- 酚醛树脂
- 共826题
锶(Sr)为第五周期第II A族元素。高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值，用工业碳酸锶粉末(含少量钡、铁的化合物等杂质)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如下图所示。
已知：SrCl2·6H2O 晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。请回答：
（1）操作①加快反应速率的措施有 (任写一种方法)。碳酸锶与盐酸反应的离子方程式为 。
（2）加入少量30% H2O2溶液的发生反应的离子方程式为 。
（3）步骤③中调节溶液pH至8—10，宜选用的试剂为_______(填序号)：
A．氨水 B．氢氧化钠 C． 氢氧化锶粉末 D．碳酸钠晶体
所得滤渣的主要成分是Fe(OH)3和 (填化学式)。
（4）工业上用热风吹干六水氯化锶，选择的适宜温度范围是 。
A．50~60℃ B．70~80℃ C．80~100℃ D．100℃以上
（5）若滤液中Ba2+ 浓度为1×10－5mol/L，依下表数据推算出滤液中Sr2+物质的量浓度不大于 mol/L。
正确答案
（16分）
（1）（共5分）升高温度、或增大盐酸浓度、或充分搅拌等（合理均可，2分）
SrCO3+2H+=Sr2++CO2↑+H2O （3分）
（2）（共3分）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
（3）（共4分）C（2分） BaSO4（2分）
（4）（共2分） A
（5）（共2分）0.03（或3×10－2）
[计算过程：c(SO42－)=1.1×10－10÷10－5 mol•L－1=1.1×10－5 mol•L－1，c(Sr2+)=3.3×10－7÷1.1×10－5 mol•L－1=3×10－2 mol•L－1]
试题分析：（1）根据影响化学反应速率的因素，升高温度、或增大盐酸浓度、或充分搅拌等都能加快反应速率；盐酸的酸性比碳酸强，因此碳酸锶与盐酸能发生复分解反应，同主族元素具有相似性，镁、钙、锶、钡都是第IIA族，碳酸镁微溶、碳酸钙难溶、碳酸钡难溶，由此推断碳酸锶难溶于水，应保留化学式，则该反应为SrCO3+2H+=Sr2++CO2↑+H2O；
（2）铁的化合物溶于盐酸时可能生成亚铁离子和铁离子，双氧水具有强氧化性，是绿色氧化剂，可以将亚铁离子氧化为铁离子，即2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++H2O，便于除铁；
（3）氨水与氢离子容易结合成铵根离子，虽然能消耗氢离子，升高溶液的pH，但是引入的铵根离子是新的杂质，故A选项错误；氢氧化钠也能消耗氢离子，达到调节溶液pH的目的，但是引入的钠离子是新的杂质，故B选项错误；氢氧化锶能消耗氢离子，将溶液pH调至8～10，且引入的锶离子是目标产物需要的离子，故C选项正确；碳酸钠能消耗氢离子，但是会引入钠离子，故D选项错误；由于钡的化合物溶于盐酸产生钡离子，加入过量硫酸时，硫酸根离子与钡离子结合生成硫酸钡沉淀，则滤渣的主要成分是氢氧化铁和硫酸钡；
（4）由于SrCl2·6H2O 晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水，为了减少目标产物的损失，不能使温度达到61℃或61℃以上，故只有A选项正确；
（5）由于BaSO4(s)
硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等。利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产PbSO4的流程如下：
已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb，还含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的杂质。25℃时，Ksp(CaSO4)=4.9x10-5，Ksp(PbSO4)=1.6xl0－8。
（1）已知步骤I有NO气体产生，浸出液中含量最多的阳离子是Pb2+。分别写出PbO、Pb参加反应的化学方程式 。
（2）步骤I需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩佘，目的是 。
（3）母液可循环利用于步骤I，其溶质主要是 (填一种物质化学式），若母液中残留的SO42－过多，循环利用时可能出现的问题是 。
（4）产品PbSO4还需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤，目的是除去 。
（5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb，充电时阴极的电极反应式为 。
正确答案
（1）PbO＋2HNO3=Pb(NO3)2＋H2O (2分)
3Pb＋8HNO3=3Pb(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (3分)
（2）防止Ag被溶解进入溶液 (或使Ag留在浸出渣中)(2分)
（3）HNO3 (2分) 浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出，降低PbSO4的产率 (2分)
（4）CaSO4杂质 (2分)
