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题型:简答题
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简答题

欲除去硝酸钾固体中混有的少量氯化钾杂质,某学生进行如下实验操作.回答下列问题:

(1)溶解样品.该过程所需的仪器有______

(2)向溶解后的溶液中加入适量的______ (填化学式)溶液,使氯化钾转化为沉淀.

(3)将混合液进行过滤,过滤装置和操作如图所示,

指出图中的两处错误:

______;②______

正确答案

解:(1)溶解固体药品用到的仪器有:烧杯、玻璃棒,故答案为:烧杯、玻璃棒;

(2)要除去杂质氯化钾,只要除去氯离子即可,我们可以用银离子,原物质是硝酸钾,因此我们可以用硝酸银溶液,生成的是氯化银白色沉淀和硝酸钾溶液,符合除杂质的两个条件,然后过滤得到硝酸钾溶液,

故答案为:AgNO3

(3)过滤液体时,要注意一贴二低三靠的原则:一贴:用少量水润湿的滤纸要紧贴漏斗壁,二低:滤纸边缘低于漏斗边缘、滤液低于滤纸边缘,三靠:烧杯紧靠玻璃棒、玻璃棒靠在三层滤纸上、漏斗下端口紧靠烧杯内壁,过滤时为了防止液体外流,要用玻璃棒引流,使液体沿玻璃棒缓慢倒入漏斗中,该图中的错误之处是:漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁,并且未用玻璃棒来引流,故答案为:漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁;液体没有用玻璃棒引流.

解析

解:(1)溶解固体药品用到的仪器有:烧杯、玻璃棒,故答案为:烧杯、玻璃棒;

(2)要除去杂质氯化钾,只要除去氯离子即可,我们可以用银离子,原物质是硝酸钾,因此我们可以用硝酸银溶液,生成的是氯化银白色沉淀和硝酸钾溶液,符合除杂质的两个条件,然后过滤得到硝酸钾溶液,

故答案为:AgNO3

(3)过滤液体时,要注意一贴二低三靠的原则:一贴:用少量水润湿的滤纸要紧贴漏斗壁,二低:滤纸边缘低于漏斗边缘、滤液低于滤纸边缘,三靠:烧杯紧靠玻璃棒、玻璃棒靠在三层滤纸上、漏斗下端口紧靠烧杯内壁,过滤时为了防止液体外流,要用玻璃棒引流,使液体沿玻璃棒缓慢倒入漏斗中,该图中的错误之处是:漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁,并且未用玻璃棒来引流,故答案为:漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁;液体没有用玻璃棒引流.

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简答题

硫酸锌是制备荧光粉的原料之一.工业上由锌白矿(主要成分是ZnO,还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)制备ZnSO4•7H2O的流程如下.

已知:常温下,溶液中的Fe3+、Zn2+、Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为:3.7,6.5,9,7.

(1)浸取过程中提高浸出效率可采用的措施有______(任答一条),ZnO和硫酸反应的化学方程式为______

(2)加入适量锌粉的作用为:①使溶液中的Fe3+转化为Fe2+;②______

(3)氧化过程中H2O2发生反应的离子方程式为______

(4)加入适量Ca(OH)2调节溶液pH,促进Fe3+水解,Fe3+水解反应的平衡常数表达式K=______,Ca(OH)2不能过量的原因是______

正确答案

解:锌白矿中加入稀硫酸浸取,ZnO、Fe2O3、CuO分别和稀硫酸反应生成ZnSO4、Fe2(SO43、CuSO4,SiO2和稀硫酸不反应,然后过滤,得到的滤液中含有ZnSO4、Fe2(SO43、CuSO4、H2SO4,向滤液中混入Zn,将Fe3+还原为Fe2+,得到Cu沉淀,然后过滤,得到的滤液中含有ZnSO4、FeSO4,向滤液中加入双氧水,双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,向溶液中加入少量氢氧化钙,溶液pH升高,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,如果过滤,得到的滤液中含有ZnSO4,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnS04•7H2O.

