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简答题

酸性锌锰干电池是以锌筒作为负极,并经汞齐化处理,使表面性质更为均匀,以减少锌的腐蚀.正极材料是由二氧化锰粉、氯化铵及碳黑组成的一个混合糊状物.正极材料中间插入一根碳棒,作为引出电流的导体.由于酸性锰锌干电池制作简单、价格便宜,在干电池市场占有很大份额,但是他也具有一些致命的缺点;存放时间缩短,放电后电压下降较快等,因此废酸性锌猛干电池的综合利用非常重要.上图是某小型化工厂处理废干电池的流程简单示意图:

回答下列问题:

(1)从冶炼厂制得纯净金属是______,该金属可用于电池底部的铁片的防腐,采用的防腐措施是______

(2)粉状化合物的主要成分是______,回收时得到的产品A的主要成分是______,将该混合物分离的方法是______

(3)隔绝空气,高温条件下,焙烧炉中发生氧化还原反应,此反应的化学方程式是:______.烟气的主要成分是______

正确答案

解:锌锰干电池中含NH4Cl淀粉糊(电糊)、Mn02、炭粉和锌筒等物质,剖开分选:金属为锌,碳棒再利用,粉状化合物主要成分为:NH4Cl、Mn02、炭粉,氯化铵易溶于水,二氧化锰、炭粉难溶于水,分离溶液和沉淀用过滤的方法,加水浸液为NH4Cl溶液,结晶A为NH4Cl,滤渣为:Mn02、炭粉,高温焙烧,碳和氧气反应生成二氧化碳,剩下的为Mn02,加硫酸反应生成MnS04和H20,提纯得到硫酸锰,

(1)从冶炼厂制得纯净金属是锌,用于电池底部的铁片的防腐,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,被保护的金属铁做正极,选择比铁活泼的金属锌做负极,在电池内电路为阳极,称为牺牲阳极的阴极保护法,

故答案为:锌;牺牲阳极的阴极保护法;

(2)粉状化合物主要成分为:NH4Cl、Mn02、炭粉,氯化铵易溶于水,二氧化锰、炭粉难溶于水,分离溶液和沉淀用过滤的方法,加水浸液为NH4Cl溶液,结晶A为NH4Cl,

故答案为:NH4Cl、Mn02、炭粉;NH4Cl;过滤;

(3)滤渣为:Mn02、炭粉,高温焙烧,碳和氧气反应C+O2CO2,生成二氧化碳,所以烟气的主要成分是CO2

故答案为:C+O2CO2;CO2

解析

解:锌锰干电池中含NH4Cl淀粉糊(电糊)、Mn02、炭粉和锌筒等物质,剖开分选:金属为锌,碳棒再利用,粉状化合物主要成分为:NH4Cl、Mn02、炭粉,氯化铵易溶于水,二氧化锰、炭粉难溶于水,分离溶液和沉淀用过滤的方法,加水浸液为NH4Cl溶液,结晶A为NH4Cl,滤渣为:Mn02、炭粉,高温焙烧,碳和氧气反应生成二氧化碳,剩下的为Mn02,加硫酸反应生成MnS04和H20,提纯得到硫酸锰,

(1)从冶炼厂制得纯净金属是锌,用于电池底部的铁片的防腐,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,被保护的金属铁做正极,选择比铁活泼的金属锌做负极,在电池内电路为阳极,称为牺牲阳极的阴极保护法,

故答案为:锌;牺牲阳极的阴极保护法;

(2)粉状化合物主要成分为:NH4Cl、Mn02、炭粉,氯化铵易溶于水,二氧化锰、炭粉难溶于水,分离溶液和沉淀用过滤的方法,加水浸液为NH4Cl溶液,结晶A为NH4Cl,

故答案为:NH4Cl、Mn02、炭粉;NH4Cl;过滤;

(3)滤渣为:Mn02、炭粉,高温焙烧,碳和氧气反应C+O2CO2,生成二氧化碳,所以烟气的主要成分是CO2

故答案为:C+O2CO2;CO2

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简答题

据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下的酸性溶液中,能将黄铜矿(CuFeS2)氧化成硫酸盐.发生的反应为:4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO43+2H2O

(1)CuFeS2中Fe的化合价为+2,上述反应中被氧化的元素是______

(2)工业生产中利用上述反应后的溶液,按如图甲流程可制备胆矾(CuSO4•5H2O):

①分析表格(其中KSP是相应金属氢氧化物的沉淀溶解平衡常数):

步骤一应调节溶液的pH范围是______.请运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe3+的原因______

②步骤三中的具体操作方法是______

(3)有人提出可以利用图乙的装置从溶液B中提炼金属铜.该过程中图乙电极的反应式是______,总反应的方程式是______

正确答案

解:(1)在4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO43+2H2O反应中,CuFeS2中Fe从+2价变为产物中的+3价,硫从-2价变为产物中的+6价,Fe和CuFeS2中的S化合价升高,在反应中被氧化,

故答案为:Fe和CuFeS2中的S;

(2)①该实验的目的是制备胆矾(CuSO4•5H2O),需除去杂质三价铁离子,所以调节溶液的pH使三价铁离子变成氢氧化铁沉淀且沉淀完全,而铜离子不能沉淀,所以步骤一应调节溶液的pH范围是3.2≤pH<4.7,加入CuO,CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)•c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去,

故答案为:3.2≤pH<4.7;加入CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)•c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去;

②CuSO4溶解度受温度影响较大,将硫酸铜溶液蒸发浓缩后,将热的硫酸铜溶液静置并慢慢降温,得到硫酸铜晶体,

故答案为:蒸发浓缩,冷却结晶;

(3)CuSO4溶液中铜离子的放电能力大于氢离子的放电能力,所以铜离子先放电;氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力,氢氧根离子先放电,阳极上失电子,发生氧化反应,所以该过程中右边电极氢氧根离子在阳极上失电子生成氧气4OH--4e-=O2↑+2H2O;阴极上得电子,反应还原反应,所以铜离子的阴极上得电子生成铜Cu2++2e-=Cu,总的反应为:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑,

故答案为:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑.

解析

解:(1)在4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO43+2H2O反应中,CuFeS2中Fe从+2价变为产物中的+3价,硫从-2价变为产物中的+6价,Fe和CuFeS2中的S化合价升高,在反应中被氧化,

故答案为:Fe和CuFeS2中的S;

(2)①该实验的目的是制备胆矾(CuSO4•5H2O),需除去杂质三价铁离子,所以调节溶液的pH使三价铁离子变成氢氧化铁沉淀且沉淀完全,而铜离子不能沉淀,所以步骤一应调节溶液的pH范围是3.2≤pH<4.7,加入CuO,CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)•c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去,

故答案为:3.2≤pH<4.7;加入CuO与H+反应使c(H+)减小,c(OH-)增大,使溶液中c(Fe3+)•c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],导致Fe3+生成沉淀而除去;

②CuSO4溶解度受温度影响较大,将硫酸铜溶液蒸发浓缩后,将热的硫酸铜溶液静置并慢慢降温,得到硫酸铜晶体,

故答案为:蒸发浓缩,冷却结晶;

(3)CuSO4溶液中铜离子的放电能力大于氢离子的放电能力,所以铜离子先放电;氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力,氢氧根离子先放电,阳极上失电子,发生氧化反应,所以该过程中右边电极氢氧根离子在阳极上失电子生成氧气4OH--4e-=O2↑+2H2O;阴极上得电子,反应还原反应,所以铜离子的阴极上得电子生成铜Cu2++2e-=Cu,总的反应为:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑,

故答案为:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑.

