- 无机非金属材料的主角——硅
- 共9292题
镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成.由于电池使用后电极材料对环境有危害.某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+.
②已知实验温度时的溶解度:NiC2O4>NiC2O4•H2O>NiC2O4•2H2O
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的理论pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)用NiO调节溶液的pH,依次析出沉淀Ⅰ______和沉淀Ⅱ______(填化学式).
(2)写出加入Na2C2O4溶液的反应的化学方程式:______.
(3)检验电解滤液时阳极产生的气体的方法:______.
(4)写出“氧化”反应的离子方程式:______.
(5)如何检验Ni(OH)3已洗涤干净?______.
正确答案
Fe(OH)3
Al(OH)3
NiCl2+Na2C2O4+2H2O═NiC2O4•2H2O↓+2NaCl
用湿润的淀粉碘化钾试纸
2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl-
取最后一次洗涤液,加入AgNO3溶液,如有白色沉淀生成,再加入稀硝酸,若沉淀不溶解,证明沉淀已洗涤干净
解析
解:(1)根据表中开始沉淀和沉淀完全PH,Fe(OH)3开始沉淀PH2.5沉淀完全PH2.9,Al(OH)3开始沉淀3.4沉淀完全PH4.2,故答案为:Fe(OH)3 Al(OH)3
(2)NiCl2可与Na2C2O4反应生成NiC2O4•2H2O和NaCl,故答案为:NiCl2+Na2C2O4+2H2O═NiC2O4•2H2O↓+2NaCl
(3)滤液为氯化钠溶液,电解时阳极产生氯气,氯气有强氧化性,故可用湿润的淀粉碘化钾试纸,故答案为:用湿润的淀粉碘化钾试纸
(4)过滤2得到Ni(OH)2电解滤液1产生氯气,二者发生氧化还原反应,离子方程式为2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl-,故答案为:2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl-
(5)取最后一次洗涤浸出液,加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明未洗涤干净,若无白色沉淀,说明已洗涤干净,故答案为:取最后一次洗涤液,加入AgNO3溶液,如有白色沉淀生成,再加入稀硝酸,若沉淀不溶解,证明沉淀已洗涤干净.
钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称.某工厂为了从含有杂质的VOSO4样品中回收得到催化剂V2O5,设计流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是______(写化学式).NH4VO3在焙烧前要洗涤2-3次,该步操作方法为______.
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):R2(SO4)n (水层)+2nHA(有机层)⇌2RAn(有机层)+nH2SO4 (水层)步骤②中萃取时必须加入适量碱,其原因是______.步骤③中X试剂为______.
(3)⑤的离子方程式为______.
(4)该工艺流程中,可以循环利用的物质有______和______.
(5)若取VOSO4样品wg,测得消耗a mol•L-1氯酸钾溶液VmL(氯酸钾还原产物为氯化钾),则1kg样品理论上可制得的V2O5质量是______g(用含w、V的代数式表示).
正确答案
解:(1)废钒催化剂(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)酸溶后,V2O5、Fe2O3和酸反应,二氧化硅不与酸反应,过滤得到滤渣为二氧化硅;
故答案为:SiO2;在漏斗中加水至浸没沉淀,待水流尽后重复操作;
(2)②分析平衡,Rn+(水层)+nHA(有机层)⇌RAn(有机层)+nH+(水层),加入的碱会中和氢离子促进平衡正向进行,提高了钒的萃取率;
③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行,可以加入硫酸抑制平衡正向进行;故答案为:加入的碱会中和氢离子促进平衡正向进行,提高了钒的萃取率;硫酸;
(3)步骤⑤氨水与酸反应的离子方程式为:NH3•H2O+H+=NH4++H2O,故答案为:NH3•H2O+H+=NH4++H2O;
(4)分析流程图,物质参加反应,反应过程中又生成的物质,或重复利用的物质可以循环利用,流程中有机萃取剂、氨气可以循环利用,
故答案为:氨气;有机萃取剂;
(5)根据电子守恒,n(VOSO4)×1=a mol•L-1×V×10-3L×6,则1kg样品理论上可制得的V2O5质量是g;故答案为:
.
