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题型:简答题
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简答题

(2015•南京三模)KI可用于制造染料、感光材料、食品添加剂等,其工业生产过程如下:

(1)“歧化”产物之一是碘酸钾(KIO3),该反应的离子方程式是______

(2)“还原”过程中使用的铁屑需用碱溶液清洗,其目的是______

(3)“调pH”的具体实验操作是______(限用试剂:KOH溶液、pH试纸).

(4)“操作X”的名称是______,Y的化学式是______

(5)在“操作X”后,为得到KI固体,还需要进行的实验操作是______

(6)在测定产品中KI含量时,测得其含量为101.5%,其原因可能是产品中混有I2.检验产品中含I2的方法是______

正确答案

解:(1)碘单质在碱性溶液中发生自身的氧化还原反应,生成碘离子和碘酸根离子,离子方程式为:I2+6OH-═I-+IO3-+3H2O,故答案为:I2+6OH-═I-+IO3-+3H2O;

(2)铁屑表面有油污,在碱性条件下除去油污,使铁与碘酸钾充分接触而发生氧化还原反应,故答案为:去除铁屑表面的油污;

(3)测定溶液的pH用用洁净的玻璃棒蘸取少量溶液,点在pH试纸上,再与标准比色卡比照,测出pH,直到测出的pH约为9,故答案为:向“还原”所得混合物中滴加KOH溶液,用洁净的玻璃棒蘸取少量溶液,点在pH试纸上,再与标准比色卡比照,测出pH;重复操作,直至pH≈9;

(4)分离固体与液体的混合物用过滤,如果铁粉过量,铁被氧化为亚铁,加碱生成氢氧化亚铁,铁粉少量,铁被氧化为三价铁离子,加碱后生成氢氧化铁,适量可能是两者的混合物,故答案为:过滤;Fe(OH)2或Fe(OH)3

(5)将碘化钠溶液中溶质分离出来的方法是因碘化钠的溶解度受温度的影响变化很大,所以用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得较为纯净的碘化钠,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;

(6)检验碘单质的存在加淀粉,因为碘单质能使淀粉变蓝,具体的操作为:取少许产品于试管中,用少量水溶解;再滴入淀粉溶液,若溶液呈蓝色,说明产品中混有I2,故答案为:取少许产品于试管中,用少量水溶解;再滴入淀粉溶液,若溶液呈蓝色,说明产品中混有I2

解析

解:(1)碘单质在碱性溶液中发生自身的氧化还原反应,生成碘离子和碘酸根离子,离子方程式为:I2+6OH-═I-+IO3-+3H2O,故答案为:I2+6OH-═I-+IO3-+3H2O;

(2)铁屑表面有油污,在碱性条件下除去油污,使铁与碘酸钾充分接触而发生氧化还原反应,故答案为:去除铁屑表面的油污;

(3)测定溶液的pH用用洁净的玻璃棒蘸取少量溶液,点在pH试纸上,再与标准比色卡比照,测出pH,直到测出的pH约为9,故答案为:向“还原”所得混合物中滴加KOH溶液,用洁净的玻璃棒蘸取少量溶液,点在pH试纸上,再与标准比色卡比照,测出pH;重复操作,直至pH≈9;

(4)分离固体与液体的混合物用过滤,如果铁粉过量,铁被氧化为亚铁,加碱生成氢氧化亚铁,铁粉少量,铁被氧化为三价铁离子,加碱后生成氢氧化铁,适量可能是两者的混合物,故答案为:过滤;Fe(OH)2或Fe(OH)3

(5)将碘化钠溶液中溶质分离出来的方法是因碘化钠的溶解度受温度的影响变化很大,所以用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得较为纯净的碘化钠,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;

(6)检验碘单质的存在加淀粉,因为碘单质能使淀粉变蓝,具体的操作为:取少许产品于试管中,用少量水溶解;再滴入淀粉溶液,若溶液呈蓝色,说明产品中混有I2,故答案为:取少许产品于试管中,用少量水溶解;再滴入淀粉溶液,若溶液呈蓝色,说明产品中混有I2

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题型:填空题
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填空题

I、通过火法冶金炼出的铜是粗铜,含杂质金、银、铁、锌等金属和少量矿物杂质(与酸不反应).制作电器及其他仪器产品时必须要求是纯铜,为此以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜的提纯.

表:几种物质形成沉淀时的pH

(1)在精炼铜时,阴极电极反应方程式为______;金、银以单质的形式沉积在电解槽______(填“阳极”或“阴极”)的槽底.

(2)在精炼铜的过程中,Cu2+浓度逐渐降低,c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大,所以需定时除去其中的Fe2+、Zn2+.甲同学设计了如下除杂流程:

①试剂a最好选用______(填写序号),加入试剂a的目的是______

a、氯水     b、高锰酸钾溶液      c、硝酸    d、双氧水

②操作①是______,根据上表数据分析,除杂方案中能够除去的杂质金属阳离子是______(填化学式).