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简答题

某固体混合物可能由Al、(NH42SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的一种或几种组成,现对该混合物作如下实验,所得现象和有关数据如图所示(气体体积数据已换算成标准状况下的体积):

回答下列问题:

(1)混合物中是否存在FeCl2______(填“是”或“否”);

(2)混合物中是否存在(NH42SO4______(填“是”或“否”),判断依据是______

(3)混合物中是否含有AlCl3______(填“是”或“否”),判断依据(不需要写出具体计算过程)______

(4)写出步骤①中所有反应的离子方程式:(有几个写几个)______

正确答案

解:根据图示可知,生成气体通过碱石灰体积不变(无酸性气体),而通过浓硫酸体积减小,说明剩余的3.36L气体为氢气,即原固体中一定含有金属Al,且其质量为:×27 g/mol=2.7 g.生成氨气的物质的量为:=0.1 mol,则原固体中一定含有 0.1 mol (NH42SO4,其质量为6.6g,得到白色沉淀久置不变色,说明无FeCl2(氢氧化亚铁易被氧化为红棕色的氢氧化铁),因为NaOH过量,所以白色沉淀不可能含有氢氧化铝,则说明2.90g白色沉淀为Mg(OH)2,为0.05mol,则固体中MgCl2为0.05mol,质量为4.75g,无色溶液中有Al与过量NaOH溶液反应后得到的NaAlO2

(1)白色沉淀久置不变色,说明无FeCl2(氢氧化亚铁易被氧化为红棕色的氢氧化铁),

故答案为:否;

(2)气体通过浓硫酸后,体积减少2.24L,说明气体中有NH3,则原固体中一定含有(NH42SO4

故答案为:是;气体通过浓硫酸减少2.24L;

(3)由以上分析可知原固体中一定含有2.7g Al,原固体中一定含有 0.05 mol (NH42SO4,其质量为6.6g,固体中MgCl2为0.05mol,质量为4.75g,三种物质的质量之和刚好等于14.05g,所以一定没有AlCl3

故答案为:是;存在的Al、(NH42SO4、MgCl2的 质量和小于14.05g,剩余固体一定是AlCl3

(4)步骤①中所有反应的离子方程式有:NH4++OH-═NH3↑+H2O、2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O,

故答案为:NH4++OH-═NH3↑+H2O、2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O.

解析

解:根据图示可知,生成气体通过碱石灰体积不变(无酸性气体),而通过浓硫酸体积减小,说明剩余的3.36L气体为氢气,即原固体中一定含有金属Al,且其质量为:×27 g/mol=2.7 g.生成氨气的物质的量为:=0.1 mol,则原固体中一定含有 0.1 mol (NH42SO4,其质量为6.6g,得到白色沉淀久置不变色,说明无FeCl2(氢氧化亚铁易被氧化为红棕色的氢氧化铁),因为NaOH过量,所以白色沉淀不可能含有氢氧化铝,则说明2.90g白色沉淀为Mg(OH)2,为0.05mol,则固体中MgCl2为0.05mol,质量为4.75g,无色溶液中有Al与过量NaOH溶液反应后得到的NaAlO2

(1)白色沉淀久置不变色,说明无FeCl2(氢氧化亚铁易被氧化为红棕色的氢氧化铁),

故答案为:否;

(2)气体通过浓硫酸后,体积减少2.24L,说明气体中有NH3,则原固体中一定含有(NH42SO4

故答案为:是;气体通过浓硫酸减少2.24L;

(3)由以上分析可知原固体中一定含有2.7g Al,原固体中一定含有 0.05 mol (NH42SO4,其质量为6.6g,固体中MgCl2为0.05mol,质量为4.75g,三种物质的质量之和刚好等于14.05g,所以一定没有AlCl3

故答案为:是;存在的Al、(NH42SO4、MgCl2的 质量和小于14.05g,剩余固体一定是AlCl3

(4)步骤①中所有反应的离子方程式有:NH4++OH-═NH3↑+H2O、2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O,

故答案为:NH4++OH-═NH3↑+H2O、2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O.

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简答题

金属钛(Ti)因具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注,被誉为“未来金属”.常温下钛不和非金属、强酸反应,加热至红热时,能与常见的非金属反应.工业上由钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取金属钛的主要工艺过程如下:

(1)从金属矿石中提炼金属一般需要经过三个阶段,上述工艺中涉及的有______、金属的精炼;没有涉及的一个阶段是______;生铁实际上属于铁、______等元素形成的合金.若生产中碳的氧化产物主要为一种可燃性气体,请分别写出反应①、②的化学方程式:____________

(2)生产中,碳除了作还原剂还原金属矿物外,另一个重要作用是______;反应③是在氩气的环境中进行,目的是______,如何从反应③后的固体中获得金属钛:______

正确答案

解:(1)金属冶炼是利用氧化还原反应原理,在一定条件下将金属从其化合物中还原出来,根据金属提炼步骤分析,先要富集提高金属元素的含量,然后冶炼得到粗产品,再精炼,钛酸亚铁的化学式为FeTiO3,化合物中元素化合价的代数和为0,所以钛的化合价为0-(+2)-(-2)×3=+4;经过FeTiO3+CFe+TiO2+CO↑,TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO,2Mg+TiCl42MgCl2+Ti反应,钛从+4→0,被还原,生铁是铁的合金,生铁的主要成分是铁,还含有碳等物质,属于混合物,

故答案为:矿石中金属元素的还原;矿石的富集;碳;FeTiO3+CFe+TiO2+CO↑;TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO;

(2)碳单质具有还原性,碳燃烧为放热反应,能提供反应所需要的热能,常温下Ti不和非金属、强酸反应,所得产物Ti中混有过量Mg,则除去镁可利用稀盐酸(或稀硫酸),因镁能与盐酸(或稀硫酸)反应,则可将钛中的镁除去,化学方程式为:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑(或Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑),充分反应后过滤,洗涤,干燥获得金属钛,

故答案为:作燃料,提供反应所需要的热能;防止钛、镁被空气氧化;向固体中加入足量盐酸(或稀硫酸),充分反应后过滤,洗涤,干燥.

解析

解:(1)金属冶炼是利用氧化还原反应原理,在一定条件下将金属从其化合物中还原出来,根据金属提炼步骤分析,先要富集提高金属元素的含量,然后冶炼得到粗产品,再精炼,钛酸亚铁的化学式为FeTiO3,化合物中元素化合价的代数和为0,所以钛的化合价为0-(+2)-(-2)×3=+4;经过FeTiO3+CFe+TiO2+CO↑,TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO,2Mg+TiCl42MgCl2+Ti反应,钛从+4→0,被还原,生铁是铁的合金,生铁的主要成分是铁,还含有碳等物质,属于混合物,

故答案为:矿石中金属元素的还原;矿石的富集;碳;FeTiO3+CFe+TiO2+CO↑;TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO;

(2)碳单质具有还原性,碳燃烧为放热反应,能提供反应所需要的热能,常温下Ti不和非金属、强酸反应,所得产物Ti中混有过量Mg,则除去镁可利用稀盐酸(或稀硫酸),因镁能与盐酸(或稀硫酸)反应,则可将钛中的镁除去,化学方程式为:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑(或Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑),充分反应后过滤,洗涤,干燥获得金属钛,

故答案为:作燃料,提供反应所需要的热能;防止钛、镁被空气氧化;向固体中加入足量盐酸(或稀硫酸),充分反应后过滤,洗涤,干燥.