解析
解:(1)废钒催化剂(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)酸溶后,V2O5、Fe2O3和酸反应,二氧化硅不与酸反应,过滤得到滤渣为二氧化硅;
故答案为:SiO2;在漏斗中加水至浸没沉淀,待水流尽后重复操作;
(2)②分析平衡,Rn+(水层)+nHA(有机层)⇌RAn(有机层)+nH+(水层),加入的碱会中和氢离子促进平衡正向进行,提高了钒的萃取率;
③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行,可以加入硫酸抑制平衡正向进行;故答案为:加入的碱会中和氢离子促进平衡正向进行,提高了钒的萃取率;硫酸;
(3)步骤⑤氨水与酸反应的离子方程式为:NH3•H2O+H+=NH4++H2O,故答案为:NH3•H2O+H+=NH4++H2O;
(4)分析流程图,物质参加反应,反应过程中又生成的物质,或重复利用的物质可以循环利用,流程中有机萃取剂、氨气可以循环利用,
故答案为:氨气;有机萃取剂;
(5)根据电子守恒,n(VOSO4)×1=a mol•L-1×V×10-3L×6,则1kg样品理论上可制得的V2O5质量是g;故答案为:
.
最近我国学者发现,以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2(空气)反应,生成物冷却后经溶解、除铁、结晶,得到CuSO4•5H2O.实验结果如下下列关于这一过程的叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2(空气)反应的方程式为:4CuFeS2+15O2=4CuSO4+2Fe2O3+4SO2↑,故A正确;
B、根据表中数据,产物中酸溶性Cu%量居多,所以产物中铜元素主要以CuSO4形式存在,故B错误;
C、根据表中数据可以看出:随温度升高,铁的氧化物在酸中的溶解度降低,故C正确;
D、水溶性铜化合物为CuSO4•5H2O,酸溶性铜化合物为CuO,温度较高时,CuSO4•5H2O可分解生成CuO,则在600℃以上时水溶性铜化合物含量减少,故D正确.
故选B.
(2015春•姜堰市月考)平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质).某课题以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到Ce(OH)4和硫酸铁铵:
已知:
①酸性条件下,铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式,Ce3+易水解,Ce4+有较强氧化性.
②CeO2不溶于稀硫酸
③硫酸铁铵[aFe2(SO4)3•b(NH4)2SO4•cH2O]广泛用于水的净化处理.
(1)在氧化环节,下列物质中最适合用作氧化剂B的是______(填序号).
a.NaClO b.H2O2c.KMnO4
(2)操作Ⅰ的名称是______,检验硫酸铁铵溶液中含有NH4+的方法是______.
(3)写出反应②的化学方程式______.
(4)用滴定法测定制得的Ce(OH)4产品纯度.
称取Ce(OH)4样品→加硫酸溶解→用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定
所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进进行滴定,则测得该Ce(OH)4产品的质量分数______.(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(5)称取14.00g硫酸铁铵样品,将其溶于水配制成100mL溶液,分成两等份,向其中一份加入足量NaOH溶液,过滤洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体;向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO3)2溶液100mL,恰好完全反应.通过计算,该硫酸铁铵的化学式为______(写出必要的计算步骤,否则不得分).
正确答案
b
冷却结晶
取样于试管中加入NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验气体,若试纸变蓝,即可证明
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
偏大
Fe2(SO4)3•2(NH4)2SO4•2H2O
解析
解:废玻璃粉末加氢氧化钠溶液后过滤,得到滤渣A的成分是Fe2O3、CeO2、FeO;滤渣A(Fe2O3、CeO2、FeO)加稀硫酸后过滤得滤液B是硫酸亚铁溶液,加入氧化剂C可生成硫酸铁,所加氧化剂应避免引入新杂质,滤渣B的成分是CeO2;CeO2与H2O2和稀H2SO4反应生成Ce3+和O2;Ce3+加碱生成Ce(OH)3悬浊液;Ce(OH)3悬浊液被氧化生成Ce(OH)4.