II、重金属离子对河流海洋等会造成严重的污染.某化工厂产生的废水(pH=2.0,密度为1g•mL-1)中含有Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度约为0.01mol•L-1,排放前拟用沉淀法回收这两种金属,查找有关数据如下:

(1)你认为往废水中投入______(填字母序号)沉淀的效果最好

a、NaOH    b、Na2S    c、KI    d、Ca(OH)2

(2)如果用生石灰处理上述废水,使溶液的pH=8.0,处理后的废水中c(Pb2+)=______

正确答案

Cu2++2e-=Cu

阳极

d

把Fe2+氧化成Fe3+

过滤

Fe2+

b

1.2×10-3mol•L-1

解析

解:I、(1)利用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极,精铜作阴极,这几种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu>Ag>Pt,因此在电解过程中金属锌和铁会先于金属铜失电子,而Ag、Pt不会失去电子,而是形成阳极泥沉降下来,在阴极上铜离子得电子,其电极反应式为Cu2++2e-=Cu,

故答案为:Cu2++2e-=Cu;阳极;

(2 )①双氧水具有氧化性,可以将亚铁离子氧化为三价铁离子,且不会引进杂质离子,

故答案为:d;把Fe2+氧化成Fe3+

②实现固体和液体的分离采用的方法是过滤,在除杂过程中,将Fe2+氧化为Fe3+,然后调节PH,由于Fe(OH)3的溶度积最小,所以最先析出,即除去的离子是,

Fe2+

故答案为:过滤;Fe2+

II、(1)溶度积越小的越易转化为沉淀,由表格中的数据可知,硫化物的溶度积小,则应选择硫化钠,

故答案为:b;

(2)由Pb(OH)2的溶度积为1.2×10-15,pH=8.0,c(OH-)=10-6mol•L-1,则c(Pb2+)===1.2×10-3mol•L-1

故答案为:1.2×10-3mol•L-1

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题型:简答题
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简答题

CuO可用作颜料、玻璃磨光剂、有机合成催化剂等.以下是用铜粉氧化法生产CuO的流程图:

回答下列问题:

(1)写出溶解过程中的离子方程式______

(2)1:1的H2SO4是用1体积98% H2SO4与1体积水混合而成.配制该硫酸溶液所需的玻璃仪器除玻璃棒外,还需要______

(3)该工艺会产生一定量的酸性气体,该气体是______(写分子式),应加以回收处理.

(4)已知Cu2O是一种碱性氧化物;在酸性溶液中,Cu+的稳定性比Cu2+差.(2Cu+Cu+Cu2+

请你设计一个简单的实验检验焙烧后固体(假设只含铜的氧化物)中是否含有Cu2O______

(5)不考虑生产中的损耗,要计算铜粉中Cu的含量,需要测定的数据是____________(用文字表示).

正确答案

解:铜粉焙烧生成Cu2O、CuO和有机物、水,Cu2O被氧化生成CuO,CuO和稀硫酸反应生成CuSO4,溶液中还存在硫酸,硫酸、CuSO4和Fe发生置换反应生成FeSO4,过滤得沉淀Cu,然后洗涤、焙烧、氧化得到CuO,

(1)CuO和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,离子方程式为:CuO+2H+=Cu2++H2O,故答案为:CuO+2H+=Cu2++H2O;

(2)配制硫酸时,需要烧杯盛放硫酸溶液,需要量筒量取浓硫酸,所以还需要烧杯、量筒,故答案为:量筒和烧杯;

(3)浓硫酸和金属反应生成SO2,SO2属于酸性氧化物,能和水反应生成亚硫酸,且SO2有毒,不能直接排空,所以SO2要收集处理,故答案为:SO2

(4)氧化亚铜和稀硫酸反应生成CuSO4和Cu,将固体加入稀硫酸中,如果有红色物质生成,就说明含有氧化亚铜,否则没有氧化亚铜,其检验方法为:取少许样品,加入稀H2SO4,若溶液中存在红色固体,说明含有Cu2O,反之则没有,

故答案为:取少许样品,加入稀H2SO4,若溶液中存在红色物质,说明红色物质中含有Cu2O,反之则没有;

(5)计算铜粉中Cu的含量,根据铜原子守恒知,不仅要知道铜粉的质量还要知道最终得到CuO的质量,故答案为:铜粉的质量;最终所得CuO的质量.

解析

解:铜粉焙烧生成Cu2O、CuO和有机物、水,Cu2O被氧化生成CuO,CuO和稀硫酸反应生成CuSO4,溶液中还存在硫酸,硫酸、CuSO4和Fe发生置换反应生成FeSO4,过滤得沉淀Cu,然后洗涤、焙烧、氧化得到CuO,

(1)CuO和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,离子方程式为:CuO+2H+=Cu2++H2O,故答案为:CuO+2H+=Cu2++H2O;

(2)配制硫酸时,需要烧杯盛放硫酸溶液,需要量筒量取浓硫酸,所以还需要烧杯、量筒,故答案为:量筒和烧杯;

(3)浓硫酸和金属反应生成SO2,SO2属于酸性氧化物,能和水反应生成亚硫酸,且SO2有毒,不能直接排空,所以SO2要收集处理,故答案为:SO2

(4)氧化亚铜和稀硫酸反应生成CuSO4和Cu,将固体加入稀硫酸中,如果有红色物质生成,就说明含有氧化亚铜,否则没有氧化亚铜,其检验方法为:取少许样品,加入稀H2SO4,若溶液中存在红色固体,说明含有Cu2O,反之则没有,

故答案为:取少许样品,加入稀H2SO4,若溶液中存在红色物质,说明红色物质中含有Cu2O,反之则没有;

(5)计算铜粉中Cu的含量,根据铜原子守恒知,不仅要知道铜粉的质量还要知道最终得到CuO的质量,故答案为:铜粉的质量;最终所得CuO的质量.