(1)浸取过程中,为提高浸出效率可采用的措施有,可将矿石粉碎或提高浸取时的温度,或适当增大酸的浓度等,ZnO与稀硫酸反应的化学方程式为ZnO+H2SO4(稀)═ZnSO4+H2O,

故答案为:将矿石粉碎(或提高浸取时的温度,或适当增大酸的浓度等合理答案均可);ZnO+H2SO4═ZnSO4+H2O;

(2)锌能和铜离子反应生成锌离子和铜,除去了铜离子,故答案为:除去Cu2+

(3)Fe2+能被H2O2氧化生成Fe3+,H2O2被还原成水,方程式为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O,故答案为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O;

(4)Fe3+水解反应的平衡常数表达式K=,Ca(OH)2能和锌离子发生反应生成氢氧化锌,故答案为:;防止生成Zn(OH)2

解析

解:锌白矿中加入稀硫酸浸取,ZnO、Fe2O3、CuO分别和稀硫酸反应生成ZnSO4、Fe2(SO43、CuSO4,SiO2和稀硫酸不反应,然后过滤,得到的滤液中含有ZnSO4、Fe2(SO43、CuSO4、H2SO4,向滤液中混入Zn,将Fe3+还原为Fe2+,得到Cu沉淀,然后过滤,得到的滤液中含有ZnSO4、FeSO4,向滤液中加入双氧水,双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,向溶液中加入少量氢氧化钙,溶液pH升高,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,如果过滤,得到的滤液中含有ZnSO4,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnS04•7H2O.

(1)浸取过程中,为提高浸出效率可采用的措施有,可将矿石粉碎或提高浸取时的温度,或适当增大酸的浓度等,ZnO与稀硫酸反应的化学方程式为ZnO+H2SO4(稀)═ZnSO4+H2O,

故答案为:将矿石粉碎(或提高浸取时的温度,或适当增大酸的浓度等合理答案均可);ZnO+H2SO4═ZnSO4+H2O;

(2)锌能和铜离子反应生成锌离子和铜,除去了铜离子,故答案为:除去Cu2+

(3)Fe2+能被H2O2氧化生成Fe3+,H2O2被还原成水,方程式为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O,故答案为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O;

(4)Fe3+水解反应的平衡常数表达式K=,Ca(OH)2能和锌离子发生反应生成氢氧化锌,故答案为:;防止生成Zn(OH)2

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简答题

(2014秋•湛江校级月考)以工业碳酸钙(含少量Na+、A13+、Fe3+等杂质)生产医用二水合氯化钙晶体(CaCl2•2H2O的质量分数为97.3-99.3%)的工艺流程为

(1)工业碳酸钙用盐酸溶解之前要粉碎成细颗粒的目的______

(2)CaCO3与盐酸反应的离子方程式______

(3)①加入氢氧化钙溶液调节溶液的PH为8.0-8.5,此时A13+、Fe3+沉淀完全,则滤渣主要成分的化学式____________

②过滤时需用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有______

正确答案

解:以工业碳酸钙碳酸钙生产医用二水合氯化钙晶体:碳酸钙与盐酸反应:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,溶液中含有Ca2+、Na+、A13+、Fe3+、Cl-等离子,加入氢氧化钙,调节溶液的PH为8.0-8.5,发生:Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;A13++3OH-═A1(OH)3↓;过滤,滤渣主要成分为:Al(OH)3、Fe(OH)3,用盐酸酸化,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,获得氯化钙晶体.

(1)固体颗粒越小,化学反应速率越快,同时可使钙元素尽可能多地溶解到酸中,故答案为:增加反应接触面积;

(2)碳酸钙与盐酸发生复分解反应,反应的方程式为:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;

故答案为:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;

(3)①加入氢氧化钙溶液调节溶液的pH为8.0-8.5,此时发生:Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;A13++3OH-═A1(OH)3↓;Al3+、Fe3+沉淀完全,形成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀,故答案为:Al(OH)3;Fe(OH)3

②滤时需要制作过滤器的普通漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯,所以过滤时需用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有普通漏斗,

故答案为:普通漏斗.

解析

解:以工业碳酸钙碳酸钙生产医用二水合氯化钙晶体:碳酸钙与盐酸反应:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,溶液中含有Ca2+、Na+、A13+、Fe3+、Cl-等离子,加入氢氧化钙,调节溶液的PH为8.0-8.5,发生:Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;A13++3OH-═A1(OH)3↓;过滤,滤渣主要成分为:Al(OH)3、Fe(OH)3,用盐酸酸化,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,获得氯化钙晶体.

(1)固体颗粒越小,化学反应速率越快,同时可使钙元素尽可能多地溶解到酸中,故答案为:增加反应接触面积;

(2)碳酸钙与盐酸发生复分解反应,反应的方程式为:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;

故答案为:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;

(3)①加入氢氧化钙溶液调节溶液的pH为8.0-8.5,此时发生:Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;A13++3OH-═A1(OH)3↓;Al3+、Fe3+沉淀完全,形成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀,故答案为:Al(OH)3;Fe(OH)3

②滤时需要制作过滤器的普通漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯,所以过滤时需用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有普通漏斗,

故答案为:普通漏斗.