（5）)PbSO4＋2e－=Pb＋SO42－ (2分)
试题分析：（1）写方程式时注意，Pb的二价稳定，Pb与HNO3发生氧化还原反应生成NO。
（2）Pb过量可将溶解的Ag置换出来，防止Ag+进入溶液。
（3）母液循环利用，第一步需要加入HNO3，因此母液中溶质主要是HNO3。根据题意PbSO4难溶于水，若硫酸根过多，则会使部分Pb生成PbSO4随浸出渣排出，产率降低。
（4）产品中含有的主要杂质是CaSO4，根据沉淀转化原理，加入Pb(NO3)2溶液可使CaSO4转化为Ca（NO3）2，除去杂质。
（5）根据铅蓄电池原理，负极的Pb充电时接电源负极，成为电解池的阴极，因此阴极的反应式为PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－。
（11分）Ⅰ.“中东有石油，中国有稀土”。稀土金属是我国战略性资源，应加以保护。稀土金属是周期表中ⅢB族中钪、钇和镧系十七种元素的总称，都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3价。钇（Y）元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的钇矿石（Y2FeBe2Si2O10），以此矿石为原料生产氧化钇（Y2O3）的主要流程如下：
已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：
②在周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。
（1）欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。则最好选用盐酸和 （填字母）
两种试剂，通过必要的操作即可实现。
A．NaOH溶液 B、氨水 C、CO2 D、HNO3
（2）流程图中用氨水调节pH＝a时生成沉淀的化学式为 ，继续加氨水调至pH＝b，此时发生反应的离子方程式为 。
（3）沉淀C为草酸钇，写出草酸钇隔绝空气加热生成Y2O3的化学方程式： 。
Ⅱ镧系元素铈（Ce）是地壳中含量最高的稀土元素，在加热的条件下CeCl3易发生水解。
（4）无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备，其中NH4Cl的作用是___
。
（5）在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3，Ce3+通过反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离， 写出反应的离子方程式 。
正确答案
（11分）（1）B （1分）
（2）Fe(OH)3 （1分）、Y3++3NH3·H2O＝Y(OH)3↓+3NH4+ （2分）
（3）Y2(C2O4)3
（4）NH4Cl固体受热分解产生HCl，抑制CeCl3水解（2分）
（5）2Ce3++H2O2+6H2O＝2Ce(OH)4↓+ 6H+ （2分）
试题分析：（1）周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀，则根据Na2BeO2的性质和NaAlO2类比推断；加过量的盐酸，硅酸钠反应生成硅酸沉淀，Na2BeO2的反应生成氯化铍溶液，再加入过量氨水沉淀铍离子，故答案为：B。
（2）根据流程图可知，沉淀物A应该是氢氧化铁，所以流程图中用氨水调节pH＝a时生成沉淀的化学式为Fe(OH)3；根据有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH可知，继续加氨水调至pH＝b，此时生成分沉淀应该是Y(OH)3，则发生反应的离子方程式为Y3++3NH3·H2O＝Y(OH)3↓+3NH4+。
（3）沉淀C为草酸钇，根据原子守恒可知，草酸钇隔绝空气加热生成Y2O3的同时，还有CO和CO2生成，所以分解的化学方程式为Y2(C2O4)3
（4）在加热的条件下CeCl3易发生水解生成氯化氢和Ce(OH)3，因此在加热时必须防止其水解。由于NH4Cl固体受热分解产生HCl，HCl可以抑制CeCl3水解。
（5）H2O2具有强氧化性，在溶液中通过调节pH≈3，可以将Ce3+氧化形成Ce(OH)4沉淀，其中Ce元素的化合价从＋3价升高到＋4价，失去1个电子。双氧水中氧元素的化合价从－1价降低到－2价，则根据电子得失守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为2Ce3++H2O2+6H2O＝2Ce(OH)4↓+6H+。
工业上利用硫酸渣（含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO）制备高档颜料铁红(Fe2O3 )和回收(NH4)2SO4，具体生产流程如下：
回答下列问题：
（1）在废渣溶解操作时，为了加速废渣溶解的措施是：___________________、__________________（任写两点）
（2）物质A是一种氧化剂
①工业上最好选用 （填序号）
②简述工业上这样选择A的理由是 、________________（任意答2条）。
③写出A参与反应的离子方程式为__________________________________________
（3根据下图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件是__________________。