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题型:简答题
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简答题

用霞石岩(化学式为KNa3[AlSiO4]4,主要成份Na2O、K2O、Al2O3、SiO2)制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下:

已知:NaHCO3溶液的pH约为8~9,Na2CO3溶液的pH约为11~12.溶解过滤流程产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类,钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中.部分物质的溶解度见图.试回答下列问题:

(1)霞石岩添加石灰石和煤,煤的作用是______

(2)灼烧得到固体M的化学方程式是:______

(3)X物质是______(填化学式,下同),霞石泥的主要成分是______,滤液W中主要含有的离子有______(填三种).

(4)操作Ⅰ得到碳酸钠晶体的操作为__________________、洗涤、干燥.

(5)碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是______

(6)碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是______

正确答案

解:霞石岩加石灰石和煤粉碎煅烧碳酸钙分解产生二氧化碳即X,再用水溶解,过滤除去在滤渣霞石泥中的钙和硅等其他杂质,所得溶液碳酸化调PH值到11使溶液中的铝离子沉淀,所以过滤出的沉淀是氢氧化铝,灼烧得到的固体M为氧化铝,滤液经过蒸发浓缩,冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥即得碳酸钠晶体,再将溶液碳酸化到PH值为8,所得溶液为碳酸氢钾,冷却,过滤,灼烧分解最终得到碳酸钾;

(1)由于霞石岩加石灰石和煤粉碎煅烧,煅烧需要很高的温度,所以煤的作用为:与氧气反应放热,达到煅烧的温度,故答案为:与氧气反应放热,达到煅烧的温度;

(2)溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类,钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中,所以通入CO2后一定生成氢氧化铝沉淀,灼烧则得到氧化铝,即M是氧化铝,所以灼烧得到固体M的化学方程式是2Al(OH)3Al2O3+3H2O,故答案为:2Al(OH)3Al2O3+3H2O.

(3)在高温下矿石、石灰石、煤混合反应生成的X可以进行碳酸的酸化,实验中X一定是CO2气体;钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中,所以霞石泥主要成分是硅酸钙;滤液W可以循环使用,用来制备碳酸钠和碳酸钾,所以其中主要含有的离子有Na+、K+、HCO3-,故答案为:CO2;CaSiO3;Na+、K+、HCO3-

(4)操作Ⅰ的目的是制备碳酸钠,根据物质的溶解度表可知,碳酸钠的溶解度随温度的升高而增大,所以操作应该是蒸发浓缩,冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥,故答案为:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤.

(5)已知NaHCO3溶液的pH约为8~9,Na2CO3溶液的pH约为11~12,所以碳酸化Ⅰ中的生成物是碳酸盐,而不是碳酸氢盐,因此反应的离子方程式为2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-.故答案为:2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-

(6)由于NaHCO3溶液的pH约为8~9,Na2CO3溶液的pH约为11~12,而碳酸氢钾灼烧生成碳酸钾,所以碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是使碳酸根转化为碳酸氢根离子,利于KHCO3结晶析出,故答案为:碳酸根转化为碳酸氢根离子,利于KHCO3结晶析出.

解析

解:霞石岩加石灰石和煤粉碎煅烧碳酸钙分解产生二氧化碳即X,再用水溶解,过滤除去在滤渣霞石泥中的钙和硅等其他杂质,所得溶液碳酸化调PH值到11使溶液中的铝离子沉淀,所以过滤出的沉淀是氢氧化铝,灼烧得到的固体M为氧化铝,滤液经过蒸发浓缩,冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥即得碳酸钠晶体,再将溶液碳酸化到PH值为8,所得溶液为碳酸氢钾,冷却,过滤,灼烧分解最终得到碳酸钾;

(1)由于霞石岩加石灰石和煤粉碎煅烧,煅烧需要很高的温度,所以煤的作用为:与氧气反应放热,达到煅烧的温度,故答案为:与氧气反应放热,达到煅烧的温度;

(2)溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类,钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中,所以通入CO2后一定生成氢氧化铝沉淀,灼烧则得到氧化铝,即M是氧化铝,所以灼烧得到固体M的化学方程式是2Al(OH)3Al2O3+3H2O,故答案为:2Al(OH)3Al2O3+3H2O.

(3)在高温下矿石、石灰石、煤混合反应生成的X可以进行碳酸的酸化,实验中X一定是CO2气体;钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中,所以霞石泥主要成分是硅酸钙;滤液W可以循环使用,用来制备碳酸钠和碳酸钾,所以其中主要含有的离子有Na+、K+、HCO3-,故答案为:CO2;CaSiO3;Na+、K+、HCO3-

(4)操作Ⅰ的目的是制备碳酸钠,根据物质的溶解度表可知,碳酸钠的溶解度随温度的升高而增大,所以操作应该是蒸发浓缩,冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥,故答案为:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤.

