
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【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的含氯消毒劑,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖:
已知:①NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大,適當條件下可結(jié)晶析出NaClO23H2O
②純ClO2常溫下為氣體,易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全
(1)10%的NaOH溶液的密度為1.2g/cm3其物質(zhì)的量濃度為__________________________。
(2)在ClO2發(fā)生器中當1gSO2完全轉(zhuǎn)化時,放出akJ熱量,寫出該熱化學反應(yīng)方程式___________________ ,鼓入Ar的作用是 。
(3)寫出吸收塔內(nèi)發(fā)生的化學反應(yīng)方程式 _______________________________。吸收塔的溫度不能超過40℃,其目的是________________________________。
(4)從濾液中得到的NaClO23H2O粗晶體中往往含有雜質(zhì),要得到更純的NaClO23H2O晶體方法是_________________。
(5)工業(yè)處理含NaClO2廢水時,先向廢水中加入適量NaOH,用惰性電極電解該廢水,同時制得NaClO3,
寫出ClO2—在陽極放電時的電極反應(yīng)方程式 。
(6)已知SO2和Ar的混合氣體中,SO2的百分含量為5.6a%,當bL(標況下)該混合氣體參加反應(yīng)時,理論上需要的17%的H2O2的質(zhì)量為____________________ g(結(jié)果必須化簡)。
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【題目】干電池原理如右圖所示,電池總反應(yīng)為Zn+2NH===Zn2++2NH3↑+H2↑。下列說法正確的是( )
A.Zn極上發(fā)生還原反應(yīng)
B.碳電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C.常見鋅錳干電池為二次電池
D.負極上發(fā)生的反應(yīng)為2NH+2e-===2NH3↑+H2↑
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【題目】【加試題】I.無機物A是一種固體,熔點178℃,30℃以下為淺黃色。經(jīng)測定A(相對分子質(zhì)量為184)含兩種元素,原子個數(shù)比為1:1。隔絕空氣迅速加熱A將發(fā)生爆炸,爆炸后殘留物B呈淡黃色。該淡黃色物質(zhì)在空氣中加熱會燃燒并產(chǎn)生刺激性氣味。在一定條件下,6.18g液體SCl2和2.72g氣體C恰好完全反應(yīng)生成A和單質(zhì)B及6.42g離子化合物D,D的水溶液的pH<7。已知氣體C在標準狀況下的密度為0.76g·L-1。
(1)A的化學式 ,C的電子式 。
(2)寫出SCl2和氣體C反應(yīng)的化學方程式 。
Ⅱ.霧霾已經(jīng)成為社會各界共同關(guān)注的熱門話題,其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)
①該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行,該反應(yīng)的△H 0。(選填“>”、“<”)
②在某一絕熱、恒容的密閉容器中充入一定量的NO、CO發(fā)生上述反應(yīng),測得正反應(yīng)的速率隨時間變化的曲線如右圖所示(已知:t2-tl = t3-t2)。則下列說法不正確的是 。(填編號)
A.反應(yīng)在c點未達到平衡狀態(tài)
B.反應(yīng)速率a點小于b點
C.反應(yīng)物濃度a點大于b點
D.NO的轉(zhuǎn)化率:tl~t2>t2~t3
(2)煤的綜合利用有利于減少環(huán)境污染。合成氨工業(yè)原料氣的來源之一水煤氣法,在催化劑存在條件下有下列反應(yīng):
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H1
H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g) △H2
C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) △H3
①△H3和△H1、△H2的關(guān)系為△H3= 。
②在恒溫條件下,將l mol CO和1 mol H2O(g)充入某固定容積的反應(yīng)容器,達到平衡時有50%的CO轉(zhuǎn)化為CO2。在tl時保持溫度不變,再充入1 mol H2O(g),請在右圖中畫出tl時刻后H2的體積分數(shù)變化趨勢曲線。(t2時刻重新達到平衡)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】黃銅礦是工業(yè)煉銅的主要原料,其主要成分為CuFeS2,現(xiàn)有一種天然黃銅礦(含SiO2),為了測定該黃銅礦的純度,甲同學設(shè)計了如下圖實驗:
現(xiàn)稱取研細的黃銅礦樣品1.84g,在空氣存在下進行煅燒,生成Cu、Fe3O 4和SO2氣體,實驗后取d中溶液的1/10 置于錐形瓶中,用0.05mol/L 標準碘溶液進行滴定,消耗標準溶液 20mL。
請回答下列問題:
(1)將樣品研細后再反應(yīng),其目的是________________________。
(2)裝置a和c的作用分別是_______和________(填標號,可以多選)。
a.除去SO2氣體 b.除去空氣中的水蒸氣 c.有利于氣體混合
d.有利于觀察空氣流速 e.除去反應(yīng)后多余的氧氣
(3)滴定達終點時的現(xiàn)象是________________________。
(4)上述反應(yīng)結(jié)束后,仍需通一段時間的空氣,其目的是_____________________。
(5)通過計算可知,該黃銅礦的純度為________________________。
乙同學在甲同學實驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計了兩種與甲不同的吸收方法,并對吸收產(chǎn)物進行有關(guān)處理,同樣也測出了黃銅礦的純度。
(6)方法一:用如下圖裝置替代上述實驗裝置 d,同樣可以達到實驗?zāi)康氖莀_____(填序號)。
(7)方法二:將原裝置 d 中的試液改為Ba(OH)2,但測得的黃銅礦純度卻產(chǎn)生了+1%的誤差,假設(shè)實驗操作均正確,可能的原因主要有________________________。
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【題目】【化學——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
已知X、Y、Z、R、Q為周期表中原子序數(shù)依次增大的前36號元素。相關(guān)信息如下:
X元素是宇宙中最豐富的元素 |
Y元素基態(tài)原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1 |
Z元素被譽為“太空金屬”,也有“生物金屬”之稱,其基態(tài)原子次外層有2個未成對電子 |
R元素在元素周期表的第十一列 |
Q元素在周期表里與R元素在同一個分區(qū) |
請回答下列問題:
(1)YX3中心原子的雜化軌道類型是 ,離子化合物YX5的電子式是 。
(2)CO與Y2屬于等電子體,1 個CO分子中含有的π鍵數(shù)目是 個。
(3)工業(yè)上利用ZO2和碳酸鋇在熔融狀態(tài)下制取化合物A(A可看做
一種含氧酸鹽)。A晶體的晶胞為正方體(如右圖)。
①制備A的化學反應(yīng)方程式是 ;
②在A晶體中,Z的配位數(shù)為 ;
③在A晶體中,若將Z元素置于立方體的體心,Ba元素置于立方體的頂點,則O元素處于立方體的 。
(4)R2+離子的外圍電子層電子排布式為 。R2O的熔點比R2S的 (填“高”或“低”)。
(5)Q元素和硫(S)元素能夠形成化合物B。B晶體的晶胞為正方體(如右圖),若晶胞棱長為540.0 pm,則晶胞密度為 g·cm—3(列式并計算)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】馬爾柯夫尼柯夫因為提出碳碳雙鍵的加成規(guī)則而聞名于世,該規(guī)則是指不對稱的烯烴與HX或HCN加成時,氫總是加到含氫較多的雙鍵碳原子上。
已知:①CH3CH2CNCH3CH2COOH
②F的結(jié)構(gòu)簡式:
以下是該有機物F的合成路線,請?zhí)顚懴铝锌瞻住?/span>
(1)寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式A ,C 。
(2)反應(yīng)①的反應(yīng)類型是 ,反應(yīng)②的反應(yīng)類型是 。
(3)寫出與D互為同分異構(gòu)體,結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)且苯環(huán)上含有一個乙基(苯環(huán)上的取代基處于對位)的酯類的結(jié)構(gòu)簡式 。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】電-Fenton法是用于水體里有機污染物降解的高級氧化技術(shù)。其反應(yīng)原理如圖所示,其中電解產(chǎn)生的H2O2與Fe2+發(fā)生Fenton反應(yīng):Fe2++H2O2=Fe3++OH- +·OH,生成的羥基自由基(·OH)能氧化降解有機污染物。下列說法不正確的是
A、電源的A極是負極
B、電解池中只有O2、Fe3+發(fā)生還原反應(yīng)
C、陽極上發(fā)生電極反應(yīng):H2O —e-=·OH+ H+
D、消耗1molO2,可以產(chǎn)生4mol ·OH
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