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题型: 单选题
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单选题

球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X.实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下:

下列说法不正确的是(  )

A固体2是氧化铁

BX的化学式可以表示为Fe3C2

C溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0g固体

DX与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成

正确答案

B

解析

解:铁碳化合物X,在足量空气中煅烧得固体1为铁的氧化物,可以有+2价或+3价的铁,溶于盐酸所得溶液中可能Fe2+和Fe3+,再能入足量的氯气,溶液中都为+3价的铁,加热蒸发,铁离子水解,生成氢氧化铁,灼烧后氢氧化铁分解得固体2为氧化铁,24g氧化铁中含有铁元素的质量为g=16.8g,利用元素守恒,可计算得化合物X中铁元素的质量也是16.8g,进而求得X中碳元素的质量为18g-16.8g=1.2g,所以在X中铁、碳原子的物质的量之比为=3:1,所以X的化学式为Fe3C,Fe3C与热的浓硝酸发生氧化还原反应,碳元素可被氧化成二氧化碳,硝酸中的氮可被还原成二氧化氮,根据上面的分析可知,

A.根据分析可知,固体2是氧化铁,故A正确;

B.X的化学式可以表示为Fe3C,故B错误;

C.溶液甲为氯化亚铁和氯化铁的混合物,直接加热、蒸发、灼烧,最终也可以得到氧化铁,故C正确;

D.X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成,故D正确;

故选B.

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简答题

锂离子电池的应用广泛,其正极材料可再生利用.某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)和铝箔等.现欲利用以下步骤回收正极材料中的某些金属资源.

①电池经过放电处理后拆解,将正极材料用NaOH溶液浸泡,过滤;

②向①所得滤液中通入过量CO2气体得到白色沉淀;

③向①所得的滤渣中加入稀硫酸和H2O2,在80℃时加热一段时间,发生反应2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;

④将③所得的液体调整pH后过滤,滤液中存在CoSO4和Li2SO4

⑤向④所得滤液中加入有机溶剂,溶液分层.经检测水溶液中CoSO4含量大大减小.

(1)写出步骤①中反应方程式______

(2)写出步骤②中得到的白色沉淀是______

(3)步骤③发生的反应中氧化剂是______,氧化产物是______

(4)步骤③中的稀硫酸可用盐酸代替,但缺点是______

(5)步骤③加热时除发生上述反应,还发生的反应是______

(6)由以上步骤可知,CoSO4和Li2SO4中易溶于有机溶剂的是______,第⑤步操作名称为______

正确答案

解:①电池经过放电处理后拆解,将正极材料用NaOH溶液浸泡,过滤,正极材料中Al和NaOH溶液反应,方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,然后过滤,滤液中含有NaAlO2和NaOH、滤渣中含有LiCoO2

②向①所得滤液中通入过量CO2气体得到白色沉淀,偏铝酸钠和二氧化碳反应生成碳酸氢钠、氢氧化铝,反应方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3

③向①所得的滤渣中加入稀硫酸和H2O2,在80℃时加热一段时间,发生反应2LiCoO2 +3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,该反应中Co元素化合价由+3价变为+2价、O元素化合价由-1价变为0价,得电子化合价降低的反应物是氧化剂,失电子化合价升高的反应物是还原剂,还原剂对应的产物是氧化产物,该混合物中还存在双氧水的分解反应;如果将稀硫酸换为稀盐酸,盐酸具有还原性,能被LiCoO2 氧化生成氯气;

④将③所得的液体调整pH后过滤,滤液中存在CuSO4和LiSO4

⑤向④所得滤液中加入有机溶剂,溶液分层.经检测水溶液中CoSO4含量大大减小,说明CoSO4在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度.

(1)通过以上分析知,步骤①中反应方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,故答案为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;

(2)通过以上分析知,步骤②中得到的白色沉淀是Al(OH)3,故答案为:Al(OH)3

(3)步骤③发生的反应为2LiCoO2 +3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,该反应中Co元素化合价由+3价变为+2价、O元素化合价由-1价变为0价,所以氧化剂是LiCoO2,氧化产物是O2

故答案为:LiCoO2;O2

(4)步骤③中的稀硫酸可用盐酸代替,但缺点是盐酸具有还原性,能被LiCoO2 氧化生成氯气,氯气有毒污染空气,故答案为:氯气有毒污染空气;

(5)步骤③加热时除发生上述反应,还发生的反应是2H2O22H2O+O2↑,故答案为:2H2O22H2O+O2↑;

(6)通过以上分析知,CoSO4和Li2SO4中易溶于有机溶剂的是CoSO4,第⑤步操作名称为萃取,

故答案为:CoSO4;萃取.

解析

解:①电池经过放电处理后拆解,将正极材料用NaOH溶液浸泡,过滤,正极材料中Al和NaOH溶液反应,方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,然后过滤,滤液中含有NaAlO2和NaOH、滤渣中含有LiCoO2

②向①所得滤液中通入过量CO2气体得到白色沉淀,偏铝酸钠和二氧化碳反应生成碳酸氢钠、氢氧化铝,反应方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3

③向①所得的滤渣中加入稀硫酸和H2O2,在80℃时加热一段时间,发生反应2LiCoO2 +3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,该反应中Co元素化合价由+3价变为+2价、O元素化合价由-1价变为0价,得电子化合价降低的反应物是氧化剂,失电子化合价升高的反应物是还原剂,还原剂对应的产物是氧化产物,该混合物中还存在双氧水的分解反应;如果将稀硫酸换为稀盐酸,盐酸具有还原性,能被LiCoO2 氧化生成氯气;

④将③所得的液体调整pH后过滤,滤液中存在CuSO4和LiSO4

⑤向④所得滤液中加入有机溶剂,溶液分层.经检测水溶液中CoSO4含量大大减小,说明CoSO4在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度.

(1)通过以上分析知,步骤①中反应方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,故答案为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;

(2)通过以上分析知,步骤②中得到的白色沉淀是Al(OH)3,故答案为:Al(OH)3

(3)步骤③发生的反应为2LiCoO2 +3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,该反应中Co元素化合价由+3价变为+2价、O元素化合价由-1价变为0价,所以氧化剂是LiCoO2,氧化产物是O2

故答案为:LiCoO2;O2

(4)步骤③中的稀硫酸可用盐酸代替,但缺点是盐酸具有还原性,能被LiCoO2 氧化生成氯气,氯气有毒污染空气,故答案为:氯气有毒污染空气;

(5)步骤③加热时除发生上述反应,还发生的反应是2H2O22H2O+O2↑,故答案为:2H2O22H2O+O2↑;

(6)通过以上分析知,CoSO4和Li2SO4中易溶于有机溶剂的是CoSO4,第⑤步操作名称为萃取,

故答案为:CoSO4;萃取.