(5)已知NaHCO3溶液的pH约为8~9,Na2CO3溶液的pH约为11~12,所以碳酸化Ⅰ中的生成物是碳酸盐,而不是碳酸氢盐,因此反应的离子方程式为2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-.故答案为:2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-

(6)由于NaHCO3溶液的pH约为8~9,Na2CO3溶液的pH约为11~12,而碳酸氢钾灼烧生成碳酸钾,所以碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是使碳酸根转化为碳酸氢根离子,利于KHCO3结晶析出,故答案为:碳酸根转化为碳酸氢根离子,利于KHCO3结晶析出.

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题型:简答题
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简答题

废旧钴酸锂镍离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoO2,某化学小组同学设计如下实验流程分离其中各种金属元素.

提示:FeC2O4难溶于水:Fe3++3C2O42-═[Fe(C2O43]3-;[Fe(C2O43]3-遇酸转化为Fe3+.回答下列问题:

(1)碱浸泡过程中发生反应的离子方程式是______

(2)向固体残渣中加入盐酸时,LiCoO2发生如下反应,请完成该反应的化学方程式:□LiCoO2+□HCl-□LiCl+□CoCl2+□Cl2↑+□______

(3)向滤液A中加入H2O2的作用是______

(4)过滤Li2CO3时发现滤液中有少量浑浊,从实验的角度给出一种可能的原因______

正确答案

解:废旧钴酸锂镍离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoO2,初步处理,加碱浸泡,铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气,固体残渣为:Fe、Cu的单质和LiCoO2,加盐酸Fe+2H+=Fe2++H2↑,2LiCoO2+8H++2Cl-=2Li++2Co2++Cl2↑+4H2O,沉淀为Cu,滤液A为Fe2+、Li+、Co3+、Cl-,FeC2O4难溶于水,向滤液A中加入H2O2,2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,氧化Fe2+为Fe3+,加入草酸铵,过滤沉淀为CoC2O4•2H2O,滤液B为:Fe3+、Li+、Cl-,加入碳酸钠,发生的离子反应为2Li++CO32-=Li2CO3↓,滤液C为Fe3+、Cl-,加入氧化剂防止铁离子被还原得氯化铁溶液,

(1)铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气,所以碱浸泡过程中发生反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,

故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;

(2)LiCoO2中Li为+1价,Co为+3价,具有氧化性,HCl中-1价的氯具有还原性,向固体残渣中加入盐酸时,Co(+3→+2),Cl(-1→0),最小公倍数为1,因Cl2为双原子分子,所以LiCoO2前系数为2,根据原子守恒,未知物为水,所以反应为:2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O,

故答案为:2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O;

(3)FeC2O4难溶于水,[Fe(C2O43]3-遇酸转化为Fe3+,为避免沉淀Fe2+,需氧化亚铁离子,H2O2具有氧化性,Fe2+具有还原性,向滤液A中加入H2O2的作用是氧化Fe2+为Fe3+;发生的反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,

故答案为:氧化Fe2+为Fe3+,避免下一步Fe2+形成FeC2O4沉淀;

(4)过滤Li2CO3时发现滤液中有少量浑浊,可能滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等,

故答案为:滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等.

解析

解:废旧钴酸锂镍离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoO2,初步处理,加碱浸泡,铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气,固体残渣为:Fe、Cu的单质和LiCoO2,加盐酸Fe+2H+=Fe2++H2↑,2LiCoO2+8H++2Cl-=2Li++2Co2++Cl2↑+4H2O,沉淀为Cu,滤液A为Fe2+、Li+、Co3+、Cl-,FeC2O4难溶于水,向滤液A中加入H2O2,2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,氧化Fe2+为Fe3+,加入草酸铵,过滤沉淀为CoC2O4•2H2O,滤液B为:Fe3+、Li+、Cl-,加入碳酸钠,发生的离子反应为2Li++CO32-=Li2CO3↓,滤液C为Fe3+、Cl-,加入氧化剂防止铁离子被还原得氯化铁溶液,

(1)铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气,所以碱浸泡过程中发生反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,

故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;

(2)LiCoO2中Li为+1价,Co为+3价,具有氧化性,HCl中-1价的氯具有还原性,向固体残渣中加入盐酸时,Co(+3→+2),Cl(-1→0),最小公倍数为1,因Cl2为双原子分子,所以LiCoO2前系数为2,根据原子守恒,未知物为水,所以反应为:2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O,

故答案为:2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O;

(3)FeC2O4难溶于水,[Fe(C2O43]3-遇酸转化为Fe3+,为避免沉淀Fe2+,需氧化亚铁离子,H2O2具有氧化性,Fe2+具有还原性,向滤液A中加入H2O2的作用是氧化Fe2+为Fe3+;发生的反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,

故答案为:氧化Fe2+为Fe3+,避免下一步Fe2+形成FeC2O4沉淀;

(4)过滤Li2CO3时发现滤液中有少量浑浊,可能滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等,

故答案为:滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等.