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题型:简答题
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简答题

难溶性杂卤石(K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下溶解平衡:

K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O(s)⇌2Ca2++2K++Mg2++4SO42-+2H2O

为充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下:

(1)滤渣主要成分有______和CaSO4以及未溶杂卤石.

(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因:______

(3)“除杂”环节中,先加入______溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入______溶液调滤液pH至中性.

(4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系见图.由图可得,随着温度升高,

______

②溶浸出的K+的平衡浓度增大

(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:

CaSO4(s)+CO32-⇌CaCO3(s)+SO42-已知298K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,计算此温度下该反应的平衡常数,K=______

正确答案

解:杂卤石在水中存在如下溶解平衡:K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O(s)⇌2 Ca2++2K++Mg2++4 SO42-+2H2O,向杂卤石中加入Ca(OH)2溶液,氢氧根离子和镁离子反应生成更难溶的Mg(OH)2沉淀,钙离子和硫酸根离子浓度达到一定程度时生成CaSO4沉淀,所以得到的滤渣成分是Mg(OH)2、CaSO4和未溶解的杂卤石,滤液中含有Ca2+、K+、OH-、SO42-,向滤液中加入过量K2CO3,除去溶液中的Ca2+,然后再加入稀硫酸除去过量的Ca2+,条件溶液的pH得到较纯净的硫酸钾,然后将溶液蒸发浓缩得到硫酸钾晶体,

(1)通过以上分析知,滤渣成分是Mg(OH)2、CaSO4和未溶解的杂卤石,故答案为:Mg(OH)2

(2)加入Ca(OH)2溶液,Ca(OH)2电离生成的氢氧根离子和镁离子反应生成Mg(OH)2沉淀,从而减小镁离子浓度,导致固体溶解,所以K+增多,

故答案为:加入Ca(OH)2溶液,Mg2+与OH-结合生成Mg(OH)2沉淀,Mg2+浓度减小,平衡正向移动,K+增多;

(3)除杂环节中,要加入过量的K2CO3除去钙离子、加入稀硫酸除去过量的K2CO3,故答案为:K2CO3;稀硫酸;

(4)根据图象知,温度越高,钾离子溶浸速率增大,溶浸出的钾离子平衡浓度越大,故答案为:①溶浸平衡向右移动,K+的溶浸速率增大;

(5)该温度下,该反应的平衡常数K====1.75×104,故答案为:1.75×104

解析

解:杂卤石在水中存在如下溶解平衡:K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O(s)⇌2 Ca2++2K++Mg2++4 SO42-+2H2O,向杂卤石中加入Ca(OH)2溶液,氢氧根离子和镁离子反应生成更难溶的Mg(OH)2沉淀,钙离子和硫酸根离子浓度达到一定程度时生成CaSO4沉淀,所以得到的滤渣成分是Mg(OH)2、CaSO4和未溶解的杂卤石,滤液中含有Ca2+、K+、OH-、SO42-,向滤液中加入过量K2CO3,除去溶液中的Ca2+,然后再加入稀硫酸除去过量的Ca2+,条件溶液的pH得到较纯净的硫酸钾,然后将溶液蒸发浓缩得到硫酸钾晶体,

(1)通过以上分析知,滤渣成分是Mg(OH)2、CaSO4和未溶解的杂卤石,故答案为:Mg(OH)2

(2)加入Ca(OH)2溶液,Ca(OH)2电离生成的氢氧根离子和镁离子反应生成Mg(OH)2沉淀,从而减小镁离子浓度,导致固体溶解,所以K+增多,

故答案为:加入Ca(OH)2溶液,Mg2+与OH-结合生成Mg(OH)2沉淀,Mg2+浓度减小,平衡正向移动,K+增多;

(3)除杂环节中,要加入过量的K2CO3除去钙离子、加入稀硫酸除去过量的K2CO3,故答案为:K2CO3;稀硫酸;

(4)根据图象知,温度越高,钾离子溶浸速率增大,溶浸出的钾离子平衡浓度越大,故答案为:①溶浸平衡向右移动,K+的溶浸速率增大;

(5)该温度下,该反应的平衡常数K====1.75×104,故答案为:1.75×104

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题型:填空题
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填空题

(2015春•绵阳校级月考)铬酸铅俗称铬黄,不溶于水.广泛用于涂料、油墨、漆布、塑料和文教用品等工业.实验室模拟工业上用铬污泥(含有Cr2O3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等)制备铬黄的工艺流程如图:

(1)操作a的名称为______

(2)在浸取过程中浓盐酸与Fe2O3的离子方程式______

(3)写出加入30%H2O2过程中发生的离子反应方程式:______

(4)加入Pb(NO32沉淀CrO42-时,检验沉淀是否完全的方法是______

(5)在废液中加入10%明矾溶液发生反应的离子方程式为______

(6)由于+6价铬的强氧化性,其毒性是______价铬毒性的100倍.因此,必须对含铬的废水进行处理,将含Cr2O72-的酸性废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解.阳极区生成的Fe2+

Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去.