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简答题

资料显示,在一定条件下磺胺铁钒在Ph=0.5~2.5范围内均能稳定存在,工业上用酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下:

根据题意完成下列问题

(1)步骤(ⅱ)所加试剂起调节pH作用的离子是______(填离子符号)

(2)在步骤(ⅲ)发生的反应中,加入少量的MnO2的作用是______

(3)步骤(ⅳ)出去杂质的离子方程式可表示为______

(4)实验室模拟酸式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】的制备,向大试管中加入碳酸钠溶液和硫酸铜溶液,水浴加热至70℃左右,用0.4mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5,振荡、静置、过滤、用热水洗涤、烘干,得到碱式碳酸铜产品.根据上述碱式碳酸铜的制备方法,请完成下列问题:

①过滤后洗涤的目的是什么______;简述如何洗涤沉淀______

②若实验得到a g样品(只含CuO杂质)取此样品加热至分解完全后,得到bg固体,此样品中碱式碳酸铜的分数是______

正确答案

解:铜矿主要成分为碱式碳酸铜,还含有铁元素的杂质,加入过量的硫酸,Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑,过滤,滤液中主要含有硫酸铜、和硫酸铁、硫酸亚铁,加入碳酸氢铵,能提高MnSO4的转化率,使MnCO3沉淀完全,调节PH1.5-2.0,加入稍过量的NH4HCO3溶液的pH不过低,H+可与MnCO3,NH4HCO3反应,加入少量的强氧化剂二氧化锰,可以和亚铁离子发生氧化还原反应,亚铁离子被氧化为铁离子,加入硫酸铵除去杂质反应为:3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3(SO42(OH)6↓+6H+;,过滤,滤液为硫酸铜,通过结晶制取硫酸铜.

(1)题目要求调高PH,铵根离子显酸性,碳酸氢根离子显碱性,则起作用的离子是碳酸氢根离子,

故答案为:HCO3-

(2)Fe2+具有还原性,可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+,2mol Fe2+转移电子2 mol氧化成Fe3+,1mol MnO2转移电子2 mol,反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O,以便在步骤(ⅳ)中形成沉淀,

故答案为:将溶液中的Fe2+转化为Fe3+

(3)加入硫酸铵,硫酸铵和三价铁离子形成沉淀,反应为:3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3(SO42(OH)6↓+6H+

故答案为:3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3(SO42(OH)6↓+6H+

(4)①沉淀表面吸附溶液中的Na+和SO42-;对滤渣进行洗涤,过滤后,向漏斗缓缓中加入适量蒸馏水,使液面刚好没过滤渣,可以洗掉固体表面的残液,静置,待液体流下,重复操作2-3次,保证洗涤干净,

故答案为:除去沉淀表面吸附的Na+和SO42-;沿着玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至刚好浸没沉淀,让蒸馏水流尽后,重复2-3次即可;

②碱式碳酸铜完全分解得到CuO,设样品中碱式碳酸铜的质量分数为x,

依据碱式碳酸铜的方程式,Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑ 质量差△m

                       222                 18 44 (18+44)=62

                       ax                               (a-b)

可得=,解得x=,则此样品中碱式碳酸铜的分数是×100%,

故答案为:×100%;

解析

解:铜矿主要成分为碱式碳酸铜,还含有铁元素的杂质,加入过量的硫酸,Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑,过滤,滤液中主要含有硫酸铜、和硫酸铁、硫酸亚铁,加入碳酸氢铵,能提高MnSO4的转化率,使MnCO3沉淀完全,调节PH1.5-2.0,加入稍过量的NH4HCO3溶液的pH不过低,H+可与MnCO3,NH4HCO3反应,加入少量的强氧化剂二氧化锰,可以和亚铁离子发生氧化还原反应,亚铁离子被氧化为铁离子,加入硫酸铵除去杂质反应为:3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3(SO42(OH)6↓+6H+;,过滤,滤液为硫酸铜,通过结晶制取硫酸铜.

(1)题目要求调高PH,铵根离子显酸性,碳酸氢根离子显碱性,则起作用的离子是碳酸氢根离子,

故答案为:HCO3-

(2)Fe2+具有还原性,可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+,2mol Fe2+转移电子2 mol氧化成Fe3+,1mol MnO2转移电子2 mol,反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O,以便在步骤(ⅳ)中形成沉淀,

故答案为:将溶液中的Fe2+转化为Fe3+

(3)加入硫酸铵,硫酸铵和三价铁离子形成沉淀,反应为:3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3(SO42(OH)6↓+6H+

故答案为:3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3(SO42(OH)6↓+6H+

(4)①沉淀表面吸附溶液中的Na+和SO42-;对滤渣进行洗涤,过滤后,向漏斗缓缓中加入适量蒸馏水,使液面刚好没过滤渣,可以洗掉固体表面的残液,静置,待液体流下,重复操作2-3次,保证洗涤干净,

故答案为:除去沉淀表面吸附的Na+和SO42-;沿着玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至刚好浸没沉淀,让蒸馏水流尽后,重复2-3次即可;

②碱式碳酸铜完全分解得到CuO,设样品中碱式碳酸铜的质量分数为x,

依据碱式碳酸铜的方程式,Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑ 质量差△m

                       222                 18 44 (18+44)=62

                       ax                               (a-b)

可得=,解得x=,则此样品中碱式碳酸铜的分数是×100%,

故答案为:×100%;

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题型:简答题
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简答题

目前世界上60%的镁是从海水中提取的.海水提镁的主要流程如下:

请回答下列问题:

(1)从离子反应的角度思考,向海水中加入石灰乳的作用是______,写出在沉淀池中反应的离子方程式______

(2)石灰乳是生石灰与水形成的混合物,从充分利用海洋化学资源、提高经济效益的角度,生产生石灰的主要原料来源于海洋中的______

(3)操作A是______,操作B是______

(4)加入的足量试剂a是______(填化学式).

(5)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会生成Mg和Cl2,该反应的化学方程式是______.从考虑成本和废物循环利用的角度,副产物氯气可以用于______

(6)海水提镁的过程,为什么要将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁,再转变为氯化镁?______

正确答案

解:(1)镁离子能与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀:Mg2++Ca(OH)2═Mg(OH)2+Ca2+,写离子方程式时氢氧化镁沉淀写化学式,

故答案为:沉淀Mg2+(或使Mg2+形成Mg(OH)2沉淀);Mg2++Ca(OH)2═Mg(OH)2+Ca2+

(2)贝壳或牡蛎壳的主要成分为碳酸钙,故答案为:贝壳(或牡蛎壳等);

(3)分离不溶于水的固体和液体,可用过滤的方法,从沉淀池中得到氢氧化镁用过滤的方法,从氯化镁溶液中得到六水合氯化镁,防结晶水损失,通过加热浓缩或蒸发结晶的方法获得六水合氯化镁,

故答案为:过滤; 加热浓缩(或蒸发结晶);

(4)从氢氧化镁到氯化镁,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水,反应的化学方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,加入的足量试剂a是HCl,

故答案为:HCl;

(5)无水MgCl2在熔融状态下,通电后阳极氯离子失去电子生成氯气,阴极镁离子得到电子生成镁单质,所以氯化镁电解会产生Mg和Cl2,副产物氯气和氢气反应生成氯化氢,能循环使用,

故答案为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑;制盐酸,循环使用;

(6)将海水中的氯化镁含量大,由于未富集,镁离子浓度很低,直接加热浓缩提取须消耗大量的电能,成本高,且提取的氯化镁盐中混有大量的其它氯化钠盐等离子,所以须将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁,再转变为氯化镁,

故答案为:海水中氯化镁的含量很大,但镁离子浓度很低,该过程可以使镁离子富集,浓度高,且成本低.