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题型:填空题
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填空题

高纯度氧化铝有广泛的用途,某研究小组研究用以下流程制取高纯度氧化铝:

根据上述流程图回答下列问题:

(1)“除杂”操作是加入过氧化氢后,用氨水调节溶液的pH约为8.0,以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+.写出在除去Fe2+离子的过程中,发生的主要反应的离子方程式:______

(2)检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽的实验方法是______

(3)配制硫酸铝溶液时,需用硫酸酸化,酸化的目的是______

(4)“结晶”这步操作中,母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热,然后冷却结晶,得到铵明矾晶体(含结晶水).母液不能蒸干的原因是______

(5)铵明矾晶体的化学式为NH4Al(SO42•12H2O,在0.1mol/L铵明矾的水溶液中,离子浓度最大的离子是______,离子浓度最小的离子是______

正确答案

2Fe2++H2O2+4NH3•H2O=2Fe(OH)3↓+4NH4+

取少许滤液于试管中,加几滴KSCN溶液,若溶液不变红色,则杂质已除尽

抑制(防止)Al3+水解

减少可溶性杂质的析出及Al3+水解

SO42-

OH-

解析

解:(1)H2O2溶液具有强氧化性,可以氧化亚铁离子生成铁离子,铁离子在氨水存在的条件下生成氢氧化铁红褐色沉淀,反应的离子方程式:2Fe2++H2O2+4NH3•H2O=2Fe(OH)3↓+4NH4+

故答案为:2Fe2++H2O2+4NH3•H2O=2Fe(OH)3↓+4NH4+

(2)由工艺流程可知,加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+,加入氨水调节溶液PH值,Fe3+使转化为Fe(OH)3,过滤后的滤液中可能含有Fe3+,取少许滤液于试管中,加几滴KSCN溶液,若溶液不变红色,则杂质已除尽,

故答案为:取少许滤液于试管中,加几滴KSCN溶液,若溶液不变红色,则杂质已除尽;

(3)由于铝离子在溶液中能够发生水解生成氢氧化铝,所以加入硫酸酸化,抑制了铝离子的水解,故答案为:抑制Al3+水解;

(4)由于蒸干会析出可溶性杂质的析出,且Al3+水解程度增大,所以母液不能蒸干,故答案为:减少可溶性杂质的析出及Al3+水解;

(5)铵明矾晶体的化学式为NH4Al(SO42•12H2O,在0.1mol/L铵明矾的水溶液中,未水解前,c(Al3+)=c(NH4+)=0.1mol/L,由于铵根和铝离子均水解,水解结合水电离出的氢氧根,故水解后浓度均小于0.1mol/L,c(SO42-)=0.2mol/L,0.2>0.1,故答案为:SO42-;OH-

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题型:简答题
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简答题

某研究性学习小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中模拟工业生产提取镁,主要过程如下图1:

回答下列问题:

(1)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有______饱和溶液的烧杯中,充分搅拌后经____________(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2.写出有关反应的离子方程式______

(2)如2图是该研究性学习小组设计进行过程③的实验装置图.其中左侧装置的作用是______.若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作是______

(3)写出过程④中发生反应的化学方程式______

正确答案

解:贝壳煅烧得到生石灰,生石灰加水得到石灰乳,在海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中加入石灰乳,MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2,过滤得到氢氧化镁沉淀;从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,Ca(OH)2能与饱和MgCl2溶液反应生成Mg(OH)2沉淀和氯化钙,氯化钙溶于水,可用过滤、洗涤的方法分离出Mg(OH)2沉淀,加入盐酸,氢氧化镁与盐酸反应Mg(OH2)+2HCl=MgCl2+2H2O,过程②降温结晶得到MgCl2•6H2O,氯化镁中的镁离子易水解,在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2•6H2O受热产生的水汽,所以过程③在氯化氢气流中干燥产物得到无水氯化镁,过程④电解无水氯化镁得到镁.

(1)氢氧化钙微溶,氢氧化镁难溶,Ca(OH)2能与饱和MgCl2溶液反应Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH2)+Ca2+

生成Mg(OH)2沉淀和氯化钙,氯化钙溶于水,可用过滤、洗涤的方法分离出Mg(OH)2沉淀,在此过程中玻璃棒的作用是搅拌和引流,

故答案为:饱和MgCl2溶液;过滤、洗涤;Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH2)+Ca2+

(2)过程③在氯化氢气流中干燥产物得到无水氯化镁,浓硫酸稀释放热,氯化氢具有挥发性,所以图2中浓盐酸滴加到浓硫酸中有氯化氢气体产生,氯化镁中的镁离子易水解,在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,所以其中装置A的作用是制备干燥的HCl气体,抑制MgCl2的水解,若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作是:用铂丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠,

故答案为:制备干燥的HCl气体,抑制MgCl2的水解;用铂丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠;

(3)电解无水氯化镁得到镁和氯气,方程式为:MgCl2Mg+Cl2↑,

故答案为:MgCl2Mg+Cl2↑;

解析

解:贝壳煅烧得到生石灰,生石灰加水得到石灰乳,在海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中加入石灰乳,MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2,过滤得到氢氧化镁沉淀;从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,Ca(OH)2能与饱和MgCl2溶液反应生成Mg(OH)2沉淀和氯化钙,氯化钙溶于水,可用过滤、洗涤的方法分离出Mg(OH)2沉淀,加入盐酸,氢氧化镁与盐酸反应Mg(OH2)+2HCl=MgCl2+2H2O,过程②降温结晶得到MgCl2•6H2O,氯化镁中的镁离子易水解,在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2•6H2O受热产生的水汽,所以过程③在氯化氢气流中干燥产物得到无水氯化镁,过程④电解无水氯化镁得到镁.