(1)在氧化环节,所加氧化剂应避免生成杂质,只能选用过氧化氢,
故答案为:b;
(2)根据操作流程判断,由溶液生成固体,应首先进行蒸发浓缩,然后冷却结晶,检验硫酸铁铵溶液中含有NH4+,方法为取样于试管中加入NaOH溶液,加热,在试管口置一湿润的红色石蕊试纸,
故答案为:冷却结晶;取样于试管中加入NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验气体,若试纸变蓝,即可证明;
(3)Ce(OH)3被氧气氧化为Ce(OH)4,根据质量守恒可知,反应物中有水参与,化学方程式为:4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4,
故答案为:4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4;
(4)滴定时所用定量仪器的最小刻度为0.1mL,估读0.01ml,FeSO4溶液在空气中露置一段时间后会被氧化,消耗硫酸亚铁增大,测定该Ce(OH)4产品的质量分数会偏大;
故答案为:偏大;
(5)称取14.00g样品,将其溶于水配置成100mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体为氧化铁,n(Fe2O3)==0.01mol,生成氢氧化铁沉淀物质的量为,n(Fe(OH)3)=0.02mol,
向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO3)2溶液,恰好完全反应,则n(SO42-)=0.05mol,
所以14.00g样品中含有Fe2(SO4)30.02mol,n(SO42-)为0.1mol,则(NH4)2SO4为0.1mol-0.02mol×3=0.04mol,
则m(H2O)=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g,
n(H2O)==0.04mol,
n(Fe2(SO4)3):n((NH4)2SO4):n(H2O)=0.02:0.04:0.04=1:2:2,
所以化学式为Fe2(SO4)3•2(NH4)2SO4•2H2O,
故答案为:Fe2(SO4)3•2(NH4)2SO4•2H2O.
回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),最新一种离子交换法回收钒工艺,主要流程如下:
部分含钒物质在水中的溶解性如下:
回答下列问题:
(1)工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,该反应的氧化剂为______.
(2)滤液中含钒的主要成分为______ (填化学式).
(3)该工艺中反应①的化学方程式为______;沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度.根据如图判断最佳控制氯化铵系数和温度分别为______、______.
(4)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量,反应方程式为2VO+H2C2O4+2H+═2VOn++2CO2↑+mH2O,其中n、m分别为______、______.
正确答案
解:(1)工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,铝热反应中铝为还原剂,则金属的氧化物被还原,在反应中作氧化剂,所以氧化剂为V2O5,
故答案为:V2O5 ;
(2)废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣,由于V2O5为难溶物,所以滤液中含钒的主要成分为VOSO4,
故答案为:VOSO4 ;
(3)反应①的目的是把难溶的五氧化二钒还原为溶于水的VOSO4,该反应的化学方程式为:V2O5+Na2SO3+2H2SO4═VOSO4+Na2SO4+2H2O;工艺中反应③的沉淀率(又称沉矾率)是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度,根据沉钒率与沉淀温度的图象可知,在80℃时沉矾率最高为98%,再根据氯化铵系数与沉钒率可知,氯化铵系数为4时沉钒率最高,所以最佳控制氯化铵系数和温度分别为:4,80℃,
故答案为:V2O5+Na2SO3+2H2SO4═VOSO4+Na2SO4+2H2O; 4; 80℃;
(4)2VO2++H2C2O4+2H+═2VOn++2CO2↑+mH2O,根据电荷守恒,2n=1×2+1×2,解得n=2;再根据氢原子质量守恒看得:2+2=2m,则m=2,
故答案为:2;2.
解析
解:(1)工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,铝热反应中铝为还原剂,则金属的氧化物被还原,在反应中作氧化剂,所以氧化剂为V2O5,
故答案为:V2O5 ;
(2)废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣,由于V2O5为难溶物,所以滤液中含钒的主要成分为VOSO4,
故答案为:VOSO4 ;
(3)反应①的目的是把难溶的五氧化二钒还原为溶于水的VOSO4,该反应的化学方程式为:V2O5+Na2SO3+2H2SO4═VOSO4+Na2SO4+2H2O;工艺中反应③的沉淀率(又称沉矾率)是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度,根据沉钒率与沉淀温度的图象可知,在80℃时沉矾率最高为98%,再根据氯化铵系数与沉钒率可知,氯化铵系数为4时沉钒率最高,所以最佳控制氯化铵系数和温度分别为:4,80℃,
故答案为:V2O5+Na2SO3+2H2SO4═VOSO4+Na2SO4+2H2O; 4; 80℃;
(4)2VO2++H2C2O4+2H+═2VOn++2CO2↑+mH2O,根据电荷守恒,2n=1×2+1×2,解得n=2;再根据氢原子质量守恒看得:2+2=2m,则m=2,
故答案为:2;2.
电镀废水一种特殊处理工艺如下:
图中DTCR能与Ni2+、Zn2+、Cu2+、Cr3+等各种重金属离子迅速反应,生成不溶水的螯合盐,再加入少量絮凝剂下,形成絮状沉淀,从而达到捕集去除重金属的目的.