①请分析电解过程中溶液pH不断上升的原因______

②当电路中通过3mol电子时,理论上可还原的Cr2O72-的物质的量为______mol.

正确答案

过滤

Fe2O3+6H+=2Fe2++4H2O

3H2O2+2CrO2-+2OH-=2CrO42-+4H2O

静置分层后,取上层清液,继续滴加Pb(NO32溶液,无沉淀生成,说明沉淀完全

Pb2++SO42-=PbSO4

+3

阴极上氢离子得电子生成氢气,消耗氢离子,而Cr2O72-转化为Cr3+也消耗氢离子,所以溶液的pH不断上升

0.25

解析

解:(1)由流程图可知,操作a是把溶液与不溶物分离,应是过滤,故答案为:过滤;

(2)氧化铁是碱性氧化物,与酸反应生成盐和水,离子反应方程式为:Fe2O3+6H+=2Fe2++4H2O,故答案为:Fe2O3+6H+=2Fe2++4H2O; 

(3)由流程图可知,加入30%H2O2的目的是在碱性条件下将CrO2-氧化为CrO42-,同时生成水,反应离子方程式为3H2O2+2CrO2-+2OH-=2CrO42-+4H2O;故答案为:3H2O2+2CrO2-+2OH-=2CrO42-+4H2O;

(4)检验沉淀是否完全的方法是:静置分层后,取上层清液,继续滴加Pb(NO32溶液,无沉淀生成,说明沉淀完全,

故答案为:静置分层后,取上层清液,继续滴加Pb(NO32溶液,无沉淀生成,说明沉淀完全;

(5)废液中含有Pb(NO32,废液中加入10%明矾溶液目的是将Pb2+转化为PbSO4沉淀,反应方程式为2Pb(NO32+KAl(SO42=2PbSO4↓+KNO3+Al(NO33,所以离子方程式为:Pb2++SO42-=PbSO4↓,故答案为:Pb2++SO42-=PbSO4↓;

(6)①将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解,阳极上铁失电子生成二价铁离子,阴极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为:2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-,而Cr2O72-转化为Cr3+也消耗氢离子,所以溶液的pH不断上升,

故答案为:阴极上氢离子得电子生成氢气,消耗氢离子,而Cr2O72-转化为Cr3+也消耗氢离子,所以溶液的pH不断上升;

②根据得失电子守恒,列出关系式为6Fe~~6Fe2+~~Cr2O72-~~电路转移电子数为12e-,所以当电路中通过3mol电子时,理论上可还原的Cr2O72-的物质的量为mol=0.25mol,故答案为:0.25.

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题型:简答题
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简答题

用金属钴板(含少量Fe、Ni)制备应用广泛的氯化钴的工艺流程如下:

注:钴与盐酸反应极慢,需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产.

有关钴、镍和铁化合物的性质见下表:

(1)“除镍”步骤中,NH3•H2O用量对反应收率的影响见下表:从表中可知x=______.时,除镍效果最好.

(2)“除镍”步骤必须控制在一定的时间内完成,否则沉淀中将有部分Co(OH)2转化为Co(OH)3,此反应的化学方程式为______

(3)“除铁”步骤中加入双氧水发生反应的离子方程式是______

(4)“除铁”步骤中加入的纯碱作用是______

(5)在“调pH”步骤中,加盐酸的作用是______

(6)已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,则该温度下反应Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+的平衡常数为______

正确答案

解:用金属钴板(含少量Fe、Ni)制备应用广泛的氯化钴的工艺流程为:钴板在稀硝酸作催化剂条件下反应生成氯化镍、氯化钴和氯化铁、氯化亚铁等,调节溶液的pH除去镍,然后加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子,然后加入纯碱将铁离子转化成氢氧化铁除去,最后经过一系列操作得到氯化钴晶体,

(1)根据表中的数据知道,当pH等于10的时,收率最高,镍离子的含量最小,除镍效果最好,

故答案为:10;

(2)钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价,发生的化学方程式为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3,故答案为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3

(3)双氧水具有氧化性,可以将亚铁离子氧化为正三价,发生的化学反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(4)加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应,在适当的环境下,可以让铁离子形成沉淀而除去,所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用,

故答案为:使铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去(或2Fe3++3CO32-+6H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑);

(5)钴离子是弱碱阳离子,能发生水解,显示酸性,加入盐酸可以防止Co2+水解,

故答案为:防止Co2+水解;