(1)氢氧化钙微溶,氢氧化镁难溶,Ca(OH)2能与饱和MgCl2溶液反应Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH2)+Ca2+

生成Mg(OH)2沉淀和氯化钙,氯化钙溶于水,可用过滤、洗涤的方法分离出Mg(OH)2沉淀,在此过程中玻璃棒的作用是搅拌和引流,

故答案为:饱和MgCl2溶液;过滤、洗涤;Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH2)+Ca2+

(2)过程③在氯化氢气流中干燥产物得到无水氯化镁,浓硫酸稀释放热,氯化氢具有挥发性,所以图2中浓盐酸滴加到浓硫酸中有氯化氢气体产生,氯化镁中的镁离子易水解,在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,所以其中装置A的作用是制备干燥的HCl气体,抑制MgCl2的水解,若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作是:用铂丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠,

故答案为:制备干燥的HCl气体,抑制MgCl2的水解;用铂丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠;

(3)电解无水氯化镁得到镁和氯气,方程式为:MgCl2Mg+Cl2↑,

故答案为:MgCl2Mg+Cl2↑;

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题型:简答题
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简答题

钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池是一种应用广泛的新型电池,实验室尝试用废旧钴酸锂离子电池回收铝,铁,铜,钴及锂元素,其流程如下:

已知:①Fe3++3C2O42-═[Fe(C2O43]3-,[Fe(C2O43]3-遇酸分解,重新生成Fe3+

②Co3+有强氧化性,易被还原为Co2+

③废旧电池中铝、铁以单质形式存在

(1)碱浸泡过程中发生反应的离子方程式是______

(2)滤液A中溶质(除盐酸外)主要成分的化学式是LiCl、______;向滤液A中加入草酸铵溶液,使钴元素以CoC2O4形式沉淀析出,判断沉淀完全的方法和现象是______

(3)滤液A到滤液B的步骤中,加入氧化剂不能选用______原因是______

A.Cl2 B.HNO3C.H2O2

(4)生成Li2 CO3的化学方程式为______

(5)上述流程有一缺点,第一次使用到盐酸时,会有少量黄绿色气体生成,请写出该反应的化学方程式______

(6)某温度下Ksp[Fe(OH)3]=2.097×10-39 mol4•L-4,将0.01mol•L-1的FeCl3溶液与0.001mol•L-1的NaOH溶液等体积混合,请通过计算说明能否形成沉淀______

正确答案

解:废旧钴酸锂镍离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoO2,初步处理,加碱浸泡,铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气,固体残渣为:Fe、Cu的单质和LiCoO2,加盐酸Fe+2H+=Fe2++H2↑,2LiCoO2+8H++2Cl-=2Li++2Co2++Cl2↑+4H2O,沉淀为Cu,滤液A为Fe2+、Li+、Co3+、Cl-,FeC2O4难溶于水,向滤液A中加入H2O2,2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,氧化Fe2+为Fe3+,加入草酸铵,过滤沉淀为CoC2O4•2H2O,滤液B为:Fe3+、Li+、Cl-,加入碳酸钠,发生的离子反应为2Li++CO32-=Li2CO3↓,滤液C为Fe3+、Cl-,加入氧化剂防止铁离子被还原得氯化铁溶液,

(1)铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气,所以碱浸泡过程中发生反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,

故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;

(2)LiCoO2中Li为+1价,Co为+3价,具有氧化性,HCl中-1价的氯具有还原性,向固体残渣中加入盐酸时,Co(+3→+2),Cl(-1→0),最小公倍数为1,因Cl2为双原子分子,所以LiCoO2前系数为2,根据原子守恒,未知物为水,所以反应为:2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O.滤液A为Fe2+、Li+、Co3+、Cl-,静置,取上层清液加入草酸铵溶液,若没有沉淀生成,则沉淀完全,故答案为:CoCl2、FeCl2;静置,取上层清液加入草酸铵溶液,若没有沉淀生成,则沉淀完全;

(3)FeC2O4难溶于水,[Fe(C2O43]3-遇酸转化为Fe3+,为避免沉淀Fe2+,需氧化亚铁离子,H2O2具有氧化性,Fe2+具有还原性,向滤液A中加入H2O2的作用是氧化Fe2+为Fe3+;发生的反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;氯气的还原产物为氯离子,加入硝酸会引入杂质NO3-,故答案为:B;会引入杂质NO3-;(4)氯化锂与碳酸钠反应生成碳酸锂,化学方程式为2LiCl+Na2CO3═Li2CO3+2NaCl,故答案为:2LiCl+Na2CO3═Li2CO3+2NaCl;

(5)黄绿色气体为氯气,黄绿色气体为氯气,钴酸锂能将盐酸氧化为氯气,反应的化学方程式:2LiCoO2+8HCl═2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O,故答案为:2LiCoO2+8HCl═2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O;

(6)由Ksp可知,c(Fe3+)•c3(OH-)=(×0.01)×(×0.001)3=6.25×10-13 mol4•L-4>2.097×10-39,能生成Fe(OH)3沉淀,故答案为:c(Fe3+)•c3(OH-)=(×0.01)×(×0.001)3=6.25×10-13 mol4•L-4>Ksp[Fe(OH)3],能生成Fe(OH)3沉淀.

