【化学–选修2:化学与技术】(15分)
重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O),是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备红矾钠的流程如下:
(1)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成 。
(2)煅烧铬铁矿时,矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4,反应化学方程式如下:4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 = 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是 。(写一种即可)
(3)已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应,如:
2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O; 3CrO42-+4H+= Cr3O102-+2H2O
① 往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是 。
② 混合溶液乙中溶质的化学式是 。
(4)在含Cr2O72-废水中存在着平衡:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,请写出该平衡的平衡常数表达式K= ,若继续加水稀释,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”“不”)。
(5)请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应:
□Cr2O72-+□S2-+□H2O ——□Cr(OH)3+□S2O32-+□OH-
(15分)(1)FeO·Cr2O3(2分)
(2)粉碎矿石、升高温度(2分)
(3)① 少量不能除尽Na2CO3等杂质,过量会生成Na2Cr3O10等副产物。(2分)
② Na2Cr2O7和Na2SO4(2分)
(4)c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-) (2分) 正向(2分)
(5) 4 6 19 8 3 14 (3分)
解析试题分析:(1)根据元素的化合价,把盐写成氧化物的形式,中间用·连接,Fe(CrO2)2中Fe为+2价,对应氧化物为FeO,Cr为+3价,对应氧化物为Cr2O3,所以Fe(CrO2)2的氧化物形式为FeO·Cr2O3;
(2)考虑综合效益,加快反应速率,可以升高温度或把矿石粉碎;
(3)① 加硫酸的目的是除去杂质碳酸钠,少量不能除尽Na2CO3等杂质,过量会生成Na2Cr3O10等副产物,所以加入硫酸必须适量;
②因为最终得到的晶体是Na2Cr2O7·2H2O,所以混合溶液乙中的溶质是Na2Cr2O7及Na2SO4;
(4)根据化学平衡常数的表达式,Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+平衡常数K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-) ;加水稀释,反应物、生成物的浓度均减小,但生成物的浓度幂之积减小的更多,平衡正向移动;
(5)根据得失电子守恒法配平方程式,Cr2O72-中Cr为+6价,产物Cr(OH)3中Cr为+3价;反应物中S元素的化合价为-2价,产物中S元素的化合价为+2价,Cr2O72-中Cr整体降6价,S整体升高8价,6、8的最小公倍数是24,所以6×4,Cr2O72-前的系数是4,Cr(OH)3前的系数是8;8×3,所以S2O32-前的系数是3,S2-前的系数是6,根据电荷守恒配平OH-的系数是14,观察法配平H2O的系数是19,所以答案是 4 6 19 8 3 14 。
考点:考查化学式的改写,操作的判断,物质的判断,平衡的移动,离子方程式的配平
科目:高中化学 来源: 题型:单选题
下列有关说法正确的是( )
A.一个SiO2分子中含有2个Si—O键,一个C2H4中含5对共用电子 |
B.给铁皮镀锌可以有效的防止铁的电化学腐蚀 |
C.金属氧化物和硝酸反应都只生成盐和水 |
D.在强电解质水溶液中电解质全都以自由移动的离子形式存在 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(12分)我国有广阔的海岸线,海水综合利用大有可为。海水中溴含量为65 mg·L-1,从海水中提取溴的工业流程如下:
(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是:
________________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用了溴的________。
A.氧化性 B.还原性 C.挥发性 D.腐蚀性
(3)以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下,请在下面方框内填入适当的化学计量数:
(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏。
写出溴与二氧化硫水溶液反应的离子方程式:________________________________。
由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是 。
(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是________。
A.乙醇 B.四氯化碳 C.裂化汽油 D.苯
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题20图—1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:S2-—2e-S (n—1)S+ S2- Sn2-
①写出电解时阴极的电极反应式: 。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成 。
(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如题20图—2所示。
①在图示的转化中,化合价不变的元素是 。
②反应中当有1molH2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需要消耗O2的物质的量为 。
③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有 。
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如题20图—3所示,H2S在高温下分解反应的化学方程式为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某无色溶液X,由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、[Al(OH)4]--、 MnO4—、CO32-- 、SO42—中的若干种离子组合,取溶液进行如下连续试验:(填化学用语)
(1)气体A的成分是:_________________,气体B的成分是_____________
(2)X溶液中一定存在的离子是:____________________________
(3)写出步骤①发生反应的所有离子反应方程式:_________________________
(4)写出步骤②形成白色沉淀甲的离子方程式:______________________
(5)写出白色沉淀乙的可能组成:____________________________
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
研究人员研制利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收硫酸厂的尾气SO2,制备硫酸锰的生产流程如下:
已知:浸出液的pH<2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金属离子。PbO2的氧化性大于MnO2。PbSO4是一种微溶物质。有关金属离子的半径、形成氢氧化物沉淀时的pH见下表,阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图。
离子 | 离子半径(pm) | 开始沉淀 时的pH | 完全沉淀 时的pH |
Fe2+ | 74 | 7.6 | 9.7 |
Fe3+ | 64 | 2.7 | 3.7 |
Al3+ | 50 | 3.8 | 4.7 |
Mn2+ | 80 | 8.3 | 9.8 |
Pb2+ | 121 | 8.0 | 8.8 |
Ca2+ | 99 | - | - |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
【化学——选修2:化学与技术】(15分)
电镀厂镀铜废水中含有CN-和Cr2O72-离子,需要处理达标后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理,回答下列问题:
(1)上述处理废水流程中主要使用的方法是_________________;
(2)②中反应后无气体放出,该反应的离子方程式为______________;
(3)步骤③中,每处理0.4mol Cr2O72-时转移电子2.4mol,该反应的离子方程式为 ;
(4)取少量待测水样于试管中,加入NaOH溶液,观察到有蓝色沉淀生成,再加Na2S溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因 ;
(5)目前处理酸性Cr2O72-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4 ·7H2O将Cr2O72-还原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于:(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。
处理1mol Cr2O72-,需加入a mol FeSO4 ? 7H2O,下列结论正确的是_______。
A.x ="0.5" ,a ="8" | B.x ="0.5" ,a =" 10" | C.x =" 1.5" ,a =8 | D.x =" 1.5" ,a = 10 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:
回答下列问题:
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:
2Fe3++Fe=3Fe2+
2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(无色)+Fe2++2H+
加入铁屑的作用是 。
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶,该溶胶的分散质颗粒直径大小在 范围。
(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。已知25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+??Fe3++3H2O的平衡常数K= 。
(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式: 。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是 (只要求写出一项)。
(6)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用 方法。
| TiCl4 | SiCl4 |
熔点/℃ | -25.0 | -68.8 |
沸点/℃ | 136.4 | 57.6 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某厂的酸性工业废水中含有一定量的Na+、Al3+、Fe3+、Cu2+、Cl-。该厂利用如图所示的工艺流程图,利用常见的气体氧化物、酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中生产出了氯化铁、氧化铝、NaCl晶体和金属铜,产生了很好的社会经济效益。
请填写下列空白:
(1)图中试剂1是________,试剂2是________。
(2)步骤1和步骤2所用到的玻璃仪器是________。
(3)步骤1反应的离子方程式为__________________________________。
(4)步骤3反应的离子方程式为__________________________________。
(5)从节约药品和环保方面考虑,步骤5所发生反应的离子方程式应为____________________________。
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