(6)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4.0×10-38,c(H+)=

反应Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+的平衡常数K===2.5×10-5

故答案为:2.5×10-5

解析

解:用金属钴板(含少量Fe、Ni)制备应用广泛的氯化钴的工艺流程为:钴板在稀硝酸作催化剂条件下反应生成氯化镍、氯化钴和氯化铁、氯化亚铁等,调节溶液的pH除去镍,然后加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子,然后加入纯碱将铁离子转化成氢氧化铁除去,最后经过一系列操作得到氯化钴晶体,

(1)根据表中的数据知道,当pH等于10的时,收率最高,镍离子的含量最小,除镍效果最好,

故答案为:10;

(2)钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价,发生的化学方程式为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3,故答案为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3

(3)双氧水具有氧化性,可以将亚铁离子氧化为正三价,发生的化学反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(4)加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应,在适当的环境下,可以让铁离子形成沉淀而除去,所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用,

故答案为:使铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去(或2Fe3++3CO32-+6H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑);

(5)钴离子是弱碱阳离子,能发生水解,显示酸性,加入盐酸可以防止Co2+水解,

故答案为:防止Co2+水解;

(6)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4.0×10-38,c(H+)=

反应Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+的平衡常数K===2.5×10-5

故答案为:2.5×10-5

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题型:简答题
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简答题

由C、Cu、FeCO3、铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3]组成的固体混合物,进行了如图所示的实验过程:

回答下列问题:

(1)无色气体1的成分是:______

(2)混合物乙中加入NaNO3后,写出一个可能产生无色气体2的反应的离子方程式:______

(3)溶液X中含有的金属阳离子是______

(4)无色气体3成分是______,已知固体混合物丁的质量为5.6g,在标准状况下无色气体3的体积为14.56L,求无色气体3各成分的物质的量:______.(写出具体的计算过程)

正确答案

解:混合物与过量稀硫酸反应,碳酸亚铁、铜锈与稀硫酸反应,得到无色气体二氧化碳和混合物乙;混合物乙中加入少量硝酸钠,硝酸根离子在酸性条件下能够氧化铜甚至亚铁离子,得到无色气体一氧化氮和混合物丙,混合物丙为C和Cu的混合物,加入过量浓硫酸后,C、铜与浓硫酸发生反应生成溶液Y和二氧化碳、二氧化硫气体,

(1)C、Cu不与稀硫酸发生反应,而稀硫酸与FeCO3、铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3]反应生成二氧化碳气体,所以气体1为二氧化碳,

故答案为:CO2

(2)加入NaNO3后,在酸性条件下NO3-具有强氧化性,与还原性物质Cu和Fe2+反应生成NO气体,反应的离子方程式为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O、3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,

故答案为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O(或3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O);

(3)因为加入少量NaNO3,故NO3-优先氧化还原性强的Cu,溶液中含有的阳离子为:Cu2+、Fe2+、Na+

故答案为:Cu2+、Fe2+、Na+

(4)固体混合物丁中一定含有碳,可能含有铜,如只含有碳,根据反应C+2H2SO4(浓)=2SO2↑+CO2↑+2H2O 可知,则5.6g碳可生成气体体积为:×3×22.4L/mol=31.36L>14.56L,所以固体应为碳和铜的混合物,

发生反应方程式有:C+2H2SO4(浓)=2SO2↑+CO2↑+2H2O、Cu+2H2SO4(浓)=SO2↑+CuSO4+2H2O,

根据混合物总质量可得:12n(C)+64n(Cu)=5.6

根据生成气体的物质的量可得:3n(C)+n(Cu)==0.65mol,

联立解得:n(C)=0.02mol、n(Cu)=0.05mol,

则生成CO2的物质的量为0.2mol,

生成SO2的物质的量为:2n(C)+n(Cu)=0.45mol,

故答案为:CO2、SO2;CO2:0.2mol、SO2:0.45mol.

