【题目】PbO(溶于酸,微溶于强碱溶液)在工业上用途广泛,可制作颜料铅白、杀虫剂等。某再生能源企业以含铅废料(主要含Pb、PbO、PbSO4 和极少量的PbO2)和稀H2SO4 为原料制备高纯PbO 的工艺流程如下:
(1)铅蓄电池放电时负极的电极反应________。
(2)酸溶过程中含铅废料需要粉碎,其目的是__________,在 Fe2+催化下,PbO2 和Pb 反应生成PbSO4,生成 1molPbSO4 转移电子的物质的量__________mol。
(3)滤液A 中含有的主要阳离子是______(填离子符号)。
(4)脱硫过程发生的主要反应的离子方程式为______。
(5)冷却、过滤后对所得的固体进行洗涤操作,在实验室洗涤时,检验沉淀是否洗涤干净的方法是______
(6)PbO 溶解在NaOH 溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq) 。 PbO 的溶解度曲线如图所示。结合该曲线,简述由粗品PbO 得到高纯PbO 的操作:将粗PbO 溶解在一定量______(填“35%”或“ 10%)NaOH 溶液中,加热至 110℃左右,充分溶解后,_______,将滤液冷却结晶,过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO。
【答案】Pb-2e- + SO42-=PbSO4 增大固体表面积,提高反应速率 1mol H+ 、Fe2+ PbSO4 +2OH-=PbO+SO4 2-+H 2O 取最后一次洗涤液,做焰色反应实验,火焰不变黄色(或取最后一次洗涤液滴入盐酸和氯化钡溶液,若不产生沉淀),说明已洗涤干净 35% 趁热过滤
【解析】
(1)铅蓄电池中Pb为负极,PbO2为正极H2SO4为电解质,以此写出电极反应;
(2)利用增大化学反应速率的知识回答酸溶过程中含铅废料需要粉碎;由反应方程可知每生成1mol PbSO4转移电子数为1mol;
(3)含铅废料中加入硫酸亚铁和稀硫酸溶解,生成硫酸铅为滤渣,滤液中含有过量的硫酸和硫酸亚铁;
(4)脱硫过程发生的是将硫酸铅转化为PbO,溶液为碱性,以此写出化学方程式;
(5)冷却、过滤后对所得的固体进行洗涤操作,在实验室洗涤时,检验沉淀是否洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤液,做焰色反应实验,火焰不变黄色(或取最后一次洗涤液滴入盐酸和氯化钡溶液,若不产生沉淀),说明已洗涤干净;
(6)由溶解度曲线图可知PbO在35%的NaOH溶液中溶解度随着温度的变化溶解度变化较大。
(1)铅蓄电池中Pb为负极,PbO2为正极H2SO4为电解质,电极反应为:,故答案为:;
(2)酸溶过程中含铅废料需要粉碎目的是增大固体表面积,提高反应速率;由反应方程可知每生成1mol PbSO4转移电子数为1mol,故答案为:增大固体表面积,提高反应速率;1mol;;
(3)含铅废料中加入硫酸亚铁和稀硫酸溶解,生成硫酸铅为滤渣,滤液中含有过量的硫酸和硫酸亚铁,故主要阳离子为H+ 、Fe2+,故答案为:H+ 、Fe2+;
(4)脱硫过程发生的是将硫酸铅转化为PbO,主要反应的离子方程式为:,故答案为:PbSO4 +2OH-=PbO+SO4 2-+H 2O;
(5)冷却、过滤后对所得的固体进行洗涤操作,在实验室洗涤时,检验沉淀是否洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤液,做焰色反应实验,火焰不变黄色(或取最后一次洗涤液滴入盐酸和氯化钡溶液,若不产生沉淀),说明已洗涤干净,故答案为:取最后一次洗涤液,做焰色反应实验,火焰不变黄色(或取最后一次洗涤液滴入盐酸和氯化钡溶液,若不产生沉淀),说明已洗涤干净;
(6)由溶解度曲线图可知PbO在35%的NaOH溶液中溶解度随着温度的变化溶解度变化较大,则将粗PbO 溶解在一定量35%的NaOH溶液中再通过加热至 110℃左右,充分溶解后,趁热过滤,将滤液冷却结晶,过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO,故答案为:35%;趁热过滤。
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【题目】如图是中学化学实验中常见的制备气体并进行某些物质的检验和性质实验的装置,A是制备气体的装置,C、D、E、F中盛装的液体可能相同,也可能不同。试回答:
(1)如果A中的固体物质是碳,分液漏斗中盛装的是浓硫酸,试写出发生的化学反应方程式:____,若要检验生成的产物,则B、C、D、E、F中应分别加入的试剂为__、__、__、__、__,E中试剂和C中相同,E中试剂所起的作用__,B装置除可检出某产物外,还可起到__作用。
(2)若进行上述实验时在F中得到10.0 g固体,则A中发生反应转移的电子数为__个。
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【题目】离子液体是在室温和室温附近温度下呈液态的盐类物质,由于其具有良好的化学稳定性,较低的熔点和良好的溶解性,应用越来越广泛。如图为某离子液体的结构,回答下列问题:
(1)B原子核外有___种运动状态不同的电子。BF4-中,B原子价层电子对数为___,与BF4-互为等电子体的分子为___(填分子式,写出一种即可);在周期表中,与B的化学性质最相似的邻族元素是___,它们性质相似的原因是___。