解析

解:(1)镁离子能与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀:Mg2++Ca(OH)2═Mg(OH)2+Ca2+,写离子方程式时氢氧化镁沉淀写化学式,

故答案为:沉淀Mg2+(或使Mg2+形成Mg(OH)2沉淀);Mg2++Ca(OH)2═Mg(OH)2+Ca2+

(2)贝壳或牡蛎壳的主要成分为碳酸钙,故答案为:贝壳(或牡蛎壳等);

(3)分离不溶于水的固体和液体,可用过滤的方法,从沉淀池中得到氢氧化镁用过滤的方法,从氯化镁溶液中得到六水合氯化镁,防结晶水损失,通过加热浓缩或蒸发结晶的方法获得六水合氯化镁,

故答案为:过滤; 加热浓缩(或蒸发结晶);

(4)从氢氧化镁到氯化镁,氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水,反应的化学方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,加入的足量试剂a是HCl,

故答案为:HCl;

(5)无水MgCl2在熔融状态下,通电后阳极氯离子失去电子生成氯气,阴极镁离子得到电子生成镁单质,所以氯化镁电解会产生Mg和Cl2,副产物氯气和氢气反应生成氯化氢,能循环使用,

故答案为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑;制盐酸,循环使用;

(6)将海水中的氯化镁含量大,由于未富集,镁离子浓度很低,直接加热浓缩提取须消耗大量的电能,成本高,且提取的氯化镁盐中混有大量的其它氯化钠盐等离子,所以须将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁,再转变为氯化镁,

故答案为:海水中氯化镁的含量很大,但镁离子浓度很低,该过程可以使镁离子富集,浓度高,且成本低.

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题型:简答题
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简答题

某工厂排出的污水中含有大量的Fe3+、Zn2+、Hg2+三种金属离子.以下是某化学研究性学习小组的同学设计除去污水中的金属离子,并回收绿矾、皓矾(ZnSO4•7H2O)和汞的方案.

[药品]NaOH溶液、硫化钠溶液、硫化亚铁、稀硫酸、铁粉

[实验方案]如图

[问题探究]

(1)步骤Ⅱ所发生反应的离子方程______

(2)步骤Ⅲ中抽滤的目的是______,该步骤产生Fe(OH)3的反应的离子方程式为______

(3)步骤Ⅵ中得到硫酸锌溶液的离子方程式为______

(4)欲实现步骤Ⅴ,需加入的试剂有____________,所涉及的主要操作依次为______

(5)步骤Ⅳ常用的方法是______,该步骤是否对环境有影响?______(填“是”或“否”),如有影响,请你设计一个绿色环保方案来实现步骤Ⅳ的反应:______

(6)该研究小组的同学在强碱溶液中,用次氯酸钠与Fe(OH)3反应获得了高效净水剂Na2FeO4,该反应的离子方程式为______

正确答案

解:(1)步骤Ⅱ中只有FeS和ZnS固体,FeS固体溶解在稀硫酸中生成FeSO4,反应方程式为FeS+2H+═Fe2++H2S↑,ZnS固体溶解在稀硫酸中生成ZnSO4,反应方程式为ZnS+2H+═Zn2++H2S↑,

故答案为:FeS+2H+═Fe2++H2S↑、ZnS+2H+═Zn2++H2S↑;

(2)抽滤时产生负压,能加快过滤;向FeSO4和ZnSO4的混合溶液中加入过量NaOH时,Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2迅速被空气中的O2氧化为Fe(OH)3,其反应的离子方程式为4Fe2++O2+8OH-+2H2O═4Fe(OH)3↓;

故答案为:加快过滤;4Fe2+O2+8OH-+2H2O═4Fe(OH)3↓;

(3)根据框图转化关系,不难发现Zn(OH)2的性质类似于Al(OH)3的,Na2ZnO2的性质类似于NaAlO2的,所以向Na2ZnO2的溶液中加入过量H2SO4生成ZnSO4溶液,其反应的离子方程式为ZnO22-+4H+═Zn2++2H2O,

故答案为:ZnO22-+4H+═Zn2++2H2O;

(4)Fe(OH)3首先与稀H2SO4反应生成Fe2(SO43,Fe2(SO43再与过量的Fe粉反应得到FeSO4.经过滤除去Fe粉,将滤液经过浓缩结晶可得FeSO4•7H2O,

故答案为:稀硫酸;铁粉(过量);过滤、浓缩结晶;

(5)HgS在空气中加热可得Hg、SO2,由于Hg蒸气和SO2都会对环境造成污染,在密闭容器中加热HgS可有效防止Hg蒸气和SO2释放到大气中,从而保护了环境,

故答案为:加热;是;在密闭容器中加热HgS;

(6)反应物有ClO-、Fe(OH)3、OH-,生成物有Cl-、FeO42-、H2O,则有ClO-+Fe(OH)3+OH→FeO42-+Cl-+H2O,配平该离子方程式为3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O.

故答案为:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O.

解析

解:(1)步骤Ⅱ中只有FeS和ZnS固体,FeS固体溶解在稀硫酸中生成FeSO4,反应方程式为FeS+2H+═Fe2++H2S↑,ZnS固体溶解在稀硫酸中生成ZnSO4,反应方程式为ZnS+2H+═Zn2++H2S↑,

故答案为:FeS+2H+═Fe2++H2S↑、ZnS+2H+═Zn2++H2S↑;

(2)抽滤时产生负压,能加快过滤;向FeSO4和ZnSO4的混合溶液中加入过量NaOH时,Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2迅速被空气中的O2氧化为Fe(OH)3,其反应的离子方程式为4Fe2++O2+8OH-+2H2O═4Fe(OH)3↓;

故答案为:加快过滤;4Fe2+O2+8OH-+2H2O═4Fe(OH)3↓;

(3)根据框图转化关系,不难发现Zn(OH)2的性质类似于Al(OH)3的,Na2ZnO2的性质类似于NaAlO2的,所以向Na2ZnO2的溶液中加入过量H2SO4生成ZnSO4溶液,其反应的离子方程式为ZnO22-+4H+═Zn2++2H2O,

故答案为:ZnO22-+4H+═Zn2++2H2O;

(4)Fe(OH)3首先与稀H2SO4反应生成Fe2(SO43,Fe2(SO43再与过量的Fe粉反应得到FeSO4.经过滤除去Fe粉,将滤液经过浓缩结晶可得FeSO4•7H2O,

故答案为:稀硫酸;铁粉(过量);过滤、浓缩结晶;

(5)HgS在空气中加热可得Hg、SO2,由于Hg蒸气和SO2都会对环境造成污染,在密闭容器中加热HgS可有效防止Hg蒸气和SO2释放到大气中,从而保护了环境,

故答案为:加热;是;在密闭容器中加热HgS;

(6)反应物有ClO-、Fe(OH)3、OH-,生成物有Cl-、FeO42-、H2O,则有ClO-+Fe(OH)3+OH→FeO42-+Cl-+H2O,配平该离子方程式为3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O.