解析

解:废旧钴酸锂镍离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoO2,初步处理,加碱浸泡,铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气,固体残渣为:Fe、Cu的单质和LiCoO2,加盐酸Fe+2H+=Fe2++H2↑,2LiCoO2+8H++2Cl-=2Li++2Co2++Cl2↑+4H2O,沉淀为Cu,滤液A为Fe2+、Li+、Co3+、Cl-,FeC2O4难溶于水,向滤液A中加入H2O2,2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,氧化Fe2+为Fe3+,加入草酸铵,过滤沉淀为CoC2O4•2H2O,滤液B为:Fe3+、Li+、Cl-,加入碳酸钠,发生的离子反应为2Li++CO32-=Li2CO3↓,滤液C为Fe3+、Cl-,加入氧化剂防止铁离子被还原得氯化铁溶液,

(1)铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气,所以碱浸泡过程中发生反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,

故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;

(2)LiCoO2中Li为+1价,Co为+3价,具有氧化性,HCl中-1价的氯具有还原性,向固体残渣中加入盐酸时,Co(+3→+2),Cl(-1→0),最小公倍数为1,因Cl2为双原子分子,所以LiCoO2前系数为2,根据原子守恒,未知物为水,所以反应为:2LiCoO2+8HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O.滤液A为Fe2+、Li+、Co3+、Cl-,静置,取上层清液加入草酸铵溶液,若没有沉淀生成,则沉淀完全,故答案为:CoCl2、FeCl2;静置,取上层清液加入草酸铵溶液,若没有沉淀生成,则沉淀完全;

(3)FeC2O4难溶于水,[Fe(C2O43]3-遇酸转化为Fe3+,为避免沉淀Fe2+,需氧化亚铁离子,H2O2具有氧化性,Fe2+具有还原性,向滤液A中加入H2O2的作用是氧化Fe2+为Fe3+;发生的反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;氯气的还原产物为氯离子,加入硝酸会引入杂质NO3-,故答案为:B;会引入杂质NO3-;(4)氯化锂与碳酸钠反应生成碳酸锂,化学方程式为2LiCl+Na2CO3═Li2CO3+2NaCl,故答案为:2LiCl+Na2CO3═Li2CO3+2NaCl;

(5)黄绿色气体为氯气,黄绿色气体为氯气,钴酸锂能将盐酸氧化为氯气,反应的化学方程式:2LiCoO2+8HCl═2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O,故答案为:2LiCoO2+8HCl═2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+4H2O;

(6)由Ksp可知,c(Fe3+)•c3(OH-)=(×0.01)×(×0.001)3=6.25×10-13 mol4•L-4>2.097×10-39,能生成Fe(OH)3沉淀,故答案为:c(Fe3+)•c3(OH-)=(×0.01)×(×0.001)3=6.25×10-13 mol4•L-4>Ksp[Fe(OH)3],能生成Fe(OH)3沉淀.

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题型:简答题
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简答题

CaO2•8H2O呈白色,微溶于水,加热至350℃左右开始分解放出氧气,425℃分解完全.过氧化钙可以用于改善地表水质、处理含重金属粒子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等.实验室先用大理石(含MgCO3、FeCO3等杂质)制取纯净的碳酸钙,然后再用纯的碳酸钙制取过氧化钙.实验流程如下:

已知:Ca(OH)2+H2O2+6H2O=CaO2•8H2O△H<0

(1)写出CaO2的电子式:______

(2)步骤②中加入浓氨水至弱碱性的目的是:______

(3)步骤③发生反应的化学方程式为:______

(4)步骤③用冰水冷却的原因除了减少H2O2的分解以外还有______

正确答案

解:大理石(含MgCO3、FeCO3等杂质)制取纯净的碳酸钙,然后再用纯的碳酸钙制取过氧化钙的原理:大理石(含MgCO3、FeCO3等杂质)都可以和硝酸之间发生反应得到硝酸钙、硝酸镁以及硝酸铁的混合物用,FeCO3与硝酸反应是氧化还原反应,向混合液中加入氨水,可以形成氢氧化镁、氢氧化铁沉淀,过滤,得到的滤液是硝酸钙溶液(含铵根离子),向其中加入碳酸铵,发生复分解反应,可以得到碳酸钙沉淀,沉淀用盐酸溶解,得到氯化钙的水溶液,加入双氧水、氨气,冰水冷却,可以得到CaO2•8H2O,低温下烘干,可以得到CaO2,进一步加热可以得到氧化钙和氧气.