（4）往铵黄铁矾溶液(含Fe3+)中加入溶液B至pH为5时产生沉淀，请写出产生沉淀的离子方程式：_______________________________________________________。
（5）写出铵黄铁矾晶体溶于适量蒸馏水中，往其中加入过量Ba(OH)2溶液，发生反应的离子方程式为：_____________________________________________________
（6）回收所得的(NH4)2SO4晶体可能含有的杂质是：___________________________
正确答案
（1）不断搅拌；将废渣粉碎；升高温度；适当增加A的浓度等 （2分）
（2）①A（空气）（2分）
②原料来源容易成本低；不产生污染；不引入杂质。（2分，答其中两点即可）
③4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O （2分）
（3）溶液温度控制在80℃，pH控制在1.5（1分），氧化时间为4小时左右（1分）
（4）Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+（2分）
（5）NH4++Fe3+2SO42-+2Ba2++2OH-=2BaSO4↓+NH3.H2O+Fe(OH)3↓（2分）
（6）MgSO4、CaSO4（2分）
试题分析：（1）加快反应速率的因素有浓度、温度、增大接触面积等，因此加快溶解速率可以不断搅拌、将废渣粉碎、升高温度、适当增加A的浓度等 （2分）
（2）把Fe2+氧化为Fe3+，通入空气就行了，空气经济易得，可以节约成本，并且无污染。发生的离子反应方程式： 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O （2分）
（3）曲线图中的因变量有温度、时间、pH值，因此对比分析溶液在80℃，pH控制在1.5，氧化时间为4小时左右时氧化效率最佳。
（4）根据流程可知，沉淀后得到的滤渣可以制备铁红，所以可知沉淀是Fe(OH)3 。滤液为(NH4)2SO4 ，则调节pH的试剂应该选用氨水，这样就不引入其他杂质离子，发生的反应为：Fe3++3 NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
（5）铵黄铁矾与氢氧化钡混合，NH4+与OH- 反应生成NH3.H2O， Fe3+与OH-生成Fe(OH)3 沉淀，SO42-与Ba2+生成BaSO4沉淀。所以离子方程式为NH4++Fe3+2SO42-+2Ba2++2OH-=2BaSO4↓+NH3.H2O+Fe(OH)3↓
（6）因为硫酸渣中含有CaO和MgO，加酸溶解以后在结晶得到铵黄铁矾时，分离得到的滤液没有除杂，因此会混有MgSO4、CaSO4 等杂质。 （2分）
钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：
已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3＋4H+＋4Cl-＝Fe2+＋TiOCl42-＋2H2O
（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是 。
（2）滤渣A的成分是 。
（3）滤液B中TiOCl42- 转化生成TiO2的离子方程式是 。
（4）反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是 。
（5）反应③的化学方程式是 。
（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是 。
（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O12＋3LiFePO4
该电池充电时阳极反应式是 。
正确答案
（12分，每空2分）
（1）+2
（2）SiO2
（3）TiOCl42-＋H2O 
（4）温度过高时，反应物氨水（或双氧水）受热易分解
（5） (NH4)2Ti5O15＋2LiOH＝Li2Ti5O15↓＋2NH3·H2O（或2NH3＋2H2O）
（6）20/9（1分）
（7）LiFePO4 – e-＝FePO4＋Li+（1分）
试题分析：（1）根据题目所给信息：可表示为FeO·TiO2，可知Fe的化合价为：+2。
（2）FeTiO3、MgO、CaO与HCl反应，剩下的固体只有SiO2。
（3）过滤后未加其他反应物，所以TiOCl42-与H2O反应，生成TiO2，同时生成H+、Cl‾。
（4）TiOCl42- 转化为TiO2时，需要加入反应物双氧水、氨水，这两种物质受热易分解。
（5）(NH4)2Ti5O15为铵盐，LiOH为强碱，发生复分解反应，根据反应规律，即可写出化学方程式。
（6）分析反应流程，H2O2把Fe2+氧化为Fe3+，H2C2O4把Fe3+还原为Fe2+，H2O2中O由-1价变为-2价，H2C2O4由+3价变为+4价，根据电子转移总数相等得：m(H2O2)×17÷200g/mol×2=m(H2C2O4)÷90g/mol×2，得m(H2O2)：m(H2C2O4)= 20/9。
（7）电池充电时阳极反应为失电子反应，LiFePO4中Fe失去1个电子，由+2价变为+3价，生成FePO4，同时得到Li+。
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