故答案为:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O.

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题型:简答题
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简答题

(NH42SO4是农业生产中常见化肥之一,某工厂用石膏、NH3、H2O、CO2制备(NH42SO4,首先石膏磨成粉制成CaSO4悬浊液,然后按如下工艺流程进行产生:

(1)操作1与操作2的顺序能否调换?______(填能与否),理由是______

(2)常温下,CaCO3和CaSO4的溶解度分别为1.5X10-3g和2.1X10-1g,请解析CaSO4向CaCO3转化的原因.

______

(3)判断操作2通入“适量CO2”的简单实验方法是______

(4)从绿色化学角度考虑,该工艺流程应增加一个操作,这个操作是______

(5)豆腐是日常食品之一,它的制作过程中使用了石膏或盐卤,其中包含的化学原理是______

正确答案

解:(1)中性条件下CO2的溶解度很小,但是氨气易溶于水,得到的氨水易和二氧化碳反应,能把CaSO4完全转化为CaCO3,操作1与操作2的顺序不能调换;

故答案为:否,中性条件下CO2的溶解度很小,不能把CaSO4完全转化为CaCO3

(2)从CaSO4向CaCO3转化中并存着沉淀溶解平衡:CaSO4(s)⇌Ca2++SO42-,Ca2++CO32-⇌CaCO3(s),随着CO2通入,CO32-浓度增大,平衡向CaSO4溶解和CaCO3沉淀生成的方向移动,即溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀,即CaSO4向CaCO3转化,

故答案为:从CaSO4向CaCO3转化中并存着沉淀溶解平衡:CaSO4(s)⇌Ca2++SO42-,Ca2++CO32-⇌CaCO3(s),随着CO2通入,CO32-浓度增大,平衡向CaSO4溶解和CaCO3沉淀生成的方向移动,即溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀;

(3)操作2通入“过量CO2”,取少量滤液至试管中,加入少量NaOH溶液,会继续和NaOH溶液反应而变浑浊,据此检验二氧化碳的过量与否,

故答案为:取少量滤液至试管中,加入少量NaOH溶液,无浑浊出现则操作2通入“适量CO2”;

(4)在制取中,原料是可以循环使用的,将滤液提纯(NH42SO4后的所有液体用于制CaSO4悬浊液,故答案为:将滤液提纯(NH42SO4后的所有液体用于制CaSO4悬浊液;

(5)豆腐的制作过程中,使用了石膏或盐卤,这样可以使豆浆胶体聚沉,故答案为:胶体中加入电解质,胶体发生聚沉.

解析

解:(1)中性条件下CO2的溶解度很小,但是氨气易溶于水,得到的氨水易和二氧化碳反应,能把CaSO4完全转化为CaCO3,操作1与操作2的顺序不能调换;

故答案为:否,中性条件下CO2的溶解度很小,不能把CaSO4完全转化为CaCO3

(2)从CaSO4向CaCO3转化中并存着沉淀溶解平衡:CaSO4(s)⇌Ca2++SO42-,Ca2++CO32-⇌CaCO3(s),随着CO2通入,CO32-浓度增大,平衡向CaSO4溶解和CaCO3沉淀生成的方向移动,即溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀,即CaSO4向CaCO3转化,

故答案为:从CaSO4向CaCO3转化中并存着沉淀溶解平衡:CaSO4(s)⇌Ca2++SO42-,Ca2++CO32-⇌CaCO3(s),随着CO2通入,CO32-浓度增大,平衡向CaSO4溶解和CaCO3沉淀生成的方向移动,即溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀;

(3)操作2通入“过量CO2”,取少量滤液至试管中,加入少量NaOH溶液,会继续和NaOH溶液反应而变浑浊,据此检验二氧化碳的过量与否,

故答案为:取少量滤液至试管中,加入少量NaOH溶液,无浑浊出现则操作2通入“适量CO2”;

(4)在制取中,原料是可以循环使用的,将滤液提纯(NH42SO4后的所有液体用于制CaSO4悬浊液,故答案为:将滤液提纯(NH42SO4后的所有液体用于制CaSO4悬浊液;

(5)豆腐的制作过程中,使用了石膏或盐卤,这样可以使豆浆胶体聚沉,故答案为:胶体中加入电解质,胶体发生聚沉.

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题型:简答题
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简答题

随着社会的发展,铅的冶炼、加工、废铅蓄电池量急剧增加等引起的铅污染应当得到重视与关注.废铅蓄电池回收铅和含铅废水的处理工艺流程如下:

已知:Ksp(PbSO4)=1.6×10-5;Ksp(PbCO3)=3.3×10-14回答下列问题:

(1)写出步骤①转化还原提高反应速率和铅浸出率的2条措施______

(2)写出步骤①PbSO4转化的离子方程式______;PbO2转化的化学方程式______

(3)写出步骤②证明已经洗涤干净的实验操作方法:______

(4)步骤③从母液可获得副产品为______

(5)写出步骤④用惰性电极电解的阴极反应式:______;写出铅蓄电池放电时正极反应离子方程式:______

正确答案

解:将废蓄电池预处理,然后向含铅渣泥中加入Na2SO3、Na2CO3和H2O,Na2SO3和PbO2发生氧化还原反应生成PbSO4,因为Ksp(PbSO4)=1.6×10-5>Ksp(PbCO3)=3.3×10-14,所以PbSO4转化为PbCO3,过滤、洗涤沉淀得到PbCO3,母液中含有Na2SO4,所以可以得到副产品Na2SO4

将PbCO3溶于强酸性H2SiF6中,得到PbSiF6,然后采用电解的方法制取Pb,

(1)步骤①转化还原提高反应速率和铅浸出率可以采用升高温度、充分搅拌或增大亚硫酸钠和碳酸钠浓度等方法,故答案为:充分搅拌,适当升高温度,增大碳酸钠和亚硫酸钠浓度;

(2)Ksp(PbSO4)=1.6×10-5>Ksp(PbCO3)=3.3×10-14,所以PbSO4和Na2CO3反应生成溶度积常数更小的PbCO3,同时生成Na2SO4,离子反应方程式为CO32-+PbSO4=PbCO3+SO42-

二氧化铅具有强氧化性,Na2SO3具有还原性,二者发生氧化还原反应,反应方程式为PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH,

故答案为:CO32-+PbSO4=PbCO3+SO42-;PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH;

(3)如果洗涤液中不含有硫酸根离子就证明洗涤干净,其检验方法为:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴入过量盐酸再滴入少量氯化钡溶液,如果无沉淀产生,证明已经洗涤干净,故答案为:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴入过量盐酸再滴入少量氯化钡溶液,如果无沉淀产生,证明已经洗涤干净;

(4)Na2SO4是可溶性盐,不会析出,所以会留在母液中,故答案为:Na2SO4

(5)用惰性电极电解时,阴极上Pb 2+放电发生还原反应,电极反应式为Pb2++2e-=Pb,铅蓄电池放电时,正极上二氧化铅得电子发生还原反应,电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,

故答案为:Pb2++2e-=Pb;PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O.