试回答下列问题:
(1)步骤②ClO2可将CN-直接氧化成两种无毒气体,该反应的离子方程式为______.
(2)若含氰废水流量为0.8m3/h,含氰(CN-)浓度为300mg/L,为确保安全,实际投放ClO2为理论值的1.3倍,则完成氧化每小时共需投入ClO2质量为______kg.
(3)步骤③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______.
(4)PAM为丙烯酰胺(CH2=CHCONH2)的聚合物,该聚合物的结构简式为______.
(5)本工艺中将废水分类收集,分而治之的优点是______.
正确答案
解:(1)ClO2氧化性较强,是常用的氧化剂,其中+4价氯元素通常被还原为-1价,在该反应中而CN-中+2价碳元素通常被氧化成+4价,而氮元素则容易被还原成0价形成氮气,
故答案为:2CN-+2ClO2=2CO2↑+N2↑+2Cl-;
(2)若含氰废水流量为0.8m3/h,含氰(CN-)浓度为300mg/L,1小时废水中含(CN-)的质量为0.8×103L×300mg/L=2.4×104mg=24g,含(CN-)的物质的量为=
mol,根据2CN-+2ClO2=2CO2↑+N2↑+2Cl-,CN-~ClO2,理论需ClO2的物质的量为
mol,实际需
×1.3=1.2mol,则完成氧化每小时共需投入ClO2质量为1.2mol×67.5g/mol=81g=0.81kg,
故答案为:0.81;
(3)步骤3中亚硫酸氢根离子中硫为+4价,具有还原性,被氧化成+6价的硫,Cr2O72-中铬为+6价,具有氧化性,被还原成+3价的铬,发生反应Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O,氧化剂与还原剂的物质的量之比为n(Cr2O72-):n(HSO3-)=1:3,
故答案为:1:3;
(4)丙烯酰胺分子中含有双键,发生加聚反应时,打开双键生成聚丙烯酰胺,故答案为:;
(5)本工艺中将废水分类收集,分而治之,处理含CN-与含铬的废水方法不同,用DTCR与Ni2+、Zn2+、Cu2+、Cr3+等各种重金属离子迅速反应,生成不溶水的螯合盐,再加入少量絮凝剂下,形成絮状沉淀,从而达到捕集去除重金属的目的,节约成本,避免彼此的相互干扰,
故答案为:节约成本,避免彼此的相互干扰.
解析
解:(1)ClO2氧化性较强,是常用的氧化剂,其中+4价氯元素通常被还原为-1价,在该反应中而CN-中+2价碳元素通常被氧化成+4价,而氮元素则容易被还原成0价形成氮气,
故答案为:2CN-+2ClO2=2CO2↑+N2↑+2Cl-;
(2)若含氰废水流量为0.8m3/h,含氰(CN-)浓度为300mg/L,1小时废水中含(CN-)的质量为0.8×103L×300mg/L=2.4×104mg=24g,含(CN-)的物质的量为=
mol,根据2CN-+2ClO2=2CO2↑+N2↑+2Cl-,CN-~ClO2,理论需ClO2的物质的量为
mol,实际需
×1.3=1.2mol,则完成氧化每小时共需投入ClO2质量为1.2mol×67.5g/mol=81g=0.81kg,
故答案为:0.81;
(3)步骤3中亚硫酸氢根离子中硫为+4价,具有还原性,被氧化成+6价的硫,Cr2O72-中铬为+6价,具有氧化性,被还原成+3价的铬,发生反应Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O,氧化剂与还原剂的物质的量之比为n(Cr2O72-):n(HSO3-)=1:3,
故答案为:1:3;
(4)丙烯酰胺分子中含有双键,发生加聚反应时,打开双键生成聚丙烯酰胺,故答案为:;
(5)本工艺中将废水分类收集,分而治之,处理含CN-与含铬的废水方法不同,用DTCR与Ni2+、Zn2+、Cu2+、Cr3+等各种重金属离子迅速反应,生成不溶水的螯合盐,再加入少量絮凝剂下,形成絮状沉淀,从而达到捕集去除重金属的目的,节约成本,避免彼此的相互干扰,
故答案为:节约成本,避免彼此的相互干扰.
从含镍废催化剂中可回收镍,其流程如下:
某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3.3%).部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下:
回答下列问题:
(1)“碱浸”的目的是除去______.