解析

解:混合物与过量稀硫酸反应,碳酸亚铁、铜锈与稀硫酸反应,得到无色气体二氧化碳和混合物乙;混合物乙中加入少量硝酸钠,硝酸根离子在酸性条件下能够氧化铜甚至亚铁离子,得到无色气体一氧化氮和混合物丙,混合物丙为C和Cu的混合物,加入过量浓硫酸后,C、铜与浓硫酸发生反应生成溶液Y和二氧化碳、二氧化硫气体,

(1)C、Cu不与稀硫酸发生反应,而稀硫酸与FeCO3、铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3]反应生成二氧化碳气体,所以气体1为二氧化碳,

故答案为:CO2

(2)加入NaNO3后,在酸性条件下NO3-具有强氧化性,与还原性物质Cu和Fe2+反应生成NO气体,反应的离子方程式为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O、3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,

故答案为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O(或3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O);

(3)因为加入少量NaNO3,故NO3-优先氧化还原性强的Cu,溶液中含有的阳离子为:Cu2+、Fe2+、Na+

故答案为:Cu2+、Fe2+、Na+

(4)固体混合物丁中一定含有碳,可能含有铜,如只含有碳,根据反应C+2H2SO4(浓)=2SO2↑+CO2↑+2H2O 可知,则5.6g碳可生成气体体积为:×3×22.4L/mol=31.36L>14.56L,所以固体应为碳和铜的混合物,

发生反应方程式有:C+2H2SO4(浓)=2SO2↑+CO2↑+2H2O、Cu+2H2SO4(浓)=SO2↑+CuSO4+2H2O,

根据混合物总质量可得:12n(C)+64n(Cu)=5.6

根据生成气体的物质的量可得:3n(C)+n(Cu)==0.65mol,

联立解得:n(C)=0.02mol、n(Cu)=0.05mol,

则生成CO2的物质的量为0.2mol,

生成SO2的物质的量为:2n(C)+n(Cu)=0.45mol,

故答案为:CO2、SO2;CO2:0.2mol、SO2:0.45mol.

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题型:简答题
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简答题

二氧化钛(TiO2)广泛用于制造高级白色油漆,也是许多反应的催化剂.工业上用钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁,不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2杂质]作原料,制取二氧化钛及绿矾,其生产流程如图:

回答下列问题:

(1)Ti原子序数为22,则Ti位于周期表第______周期,第______列.

(2)FeTiO3溶于过量硫酸的离子方程式______

(3)流程中生成TiO2•xH2O离子方程式为______

(4)若铁粉的用量不足,可能导致产品TiO2中混有______杂质.

(5)以TiO2为原料制取金属钛的其中一步反应为TiO2+Cl2+CTiCl4+______,已知该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1,则另一生成物为______

正确答案

解:制取二氧化钛及绿矾,其生产流程为:钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁,不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2杂质]加过量硫酸,FeTiO3溶于过量硫酸,生成Fe2+、TiO2+、H2O,Fe2O3溶于过量硫酸,生成Fe3+离子,SiO2杂质不溶于酸,过滤滤渣为SiO2杂质,滤液为Fe2+、TiO2+、Fe3+,加入铁粉,发生了反应:2Fe3++Fe═3Fe2+,冷却过滤得绿矾和TiO2+、SO42-,TiO2+在加热条件下与水反应生成TiO2•xH2O,一定条件下得到TiO2.   

(1)Ti原子序数为22,22-2-8-8=4,位于元素周期表第ⅣB族,所以Ti元素处于第四周期第4列,故答案为:四;4;

(2)由工艺流程转化关系可知,FeTiO3溶于过量硫酸,生成Fe2+、TiO2+、H2O,反应离子方程式为FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O,

故答案为:FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O;

(3)由工艺流程转化关系可知,TiO2+在加热条件下与水反应生成TiO2•xH2O,根据电荷守恒可知还生成H+,所以反应离子方程式为TiO2++(x+1)H2O=TiO2•xH2O+2H+,故答案为:TiO2++(x+1)H2O=TiO2•xH2O+2H+

(4)铁粉的用量不足,滤液中的Fe3+,不能除尽,生成的TiO2•xH2O沉淀中含有氢氧化铁,最后氢氧化铁分解生成氧化铁,所以可能导致产品TiO2中混有Fe2O3

故答案为:Fe2O3

(5)反应中Ti元素化合价未变化,氯元素化合价由0价降低为-1价,令碳元素在产物中等化合价为a,则a=2×[0-(-1)],故a=2,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1,结合元素守恒可知,TiO2、Cl2、C、TiCl4的系数分别为1、2、2、1,所以未知物中含有C原子与O原子,碳元素化合价为+2,故为CO,系数为2,

故答案为:2CO;CO.

解析

解:制取二氧化钛及绿矾,其生产流程为:钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁,不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2杂质]加过量硫酸,FeTiO3溶于过量硫酸,生成Fe2+、TiO2+、H2O,Fe2O3溶于过量硫酸,生成Fe3+离子,SiO2杂质不溶于酸,过滤滤渣为SiO2杂质,滤液为Fe2+、TiO2+、Fe3+,加入铁粉,发生了反应:2Fe3++Fe═3Fe2+,冷却过滤得绿矾和TiO2+、SO42-,TiO2+在加热条件下与水反应生成TiO2•xH2O,一定条件下得到TiO2.   