解析

解:将废蓄电池预处理,然后向含铅渣泥中加入Na2SO3、Na2CO3和H2O,Na2SO3和PbO2发生氧化还原反应生成PbSO4,因为Ksp(PbSO4)=1.6×10-5>Ksp(PbCO3)=3.3×10-14,所以PbSO4转化为PbCO3,过滤、洗涤沉淀得到PbCO3,母液中含有Na2SO4,所以可以得到副产品Na2SO4

将PbCO3溶于强酸性H2SiF6中,得到PbSiF6,然后采用电解的方法制取Pb,

(1)步骤①转化还原提高反应速率和铅浸出率可以采用升高温度、充分搅拌或增大亚硫酸钠和碳酸钠浓度等方法,故答案为:充分搅拌,适当升高温度,增大碳酸钠和亚硫酸钠浓度;

(2)Ksp(PbSO4)=1.6×10-5>Ksp(PbCO3)=3.3×10-14,所以PbSO4和Na2CO3反应生成溶度积常数更小的PbCO3,同时生成Na2SO4,离子反应方程式为CO32-+PbSO4=PbCO3+SO42-

二氧化铅具有强氧化性,Na2SO3具有还原性,二者发生氧化还原反应,反应方程式为PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH,

故答案为:CO32-+PbSO4=PbCO3+SO42-;PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH;

(3)如果洗涤液中不含有硫酸根离子就证明洗涤干净,其检验方法为:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴入过量盐酸再滴入少量氯化钡溶液,如果无沉淀产生,证明已经洗涤干净,故答案为:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴入过量盐酸再滴入少量氯化钡溶液,如果无沉淀产生,证明已经洗涤干净;

(4)Na2SO4是可溶性盐,不会析出,所以会留在母液中,故答案为:Na2SO4

(5)用惰性电极电解时,阴极上Pb 2+放电发生还原反应,电极反应式为Pb2++2e-=Pb,铅蓄电池放电时,正极上二氧化铅得电子发生还原反应,电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,

故答案为:Pb2++2e-=Pb;PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O.

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题型:简答题
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简答题

实验室有一份混有少量碳酸钙杂质的碳酸钡样品.分离并提纯碳酸钡的实验步骤如下,请根据要求填空:(图为Ba(OH)2和Ca(OH)2的溶解度曲线)

(1)高温灼烧碳酸钡和碳酸钙的混合物,直至完全分解.所需仪器除坩埚、泥三角、玻璃棒、三脚架外还有____________

(2)将灼烧后的固体混合物置于80℃的热水中,制成氢氧化钡的热饱和溶液.为减少Ba(OH)2的损失并除去不溶物应进行的操作是______

(3)将“(2)”中滤液______并过滤,得到的Ba(OH)2固体溶于水制成溶液.

(4)向制得的Ba(OH)2溶液中滴加______(填一种试剂名称),再通入二氧化 碳.当观察到______时,即可停止通二氧化碳.

(5)滤出碳酸钡沉淀,经洗涤、干燥后即得到纯净的碳酸钡.

正确答案

解:(1)高温灼烧物质所需的仪器除坩埚、泥三角、玻璃棒、三脚架外,还需要夹取坩埚的仪器坩埚钳,产生热量的仪器酒精喷灯.

故答案为:坩埚钳、酒精喷灯.

(2)固体和液体分离的方法是过滤;温度越低,氢氧化钡的溶解性越低,析出的固体氢氧化钡越多,所以为减少

Ba(OH)2的损失并除去不溶物应进行的操作是趁热过滤.

故答案为:趁热过滤.   

(3)根据图象分析知,氢氧化钡的溶解度随温度的降低而减少,即析出固体,所以要从滤液中获取氢氧化钡固体应把滤液冷却结晶.

故答案为:冷却结晶.  

(4)氢氧化钡溶液呈碱性,滴加酚酞试液溶液呈红色,当通入二氧化碳会生成碳酸钡固体和水,溶液呈中性,溶液由红色变成无色,即红色消失.

故答案为:酚酞;红色刚好消失.

解析

解:(1)高温灼烧物质所需的仪器除坩埚、泥三角、玻璃棒、三脚架外,还需要夹取坩埚的仪器坩埚钳,产生热量的仪器酒精喷灯.

故答案为:坩埚钳、酒精喷灯.

(2)固体和液体分离的方法是过滤;温度越低,氢氧化钡的溶解性越低,析出的固体氢氧化钡越多,所以为减少

Ba(OH)2的损失并除去不溶物应进行的操作是趁热过滤.

故答案为:趁热过滤.   

(3)根据图象分析知,氢氧化钡的溶解度随温度的降低而减少,即析出固体,所以要从滤液中获取氢氧化钡固体应把滤液冷却结晶.

故答案为:冷却结晶.  

(4)氢氧化钡溶液呈碱性,滴加酚酞试液溶液呈红色,当通入二氧化碳会生成碳酸钡固体和水,溶液呈中性,溶液由红色变成无色,即红色消失.

故答案为:酚酞;红色刚好消失.

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题型:简答题
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简答题

碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料.以含镍(Ni2+)废液为原料生产NiOOH的一种工艺流程如下:

(1)加入Na2CO3溶液时,确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是______

(2)已知Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,欲使NiSO4溶液中残留c(Ni2+)≤2×10-5 mol•L-1,调节pH的范围是______

(3)写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式:______

(4)若加热不充分,制得的NiOOH中会混有Ni(OH)2,其组成可表示为xNiOOH•yNi(OH)2.现称取9.18g样品溶于稀硫酸,加入100mL 1.0mol•L-1 Fe2+标准溶液,搅拌至溶液清亮,定容至200mL.取出20.00mL,用0.010mol•L-1 KMnO4标准溶液滴定,用去KMnO4标准溶液20.00mL,试通过计算确定x、y的值.涉及反应如下(均未配平):

NiOOH+Fe2++H+--Ni2++Fe3++H2O

Fe2++MnO+H+--Fe3++Mn2++H2O

则x=______;y=______

正确答案

解:(1)确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是取上层清液,加入碳酸钠溶液观察是否有沉淀生成,判断镍离子是否全部沉淀,具体操作步骤为:静置,在上层清液中继续滴加1~2滴Na2CO3溶液,无沉淀生成;

故答案为:静置,在上层清液中继续滴加1~2滴Na2CO3溶液,无沉淀生成;

(2)已知Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,欲使NiSO4溶液中残留c(Ni2+)≤2×10-5 mol•L-1

Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)×c2(OH-)=2×10-15,c(OH-)==10-5mol/L,c(H+)==10-9mol/L,则pH=9;

由于c(Ni2+)≤2×10-5 mol•L-1,则调节pH的范围是:pH≥9,

故答案为:pH≥9;

(3)空气中加热Ni(OH)2和空气中氧气反应生成NiOOH和水,原子守恒配平书写化学方程式为:4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O,

故答案为:4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O;

(4)消耗KMnO4物质的量:0.01 mol•L-1×0.02L=2×10-4 mol

与NiOOH反应后剩余的Fe2+物质的量:2×10-4 mol×5×(200÷20)=0.01 mol

Fe2+总物质的量:1.0 mol•L-1×0.1 L=0.1 mol

与NiOOH反应的Fe2+的物质的量:0.1 mol-0.01 mol=0.09 mol

n(NiOOH)=0.09 mol

m(NiOOH)=91.7 g•mol-1×0.09 mol=8.253 g

n[Ni(OH)2]==0.01mol,

x:y=n(NiOOH):n[Ni(OH)2]=0.09 mol:0.01 mol=9:1,

即x=9、y=1,

故答案为:9;1.