(1)CaO2是过氧根离子和钙离子通过离子键形成的离子化合物,电子式为:,故答案为:

(2)硝酸钙、硝酸镁以及硝酸铁的混合物中加入氨水,可以形成氢氧化镁、氢氧化铁沉淀,故答案为:使其中Mg2+、Fe3+等杂质离子形成沉淀除去;

(3)氯化钙的水溶液,加入双氧水、氨气,冰水冷却,可以得到CaO2•8H2O,该反应的反应物为CaCl2、H2O2、NH3,故方程式为CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O+2NH4Cl,故答案为:CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O+2NH4Cl;

(4)因为H2O2受热易分解,故采用冰水冷却的方式防止其分解,提高利用率,同时温度低能降低物质的溶解度,提高产率,故答案为:该反应是放热反应,温度低有利于提高CaO2•8H2O产率.

解析

解:大理石(含MgCO3、FeCO3等杂质)制取纯净的碳酸钙,然后再用纯的碳酸钙制取过氧化钙的原理:大理石(含MgCO3、FeCO3等杂质)都可以和硝酸之间发生反应得到硝酸钙、硝酸镁以及硝酸铁的混合物用,FeCO3与硝酸反应是氧化还原反应,向混合液中加入氨水,可以形成氢氧化镁、氢氧化铁沉淀,过滤,得到的滤液是硝酸钙溶液(含铵根离子),向其中加入碳酸铵,发生复分解反应,可以得到碳酸钙沉淀,沉淀用盐酸溶解,得到氯化钙的水溶液,加入双氧水、氨气,冰水冷却,可以得到CaO2•8H2O,低温下烘干,可以得到CaO2,进一步加热可以得到氧化钙和氧气.

(1)CaO2是过氧根离子和钙离子通过离子键形成的离子化合物,电子式为:,故答案为:

(2)硝酸钙、硝酸镁以及硝酸铁的混合物中加入氨水,可以形成氢氧化镁、氢氧化铁沉淀,故答案为:使其中Mg2+、Fe3+等杂质离子形成沉淀除去;

(3)氯化钙的水溶液,加入双氧水、氨气,冰水冷却,可以得到CaO2•8H2O,该反应的反应物为CaCl2、H2O2、NH3,故方程式为CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O+2NH4Cl,故答案为:CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O+2NH4Cl;

(4)因为H2O2受热易分解,故采用冰水冷却的方式防止其分解,提高利用率,同时温度低能降低物质的溶解度,提高产率,故答案为:该反应是放热反应,温度低有利于提高CaO2•8H2O产率.

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题型:简答题
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简答题

我国某大型电解铜生产企业,其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%.下图表示其冶炼加工的流程:

冶炼中的主要反应:Cu2S+O2 2Cu+SO2

(1)烟气中的主要废气是______,从提高资源利用率和减排考虑,其综合利用方式是制______

(2)电解法炼铜时,阳极是______(填“纯铜板”或“粗铜板”);粗铜中含有的金、银以单质的形式在电解槽______(填“阳极”或“阴极”的槽底,阴极的电极反应式是______

(3)在精炼铜的过程中,电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解.

几种物质的溶度积常数(KSP):

调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法.根据上表中溶度积数据判断,含有等物质的量浓度的Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液,随pH升高最先沉淀下来的离子是______

一种方案是先加入过量的H2O2,再调节pH到4左右.加入H2O2后发生反应的离子方程式为______

正确答案

解:(1)冶炼中的主要反应为:Cu2S+O22Cu+SO2,所以烟气的主要成分为二氧化硫;工业上可以将二氧化硫氧化成三氧化硫制取硫酸;

故答案为:SO2; 硫酸;

(2)电解法炼铜时,阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应,所以阳极为粗铜板,粗铜板中的金、银还原性比铜的弱,反应后以单质的形式在电解槽阳极的槽底,在电解槽的阴极铜离子得到电子生成金属铜,该电极反应为:Cu2++2e-═Cu,

故答案为:粗铜板; 阳极; Cu2++2e-═Cu;

(3)根据表中氢氧化物的溶度积可知,氢氧化铁的溶度积最小,其溶解度最小,所以随pH升高最先沉淀下来的离子是铁离子;双氧水能够将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,

故答案为:Fe3+; 2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O.

解析

解:(1)冶炼中的主要反应为:Cu2S+O22Cu+SO2,所以烟气的主要成分为二氧化硫;工业上可以将二氧化硫氧化成三氧化硫制取硫酸;

故答案为:SO2; 硫酸;

(2)电解法炼铜时,阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应,所以阳极为粗铜板,粗铜板中的金、银还原性比铜的弱,反应后以单质的形式在电解槽阳极的槽底,在电解槽的阴极铜离子得到电子生成金属铜,该电极反应为:Cu2++2e-═Cu,

故答案为:粗铜板; 阳极; Cu2++2e-═Cu;

(3)根据表中氢氧化物的溶度积可知,氢氧化铁的溶度积最小,其溶解度最小,所以随pH升高最先沉淀下来的离子是铁离子;双氧水能够将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,

故答案为:Fe3+; 2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O.

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