(1)Ti原子序数为22,22-2-8-8=4,位于元素周期表第ⅣB族,所以Ti元素处于第四周期第4列,故答案为:四;4;

(2)由工艺流程转化关系可知,FeTiO3溶于过量硫酸,生成Fe2+、TiO2+、H2O,反应离子方程式为FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O,

故答案为:FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O;

(3)由工艺流程转化关系可知,TiO2+在加热条件下与水反应生成TiO2•xH2O,根据电荷守恒可知还生成H+,所以反应离子方程式为TiO2++(x+1)H2O=TiO2•xH2O+2H+,故答案为:TiO2++(x+1)H2O=TiO2•xH2O+2H+

(4)铁粉的用量不足,滤液中的Fe3+,不能除尽,生成的TiO2•xH2O沉淀中含有氢氧化铁,最后氢氧化铁分解生成氧化铁,所以可能导致产品TiO2中混有Fe2O3

故答案为:Fe2O3

(5)反应中Ti元素化合价未变化,氯元素化合价由0价降低为-1价,令碳元素在产物中等化合价为a,则a=2×[0-(-1)],故a=2,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1,结合元素守恒可知,TiO2、Cl2、C、TiCl4的系数分别为1、2、2、1,所以未知物中含有C原子与O原子,碳元素化合价为+2,故为CO,系数为2,

故答案为:2CO;CO.

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简答题

某同学用废干电池内的黑色固体(可能含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质)进行如下实验:

黑色固体溶解过滤固体灼烧

(1)上述三步操作中都用到的一种玻璃仪器是______

(2)将灼烧后的固体移人试管,滴加双氧水,能迅速产生一种使余烬的木条复燃的气体,由此推断黑色固体中含有MnO2,它在该反应中作用为______,写出该反应的化学方程式______.MnO2有一定的氧化性,请写出一个MnO2作氧化剂的反应的化学方程式______

(3)验证步骤②的滤液中含有NH4+,下面是某一实验方案记录片断.请填写下列空白:

实验过程:______

实验现象:有刺激性气味的气体产生.写出该实验中反应的离子方程式______

正确答案

解:(1)上述三步操作分别是溶解、过滤、蒸发,该三种实验用到的仪器时玻璃棒,故答案为:玻璃棒;

(2)双氧水在二氧化锰的催化作用下会分解产生氧气,方程式为:2H2O22H2O+O2↑,二氧化锰的作用是催化剂,在实验室制氯气时,二氧化锰起到的作用是做氧化剂,

即MnO2+4HCl(浓)MnCl2+C12↑+2H2O,故答案为:催化剂;2H2O22H2O+O2↑;MnO2+4HCl(浓)MnCl2+C12↑+2H2O;

(3)铵根离子的检验依据:铵根和氢氧根离子在加热的条件下生成碱性气体氨气,操作为:取②的滤液适量于试管中,加入NaOH的浓溶液,加热,原理方程式为:NH4++OH-NH3↑+H2O,故答案为:取②的滤液适量于试管中,加入NaOH的浓溶液,加热;NH4++OH-NH3↑+H2O.

解析

解:(1)上述三步操作分别是溶解、过滤、蒸发,该三种实验用到的仪器时玻璃棒,故答案为:玻璃棒;

(2)双氧水在二氧化锰的催化作用下会分解产生氧气,方程式为:2H2O22H2O+O2↑,二氧化锰的作用是催化剂,在实验室制氯气时,二氧化锰起到的作用是做氧化剂,

即MnO2+4HCl(浓)MnCl2+C12↑+2H2O,故答案为:催化剂;2H2O22H2O+O2↑;MnO2+4HCl(浓)MnCl2+C12↑+2H2O;

(3)铵根离子的检验依据:铵根和氢氧根离子在加热的条件下生成碱性气体氨气,操作为:取②的滤液适量于试管中,加入NaOH的浓溶液,加热,原理方程式为:NH4++OH-NH3↑+H2O,故答案为:取②的滤液适量于试管中,加入NaOH的浓溶液,加热;NH4++OH-NH3↑+H2O.

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题型:简答题
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简答题

从废钯催化剂(该催化剂的载体为活性炭,杂质元素有铁、镁、铝、硅、铜等)中提取海棉钯(含Pd>99.9%)的部分工艺流程如图1:

将最后所得到的滤液,经过一定的操作后可得到海棉钯.

(1)废钯催化剂经烘干后,再在800℃的高温下焙烧,焙烧过程中需通入足量空气的原因是______;焙烧时钯转化为氧化钯(PdO),则甲酸还原氧化钯的化学方程式为______

(2)钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件,已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图2~图4所示,则王水溶解钯精渣的适宜条件为__________________

(3)王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1:3混合而成的,王水溶解钯精渣的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成,并得到滤渣.

