【題目】一種類似鉆石的裝飾品——鋯石(ZrSiO4),其做為裝飾品,價格低廉,外觀璀璨。天然鋯石中常含有Fe、Al、Cu的氧化物雜質(zhì),稱為鋯英石。工業(yè)上一種以鋯英石為原料制備ZrO2的工藝流程如下:
Ⅰ. Zr在化合物中通常顯價,氯化過程中除C、O元素外,其它元素均轉(zhuǎn)化為其高價氯化物;
Ⅱ.SiCl4極易水解生成硅酸;ZrCl4易溶于水,400℃升華
Ⅲ.Fe(SCN)3難溶于MIBK,Zr (SCN) 4在水中的溶解度小于在MIBK中的溶解度。
請回答下列問題
(1)濾渣1的主要成分是:______________
(2)①“氯化”過程中,鋯石(ZrSiO4)發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為______________
②ZrCl4產(chǎn)率隨溫度、壓強的變化如圖所示,回答問題
“氯化”過程選擇的最佳條件為_______;“氯化”環(huán)節(jié)產(chǎn)率隨溫度升高先增大后減小的原因為______
(3)“濾液1”中含有的陰離子,除OH-外還有____________________
(4)①常用的銅抑制劑為NaCN (氰化鈉),NaCN可與重金屬陽離子反應(yīng),生成溶度積較小的沉淀(如Cu(CN)2,Ksp=4×10-10),已知鹽酸溶解后的溶液中Cu2+的濃度為1mol/L,若需要溶液中Cu2+濃度等于1.0×10-6 mol/L,則預處理1L該溶液需要1mol/LNaCN溶液的體積為_____________(假設(shè)溶液混合后體積可以相加,計算結(jié)果保留兩位小數(shù))
②由于氰化鈉有劇毒,因此需要對“廢液”中的氰化鈉進行處理,通常選用漂白粉或漂白液在堿性條件下將其氧化,其中一種產(chǎn)物為空氣的主要成分,則在堿性條件下漂白液與氰化鈉反應(yīng)的離子方程式為_____________
【答案】Zr (OH) 4 ZrSiO4+4Cl2+4CO=ZrCl4+SiCl4+4CO2 1×106Pa,390℃ 溫度升高,化學反應(yīng)速率加快,相同的時間內(nèi)生成的產(chǎn)物更多;溫度過高,產(chǎn)物升華,產(chǎn)率降低 SiO32-、AlO2-、Cl- 2.06L 2CN-+5ClO-+2OH-=2CO32-+5Cl-+N2↑+H2O
【解析】
天然鋯石經(jīng)過粉碎后,加入CO、Cl2,ZrSiO4反應(yīng)為ZrC14和SiCl4,其它金屬變?yōu)?/span>FeCl3、AlCl3、CuCl2。加入NaOH后,濾液中含有NaOH、NaCl、NaAlO2、Na2SiO3,沉淀中主要有Fe(OH)3、Zr(OH)4、Cu(OH)2。加入HCl后,Fe(OH)3、Cu(OH)2、Zr(OH)4溶于HCl。加入Cu抑制劑,除去Cu雜質(zhì)。加入NH4SCN后,Fe3+和Zr4+形成配合物Fe(SCN)3、Zr(SCN)4。加入有機溶劑MIBK,將Zr(SCN)4萃取到有機層,再用H2SO4將Zr(SCN)4萃取到水層,通入NH3,生成Zr(OH)4,煅燒后得到ZrO2。
(1)濾渣1中含有Zr(OH)4、Fe(OH)3、Cu(OH)2,主要成分是Zr(OH)4;
(2)①根據(jù)信息,“氯化”過程中,ZrSiO4與氯氣、CO反應(yīng)的生成物中含有ZrC14、SiCl4,同時根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可知生成物中還含有CO2,故反應(yīng)的化學方程式為ZrSiO4+2Cl2+4CO=ZrC14+SiCl4+4CO2;
②觀察圖像可知產(chǎn)率最高點時的壓強和溫度分別是1×106Pa,390℃;“氯化”環(huán)節(jié)產(chǎn)率隨溫度升高先增大后減小的原因為溫度升高,化學反應(yīng)速率加快,相同的時間內(nèi)生成的產(chǎn)物更多;溫度過高,產(chǎn)物升華,產(chǎn)率降低;
(3)“濾液1”中含有NaOH、NaCl、NaAlO2、Na2SiO3,陰離子除OH-外還有SiO32-、AlO2-、Cl-;
(4)①沉淀Cu2+需要2 L 1 mol/L NaCN溶液,根據(jù)Ksp=c( Cu2+)×c2(CN-),代入Ksp=4×10-10、c(Cu2+)=1.0×10-6 mol/L計算,可得最終混合液中c(CN-)=2.0×10-2mol/L。設(shè)所需體積為(2+x)L,則有x=2.00×10-2×(3+x),計算得x≈0.06,所以最終需要2.06 L溶液;
②)漂白液或漂白液的有效成分都含有ClO-,由題意知氮元素氧化生成N2,碳元素氧化生成CO32-, ClO-還原成Cl-,結(jié)合原子個數(shù)守恒、電子守恒進行配平,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2CN-+5ClO-+2OH-=2CO32-+5Cl-+N2↑+H2O。
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【題目】香草醛是一種食品添加劑,可由愈創(chuàng)木酚作原料合成,合成路線如下:
下列說法正確的是( )
A. 反應(yīng)1→2屬于加成反應(yīng),且生成的化合物2具有一個手性碳原子
B. 化合物2在一定條件下可發(fā)生消去反應(yīng)
C. 檢驗制得的香草醛中是否混有化合物3,可用氯化鐵溶液
D. 等物質(zhì)的量四種化合物分別與足量NaOH反應(yīng),消耗NaOH物質(zhì)的量之比為1:3:2:4
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【題目】CO2和CH4催化重整可制備合成氣,對減緩燃料危機具有重要的意義,其反應(yīng)歷程示意圖如圖:
下列說法中錯誤的是( )
A.過程①→②是吸熱反應(yīng)
B.Ni是該反應(yīng)的催化劑
C.過程①→②既有碳氧鍵的斷裂,又有碳氧鍵的形成
D.反應(yīng)的總化學方程式可表示為:CH4+CO22CO+2H2
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【題目】實驗室用標準鹽酸測定某NaOH溶液的濃度,用酚酞作指示劑,下列操作可能使測定結(jié)果偏低的是
A.酸式滴定管在裝酸液前未用標準鹽酸溶液潤洗2—3次
B.開始實驗時酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,在滴定過程中氣泡消失
C.錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化由紅色變無色時,立即記下滴定管液面所在刻度
D.盛NaOH溶液的錐形瓶滴定前用NaOH溶液潤洗2—3次
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【題目】下列實驗操作、現(xiàn)象與結(jié)論對應(yīng)關(guān)系正確的是
選項 | 實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
A | 向盛有稀溶液的試管中加入的溶液 | 試管口出現(xiàn)紅棕色氣體 | 溶液中的 被還原為 |
B | 向某鈉鹽X溶液中加入鹽酸,將產(chǎn)生的氣體通入酸化的溶液中 | 有白色沉淀產(chǎn)生 | 反應(yīng)生成的氣體可能為 |
C | 向滴加酚酞的氨水中加蒸餾水稀釋 | 溶液紅色變淺 | 溶液中所有離子的濃度均減小 |
D | 用鉑絲蘸取某溶液在酒精燈火焰上灼燒 | 直接觀察,火焰呈黃色 | 溶液中的金屬陽離子只有 |
A.AB.BC.CD.D
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【題目】水的電離平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是
A. 圖中對應(yīng)點的溫度關(guān)系為a>b>c
B. 純水僅升高溫度,可從a點變到c點
C. 水的離子積常數(shù)Kw數(shù)值大小關(guān)系為b>c>d
D. 在b點對應(yīng)溫度下,0.5 mol/L的H2SO4溶液與1 mol/L的KOH溶液等體積混合,充分反應(yīng)后,所得溶液的c(H+)=1.0×107 mol·L1
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【題目】已知水在25 ℃和95 ℃時的電離平衡曲線如圖所示:
(1)25 ℃時水的電離平衡曲線應(yīng)為__________ (填“A”或“B”)。
(2)95 ℃時水的離子積Kw=__________,c(H+)=__________
(3)25 ℃時,將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為_____。
(4)95 ℃時,若100 mL pH1=a的某強酸溶液與1 mL pH2=b的某強堿溶液混合后,所得溶液呈中性,則混合前,該強酸的pH1與強堿的pH2之間應(yīng)滿足的關(guān)系是____________。
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【題目】下列指定反應(yīng)的化學用語表達正確的是( 。
A | Mg(HCO3)2溶液與足量的NaOH溶液反應(yīng) | Mg2++2HCO+4OH-===Mg(OH)2↓+2H2O+2 |
B | 過量SO2通入到NaClO溶液中: | SO2+H2O+ClO-===HClO+ |
C | 向Al2(SO4)3溶液中加入過量的稀氨水 | Al3 ++4NH3·H2O=AlO2—+4NH4++2H2O |
D | KClO堿性溶液與Fe(OH)3反應(yīng)制取K2FeO4 | 3ClO﹣+2Fe(OH)3=2FeO42﹣+3Cl﹣+4H++H2O |
A. AB. BC. CD. D
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【題目】氧化鈧(Sc2O3)是一種稀土氧化物,可用于制作激光、半導體材料。以鈧錳礦石(主要含MnO2、SiO2及少量Sc2O3、Al2O3、CaO、FeO)為原料制備Sc2O3的工藝流程如圖,其中TBP和P507均為有機萃取劑。
回答下列問題:
(1)Sc2O3中Sc的化合價為___。
(2)“溶解”時鐵屑被MnO2氧化為Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式是___。
(3)“濾渣”的主要成分是___。
(4)“萃取除鐵”時鐵和鈧的萃取率與O/A比(有機相與水相的體積比)的關(guān)系如圖所示。該工藝中最佳O/A比為___。
(5)有機萃取劑P507萃取Sc3+的反應(yīng)原理為陽離子交換:ScCl3+3HR=ScR3+3HCl(HR代表P507)。在“富鈧有機相”中反應(yīng)生成Sc(OH)3的化學方程式是___。
(6)“萃余液2”中的金屬陽離子除Al3+、Ca2+外,還有___。
(7)Sc2(C2O4)3在空氣中“煅燒”生成Sc2O3的化學方程式是___。
(8)某廠用1000kg的鈧錳礦制備Sc2O3,最終得到Sc2O3306g,該礦中含鈧的質(zhì)量分數(shù)為___。
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