(2)“酸浸”时所加入的酸是______(填化学式).酸浸后,滤液②中可能含有的金属离子是______.
(3)“调pH为2~3”的目的是______.
(4)产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4•7H2O),可能是由于生产过程中______.
(5)NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH.该反应的离子方程式是______.
正确答案
解:(1)“碱浸”过程中是为了除去铝及其氧化物极其油脂,铝是两性元素和强碱反应,氧化铝是两性氧化物和强碱反应,镍单质和铁及其氧化物不和碱反应达到除去铝元素的目的;反应的两种方程式为:2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-═2AlO2-+3H2O,
故答案为:Al、Al2O3、油脂;
(2)“酸浸”时主要是溶解镍金属和铁单质及其氧化物,依据制备目的是得到NiSO4•7H2O,加入的酸不能引入新的杂质,所以需要加入硫酸进行酸浸;镍、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸镍溶液,
故答案为:H2SO4;Ni2+、Fe2+;
(3)硫酸镍溶液需要蒸发浓缩结晶析出,为防止镍离子水解生成氢氧化镍沉淀,需要控制溶液pH在酸性条件下,
故答案为:防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解(或“防止在浓缩结晶过程生成Ni(OH)2沉淀);
(4)产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4•7H2O),说明在加入过氧化氢氧化剂氧化亚铁离子时未把亚铁离子全部氧化,氢氧化亚铁沉淀的pH大于镍离子沉淀的pH,保温目的是把亚铁离子完全氧化,
故答案为:H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的;
(5)NiSO4在强碱溶溶中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH.该反应的离子方程式是:2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH+Cl-+H2O,
故答案为:2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O.
解析
解:(1)“碱浸”过程中是为了除去铝及其氧化物极其油脂,铝是两性元素和强碱反应,氧化铝是两性氧化物和强碱反应,镍单质和铁及其氧化物不和碱反应达到除去铝元素的目的;反应的两种方程式为:2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-═2AlO2-+3H2O,
故答案为:Al、Al2O3、油脂;
(2)“酸浸”时主要是溶解镍金属和铁单质及其氧化物,依据制备目的是得到NiSO4•7H2O,加入的酸不能引入新的杂质,所以需要加入硫酸进行酸浸;镍、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸镍溶液,
故答案为:H2SO4;Ni2+、Fe2+;
(3)硫酸镍溶液需要蒸发浓缩结晶析出,为防止镍离子水解生成氢氧化镍沉淀,需要控制溶液pH在酸性条件下,
故答案为:防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解(或“防止在浓缩结晶过程生成Ni(OH)2沉淀);
(4)产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4•7H2O),说明在加入过氧化氢氧化剂氧化亚铁离子时未把亚铁离子全部氧化,氢氧化亚铁沉淀的pH大于镍离子沉淀的pH,保温目的是把亚铁离子完全氧化,
故答案为:H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的;
(5)NiSO4在强碱溶溶中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH.该反应的离子方程式是:2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH+Cl-+H2O,
故答案为:2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O.
(2014春•温州校级期末)某化学兴趣小组用只含有铝、铁、铜的工业废料制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4•7H2O)和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用.其实验方案如下:
(1)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式:______.
(2)由滤液A制AlCl3溶液的途径有①和②两种,你认为较合理的途径及理由是:______.
(3)滤液E若放置在空气中一段时间后,溶液中的阳离子除了Fe2+和H+外,还可能存在______(用元素符号表示).
(4)用滤渣F通过两种途径制取胆矾,与途径③相比,途径④明显具有的两个优点是:______、______.
(5)途径④发生反应的化学方程式为:______.
(6)实验室从CuSO4溶液制取胆矾,操作步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、______、自然干燥.
正确答案
解:(1)因铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气,化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,则离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,
故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2)途径①发生反应:NaAlO2+4HCl=AlCl3↓+NaCl+2H2O,会引入盐酸,氯化钠杂质;
故答案为:②合理,途径②制得的氯化铝溶液纯度高;途径①制取的AlCl3溶液中混有NaCl杂质;
(3)滤液E的成分中的二价铁离子易被空气中的氧气氧化成三价铁离子,故答案为:Fe3+;
(4)途径③的反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,途径④的反应:2Cu+O2+2H2SO4(稀)
2CuSO4+2H2O,从反应方程式看出产生等量胆矾途径④消耗硫酸少,途径④不会产生污染大气的气体,故答案为:产生等量胆矾途径④消耗硫酸少;途径④不会产生污染大气的气体;
(5)铜和氧气和酸反应生成硫酸铜和水:2Cu+2H2SO4+O2═2CuSO4+2H2O,故答案为:2Cu+2H2SO4+O2═2CuSO4+2H2O;
(6)由溶液制取晶体,需经过加热浓缩,冷却结晶、过滤洗涤、干燥才可得到,
故答案为:过滤洗涤.