(2)NH3极易溶于水的原因与氢键有关,结合NH3·H2O的电离推测NH3·H2O的合理结构式为___(填字母)。
A. B. C. D.
(3)该离子液体常温下为液体,而NaBF4常温下为固体,原因是___。
(4)分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则该离子液体的阳离子中存在一个大π键,可表示为___。
(5)某硼的含氧酸根离子为无限链状结构,节选部分结构如图所示,其离子的化学式可用通式表示为___(用n代表B原子数)。
(6)某种含B和N两种元素的功能陶瓷,其晶胞结构如图所示。已知该晶胞底面为菱形,其边长为acm,高为bcm,晶体密度为ρg/cm3,则阿伏加德罗常数NA为___mol-1(列出计算式)。
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【题目】在2升的密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol,在前10秒钟A的平均反应速度为0.12mol/(L·s),则10秒钟时,容器中B的物质的量是( )
A. 1.2molB. 1.6molC. 2.4molD. 2.8mol
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【题目】黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由锌和铜组成。回答下列问题:
(1)铜原子核外电子共有__种不同运动状态,基态铜原子的核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为__。
(2)根据铜、锌原子结构可知第二电离能I2(Zn)__I2(Cu)填“大于”或“小于” 。
(3)向蓝色硫酸铜溶液[Cu(H2O)4]2+中加入稍过量的氨水,溶液变为深蓝色[Cu(NH3)4]2+。
①H2O分子中心原子的杂化类型为__;分子中的键角:H2O__NH3(填“大于”或“小于”)。
②通过上述实验现象可知,与Cu2+的配位能力:H2O__NH3(填“大于”或“小于”)。
③氨硼烷(BH3—NH3)可以作为机动车使用的备选氢来源或氢储存的材料。
下列与氨硼烷是等电子体的有__(填编号)。
A.乙烷 B.H2O2 C.H3PO4 D.S8
④写出BH3—NH3的结构式 结构中若含配位键用→表示 __。
(4)某磷青铜晶胞结构如图所示。
①其化学式为__。
②若晶体密度为8.82g/cm3,最近的Cu原子核间距为__cm(用NA表示阿伏加德罗常数,用M表示该晶体的摩尔质量)。
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【题目】计算题:(必需写出计算过程)
(1)在某温度下,将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.0080mol/L
①求该反应的平衡常数。_____
②在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20mol,试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。____
(2)利用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O,是火箭发射常用的反应之一。已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H1=+67.2kJ/mol,N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol,假如都在相同状态下,请写出发射火箭反应的热化学方程式。(需写出过程)____
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【题目】由 H、B、C、N、O、F 等元素通过共价键形成的物质在工业生产中有广泛的应用。回答下列问题:
(1)氧原子核外有_____种不同运动状态的电子,有_______ 种不同能量的原子轨道。
(2)Bi 是 N 的同主族元素,与 N 原子相差 4 个电子层,基态 Bi 原子的价电子轨道排布图为______。
(3)C2H4 与N2H4 在水中的溶解度相差很大, 出现这种现象的主要原因是 __________。
(4)H2C2O4 分子中碳原子的杂化类型是 _________,写出一种与 C2O42-互为等电子体的分子的化学式_______________。
(5)NaHF2 可用于制无水氟化氢和雕刻玻璃、木材防腐等。常温常压下为白色固体,易溶于水,160℃分解,NaHF2 中所含作用力的类型有___________(填字母)。
a 离子键 b 共价键 c 配位键 d 氢键
(6)六方氮化硼晶体结构如图 I 所示,氮化硼的化学式为______在其晶胞(图Ⅱ所示)中层内 BN 核间距为 apm,层间 BN 核间距为bpm,其密度为______g·cm -3(阿伏加德罗常数的值为 NA,用含 a、b、NA 的代数式表示)
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【题目】已知反应4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是( )
A. υ(CO)=1.5 mol·L-1·min-1 B. υ(NO2)=0.7 mol·L-1·min-1
C. υ(N2)=0.4 mol·L-1·min-1 D. υ(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1
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【题目】胡椒酚是植物挥发油中的一种成分。关于胡椒酚有下列说法:
①该化合物属于芳香烃;
②分子中至少有7个碳原子处于同一平面;
③该化合物可以发生取代反应、加成反应、加聚反应、氧化反应
④该化合物最多可与4mol H2或1molBr2发生加成反应。其中正确的是( )
A. ①③B. ①②④C. ②③D. ②③④
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