①气体B的分子式:______;滤渣的主要成分是______

②经测定,化合物A由3种元素组成,有关元素的质量分数为Pd:42.4%,H:0.8%,则A的化学式为______

正确答案

解:废钯催化剂经烘干后,再在800℃的高温下焙烧,C、Fe、Mg、Al、Si、Cu被氧气氧化生成氧化物,向这几种氧化物中加入甲酸,甲酸和氧化铁、氧化镁、氧化铝、氧化铜反应生成盐和水,PdO和甲酸发生氧化还原反应生成Pd,滤渣中含有Pd、SiO2,二氧化硅不溶于王水,但Pd能溶于王水生成溶液,同时生成气体,

(1)废钯催化剂中含有碳单质,碳和氧气反应生成二氧化碳,为了使碳充分燃烧,要通入过量空气;钯被氧气氧化生成PdO,PdO和HCOOH发生氧化还原反应生成Pd、CO2和H2O,反应方程式为PdO+HCOOH=Pd+CO2↑+H2O,

故答案为:使活性炭充分燃烧而除去;PdO+HCOOH=Pd+CO2↑+H2O;

(2)根据图象知,温度越高钯回收率越大,反应时间越长钯回收率越大,钯精渣与王水的质量比越大钯回收率越大,但90℃左右时温度再高钯回收率增大不大;8h后,随着时间的增长,钯回收率增大不大;当钯精渣与王水的质量比为1:8后,再增大钯精渣和王水的质量比,但钯回收率不大,所以适宜条件是80~90℃(或90℃左右)、反应时间约为8 h、钯精渣与王水的质量比为1:8,

故答案为:80~90℃(或90℃左右);反应时间约为8h;钯精渣与王水的质量比为1:8;

(3)①浓硝酸具有强氧化性,能被Pd还原生成NO,还生成化合物A,根据元素守恒知,A中除了含有Pd、H元素外,还含有Cl元素,二氧化硅和王水不反应,所以滤渣的成分是SiO2,故答案为:NO;SiO2

 ②A中除了含有Pd、H元素外,还含有Cl元素,这几种元素的质量分数分别为Pd:42.4%、H:0.8%、Cl:56.8%,则Pd、H、Cl元素的物质的量之比==1:2:4,所以A的化学式为H2PdCl4,故答案为:H2PdCl4

解析

解:废钯催化剂经烘干后,再在800℃的高温下焙烧,C、Fe、Mg、Al、Si、Cu被氧气氧化生成氧化物,向这几种氧化物中加入甲酸,甲酸和氧化铁、氧化镁、氧化铝、氧化铜反应生成盐和水,PdO和甲酸发生氧化还原反应生成Pd,滤渣中含有Pd、SiO2,二氧化硅不溶于王水,但Pd能溶于王水生成溶液,同时生成气体,

(1)废钯催化剂中含有碳单质,碳和氧气反应生成二氧化碳,为了使碳充分燃烧,要通入过量空气;钯被氧气氧化生成PdO,PdO和HCOOH发生氧化还原反应生成Pd、CO2和H2O,反应方程式为PdO+HCOOH=Pd+CO2↑+H2O,

故答案为:使活性炭充分燃烧而除去;PdO+HCOOH=Pd+CO2↑+H2O;

(2)根据图象知,温度越高钯回收率越大,反应时间越长钯回收率越大,钯精渣与王水的质量比越大钯回收率越大,但90℃左右时温度再高钯回收率增大不大;8h后,随着时间的增长,钯回收率增大不大;当钯精渣与王水的质量比为1:8后,再增大钯精渣和王水的质量比,但钯回收率不大,所以适宜条件是80~90℃(或90℃左右)、反应时间约为8 h、钯精渣与王水的质量比为1:8,

故答案为:80~90℃(或90℃左右);反应时间约为8h;钯精渣与王水的质量比为1:8;

(3)①浓硝酸具有强氧化性,能被Pd还原生成NO,还生成化合物A,根据元素守恒知,A中除了含有Pd、H元素外,还含有Cl元素,二氧化硅和王水不反应,所以滤渣的成分是SiO2,故答案为:NO;SiO2

 ②A中除了含有Pd、H元素外,还含有Cl元素,这几种元素的质量分数分别为Pd:42.4%、H:0.8%、Cl:56.8%,则Pd、H、Cl元素的物质的量之比==1:2:4,所以A的化学式为H2PdCl4,故答案为:H2PdCl4

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