解析
解:(1)因铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气,化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,则离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,
故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2)途径①发生反应:NaAlO2+4HCl=AlCl3↓+NaCl+2H2O,会引入盐酸,氯化钠杂质;
故答案为:②合理,途径②制得的氯化铝溶液纯度高;途径①制取的AlCl3溶液中混有NaCl杂质;
(3)滤液E的成分中的二价铁离子易被空气中的氧气氧化成三价铁离子,故答案为:Fe3+;
(4)途径③的反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,途径④的反应:2Cu+O2+2H2SO4(稀)
2CuSO4+2H2O,从反应方程式看出产生等量胆矾途径④消耗硫酸少,途径④不会产生污染大气的气体,故答案为:产生等量胆矾途径④消耗硫酸少;途径④不会产生污染大气的气体;
(5)铜和氧气和酸反应生成硫酸铜和水:2Cu+2H2SO4+O2═2CuSO4+2H2O,故答案为:2Cu+2H2SO4+O2═2CuSO4+2H2O;
(6)由溶液制取晶体,需经过加热浓缩,冷却结晶、过滤洗涤、干燥才可得到,
故答案为:过滤洗涤.
化学与科学.技术.社会.环境和生活密切相关.下列有关说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、铁在海水中易腐蚀的原因是因为海水中含有大量的电解质,形成了无数微小的原电池造成的,不是因为海水中含氧量高造成的,故A错误;
B、塑料、金属、纸制品及玻璃都可以回收利用,不可随意丢弃,故B正确;
C、食品添加剂在一定范围内会对人体造成危害,必须严格遵守卫生部门的规定,故C正确;
D、煤燃烧是将化学能转变为热能,火力发电需要通过热机将热能转化为机械能,然后机械能转换为电能,故在燃煤发电过程中有如下能量变化:化学能→热能→机械能→电能,
故D正确;
故选A.
银铜合金广泛用于航空工业.从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
(1)电解精炼银时,阴极反应式为______;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为______.
(2)固体混合物B的组成为______;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为______.
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:______CuO+______Al2O3______CuAlO2+______↑
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为______mol CuAlO2,至少需要1.0mol•L-1的Al2(SO4)3溶液______L.
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是______、过滤、洗涤和干燥.
正确答案
Ag++e-=Ag
2NO+O2=2NO2
Al(OH)3和CuO
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
4
2
4
O2
50.0
25.0
蒸发浓缩、冷却结晶
解析
解:(1)电镀法精炼银时,粗银为阳极,精银为阴极,阳极上失电子变成离子进入溶液了:Ag-e-=Ag+,阴极银离子得到电子形成单质银:Ag++e-=Ag;无色的NO在常温下与空气中的O2迅速化合生成红棕色N02:2NO+O2=2NO2;
故答案为:Ag++e-=Ag;2NO+O2=2NO2;
(2)未煮沸之前是Cu(OH)2和Al(OH)3,Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃,煮沸后Cu(OH)2分解产生氧化铜,可知B为Al(OH)3和CuO;氢氧化铝显两性能与碱反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,故答案为:Al(OH)3和CuO;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(3)反应前Cu为+2价,反应后为+1,化合价降低1,Al化合价没有变化,所以氧元素的化合价升高,生成氧气,反应前氧为-2价,反应后为0,化合价升高2,两者的最小公倍数是2,再根据原子守恒得:4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑,故答案为:4;2;4;O2;
(4)由关系式:Cu~CuAlO2得n(CuAlO2)==50.0mol,则CuAlO2为50.0mol,
由关系式:Al2(SO4)3~2CuAlO2得Al2(SO4)3=n(CuAlO2)×=25.0mol,所以需要体积为
=25.0L,
故答案为:50.0;25.0;
(5)由CuSO4溶液获得CuSO4•5H2O晶体,需要经过蒸发浓缩,冷却结晶(或结晶),过滤等操作,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶.
扫码查看完整答案与解析