解析

解:(1)确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是取上层清液,加入碳酸钠溶液观察是否有沉淀生成,判断镍离子是否全部沉淀,具体操作步骤为:静置,在上层清液中继续滴加1~2滴Na2CO3溶液,无沉淀生成;

故答案为:静置,在上层清液中继续滴加1~2滴Na2CO3溶液,无沉淀生成;

(2)已知Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,欲使NiSO4溶液中残留c(Ni2+)≤2×10-5 mol•L-1

Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)×c2(OH-)=2×10-15,c(OH-)==10-5mol/L,c(H+)==10-9mol/L,则pH=9;

由于c(Ni2+)≤2×10-5 mol•L-1,则调节pH的范围是:pH≥9,

故答案为:pH≥9;

(3)空气中加热Ni(OH)2和空气中氧气反应生成NiOOH和水,原子守恒配平书写化学方程式为:4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O,

故答案为:4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O;

(4)消耗KMnO4物质的量:0.01 mol•L-1×0.02L=2×10-4 mol

与NiOOH反应后剩余的Fe2+物质的量:2×10-4 mol×5×(200÷20)=0.01 mol

Fe2+总物质的量:1.0 mol•L-1×0.1 L=0.1 mol

与NiOOH反应的Fe2+的物质的量:0.1 mol-0.01 mol=0.09 mol

n(NiOOH)=0.09 mol

m(NiOOH)=91.7 g•mol-1×0.09 mol=8.253 g

n[Ni(OH)2]==0.01mol,

x:y=n(NiOOH):n[Ni(OH)2]=0.09 mol:0.01 mol=9:1,

即x=9、y=1,

故答案为:9;1.

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题型:简答题
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简答题

(2008•湛江二模)我国规定的饮水质量标准必须符合下表要求:

如图是源水处理成自来水的工艺流程图:

(1)源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等,如加入石灰后再加适量的纯碱,可以除去源水中的______离子.

(2)凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程______.(填写序号)

A.只是物理过程  B.只是化学过程  C.是物理和化学过程

FeSO4•7H2O是常用的凝聚剂,它在水中最终生成______沉淀.

(3)通入二氧化碳的目的是____________

(4)气体A的作用是能______.这种作用是基于气体A和水反应的产物具有______性.

(5)下列物质中,______可以作为气体A的代用品.(填写编号)

①Ca(ClO)2       ②NH3          ③K2FeO4         ④SO2

正确答案

解:(1)源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等,如加入石灰后,加适量的纯碱,即相当于存在氧化钙和水反应的加入的氢氧化钙,氢氧根离子和碳酸氢根离子反应得到碳酸根离子,可以将钙离子沉淀,氢氧根离子可以将镁离子除去,即可以除去源水中的Ca2+、Mg2+、HCO3-,故答案为:Ca2+、Mg2+、HCO3-

(2)混凝剂能使固体颗粒沉淀,且混凝剂中的硫酸根离子与钙离子结合生成沉淀,为化学变化,而最终生成胶状Fe(OH)3沉淀具有吸附性,除去悬浮固体颗粒为物理变化,

故答案为:C;胶状Fe(OH)3

(3)通入二氧化碳,增大溶液中碳酸根离子浓度,则与钙离子反应生成沉淀,从而除去钙离子,并降低溶液的碱性,调节溶液的酸碱度,

故答案为:除去Ca2+;调节溶液pH; 

 (4)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,该反应为Cl2+H2O═HCl+HClO,HClO具有强氧化性,能杀菌消毒,故答案为:消毒杀菌;强氧化性;

(5)Cl2的作用是杀菌、消毒利用了氯气强氧化性,选项中①Ca(ClO)2③K2FeO4都具有强氧化性,具有杀菌、消毒效果,故选:①③.

解析

解:(1)源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等,如加入石灰后,加适量的纯碱,即相当于存在氧化钙和水反应的加入的氢氧化钙,氢氧根离子和碳酸氢根离子反应得到碳酸根离子,可以将钙离子沉淀,氢氧根离子可以将镁离子除去,即可以除去源水中的Ca2+、Mg2+、HCO3-,故答案为:Ca2+、Mg2+、HCO3-

(2)混凝剂能使固体颗粒沉淀,且混凝剂中的硫酸根离子与钙离子结合生成沉淀,为化学变化,而最终生成胶状Fe(OH)3沉淀具有吸附性,除去悬浮固体颗粒为物理变化,

故答案为:C;胶状Fe(OH)3

(3)通入二氧化碳,增大溶液中碳酸根离子浓度,则与钙离子反应生成沉淀,从而除去钙离子,并降低溶液的碱性,调节溶液的酸碱度,

故答案为:除去Ca2+;调节溶液pH; 

 (4)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,该反应为Cl2+H2O═HCl+HClO,HClO具有强氧化性,能杀菌消毒,故答案为:消毒杀菌;强氧化性;

(5)Cl2的作用是杀菌、消毒利用了氯气强氧化性,选项中①Ca(ClO)2③K2FeO4都具有强氧化性,具有杀菌、消毒效果,故选:①③.

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题型: 单选题
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单选题

根据下列框图,下列说法正确的是(  )

AM、E都是第四周期中的过渡元素,E的金属活动性比M的金属活动性强,E3+的氧化性比M2+的氧化性弱

B反应①、②、③、④、⑤都属于氧化还原反应,且在反应①和③中硫酸都是既表现了酸性、又表现了氧化性

C用K2EO4、Zn可制成一种高能电池,该电池中负极的电极反应式为:EO42-+4H2O+3e-═E(OH)3+5OH-

D反应④、⑥的离子方程式分别可表示为E3++3SCN-=E(SCN)3,3NH3﹒H2O+E3+═E(OH)3↓+3NH4+

正确答案

D

解析

解:流程分析可知,M为铜,在酸性溶液中被过氧化氢氧化为铜盐溶液CuSO4,依据Y加入KSCN溶液血红色说明是Fe3+离子,和氨水反应生成红褐色沉淀氢氧化铁,说明X为亚铁离子形成的硫酸亚铁溶液,推断E为Fe,则X为FeSO4,Y为Fe2(FeSO43,Z为Fe(OH)3

A.M为铜离子,E为铁,铁的金属性强于铜,Fe2+的氧化性比Cu2+的氧化性弱,但Fe3+的氧化性比Cu2+强,如2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,故A错误;

B.①②⑤都有单质参加反应,③有过氧化氢参加反应,则一定为氧化还原反应,④发生Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,不属于氧化还原反应,①和③中硫酸都只表现了酸性,表现氧化性的为过氧化氢,故B错误;

C.原电池负极发生氧化反应,用K2EO4、Zn可制成的高能电池,应是锌失电子被氧化,故C错误;

D.Fe3+可与SCN-发生络合反应,Fe3+与碱反应生成沉淀,反应的离子方程式分别为Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3、3NH3•H2O+Fe3+═Fe(OH)3↓+3NH4+,故D正确;

故选D.

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