【题目】科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示,用CuSi合金作硅源,在950℃利用三层液熔盐进行电解精炼,下列说法正确的是( )
A.X与电源的正极相连
B.电子能够在三层液熔盐间自由流动
C.电子由液态CuSi合金流出
D.在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化,Si4+优先于Cu2+被还原
【答案】C
【解析】
由图可知该装置为电解池:Si4+在液态铝电极得电子转化为Si,所以液态铝电极为阴极,X连接电源负极,则Cu-Si合金所在电极为阳极,Y与电源正极相接,三层液熔盐在电解槽中充当电解质,可以供离子自由移动,并增大电解反应面积,提高硅沉积效率。
A.Si4+在液态铝电极得电子转化为Si,所以液态铝电极为阴极,X连接电源负极,故A错误;
B.电子只能在外电路中移动,不能够在三层液熔盐间自由流动,故B错误;
C.由图可知:液态铝为阴极,连接电源负极,所以电子流入液态铝,液态Cu-Si合金为阳极,电子由液态Cu-Si合金流出,故C正确;
D.由图可知,电解池的阳极上Si失电子转化为Si4+,阴极反应为Si4+得电子转化为Si,所以Si优先于Cu被氧化,故D错误;
故选C。
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【题目】某科学小组制备硝基苯的实验装置如下,有关数据列如下表。已知存在的主要副反应有:在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g.cm-1 | 溶解性 |
苯 | 5.5 | 80 | 0.88 | 微溶于水 |
硝基苯 | 5.7 | 210.9 | 1.205 | 难溶于水 |
间二硝基苯 | 89 | 301 | 1.57 | 微溶于水 |
浓硝酸 | 83 | 1.4 | 易溶于水 | |
浓硫酸 | 338 | 1.84 | 易溶于水 |
实验步骤如下:
取100mL烧杯,用20 mL浓硫酸与足量浓硝酸配制混和酸,将混合酸小心加入B中。把18 mL(15.84 g)苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混和均匀。在50~60℃下发生反应,直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5%NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,弃去CaCl2,进行蒸馏纯化,收集205~210℃馏分,得到纯硝基苯18g。
回答下列问题:
(1)图中装置C的作用是_______________________________。
(2)制备硝基苯的化学方程式__________________________________________________。
(3)叙述配制混合酸操作:______________________________________________。
(4)为了使反应在50℃~60℃下进行,常用的方法是______________。反应结束并冷却至室温后A中液体就是粗硝基,粗硝基苯呈黄色的原因是________________________(用化学方程式说明),除去该有色物质选择的试剂是____________,分离提纯的方法为___________,涉及的离子方程式为_______________。
(5)在洗涤操作中,第二次水洗的作用是________________________________________。
(6)在蒸馏纯化过程中,因硝基苯的沸点高于140℃,应选用空气冷凝管,不选用水直形冷凝管的原因是_______________________________________________________________。
(7)本实验所得到的硝基苯产率是______________________。
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【题目】实验室需要0.1mol·L-1 NaOH溶液450 mL。根据溶液的配制情况回答下列问题。
(1)在下图所示仪器中,配制上述溶液肯定不需要的是 _____________(填序号),除图中已有仪器外,配制上述溶液还需要的玻璃仪器 _____________________。
(2)配制时,其正确的操作顺序是(用字母表示,每个操作只用一次) __________。
A.用少量水洗涤烧杯2次~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.在盛有NaOH固体的烧杯中加入适量水溶解
C.将烧杯中已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,反复上下颠倒,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1 cm~2 cm处
(3)实验两次用到玻璃棒,其作用分别是:先用于 ______,后用于 ________。
(4)关于容量瓶的四种叙述:①是配制准确浓度溶液的仪器;②不宜贮存溶液;③不能用来加热;④使用之前要检查是否漏水。这些叙述中正确的是 ________。
A.①②③④ B.②③ C.①②④ D.②③④
(5)根据计算用托盘天平称取的质量为 ____________g。
(6)下列操作配制的溶液浓度偏低的是______。
A.称量NaOH时,将NaOH放在纸上称重
B.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
C.配制时,NaOH未冷却直接定容
D.向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面
E.定容时俯视刻度线
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【题目】实验室以电镀废渣(Cr2O3、CuO、Fe2O3及CaO)为原料制取铜粉和K2Cr2O7的主要流程如图:
(1)“酸浸”时,所得残渣的主要成分是___________。
(2)“沉 CuS”时,加入的硫化钠必须适量,若过量可能产生的后果是_________(用离子方程式表示)。
(3)一水合硫酸四氨合铜加热到650℃可分解为铜、氨气、二氧化硫和水以及一种无污染气体,写出其化学方程式___________。
(4)“沉CuNH4 SO3”时可用如图装置(夹持、加热仪器略):
①“沉CuNH4SO3”时,反应液需控制在45℃,合适的加热方式是____________。
②NaOH溶液的作用是___________。
(5)测定产品中K2Cr2O7含量的方法如下:称取产品试样2.0g配成250 mL溶液,用移液管取出25.00 mL于锥形瓶中,加入足量稀硫酸酸化后,再加入几滴指示剂,用0.1000mol·L–1硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定,重复进行二次实验。(已知Cr2O72-被还原为Cr3+)
①若三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为25.00mL,则所得产品K2Cr2O7的纯度为_____%。[已知M(K2Cr2O7)=294g·mol-1,计算结果保留至小数点后两位]。
②上述流程中K2Cr2O7发生氧化还原反应后所得溶液中除含有Cr3+外,还含有一定浓度的 Fe3+杂质,可通过加碱调pH的方法使两者转化为沉淀。已知c(Cr3+)=2×10–5 mol·L-1,则当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时Fe3+是否沉淀完全?____________(通过计算说明原因)。{已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31}
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【题目】氧化还原反应是一类重要的反应,在工农业生产、日常生活中都有广泛的用途。回答下列有关氧化还原的问题。
Ⅰ.氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:NO3-+4H++3e-→NO+2H2O。KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
(1)物质(甲)为_________。(填化学式)
(2)反应中若产生标况下4.48LNO气体,则转移电子的数目是 ____________。
Ⅱ.亚硝酸钠(NaNO2)像食盐一样有咸味,但有很强的毒性,误食NaNO2会使人中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应:2NaNO2 + 4HI ═ 2NO↑ + 2NaI + I2 + 2H2O
(1)用双线桥标出该反应的电子转移方向及数目:_______。氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
(2)测定NaNO2的质量分数的过程如下:称取NaNO2粗品0.6 g于锥形瓶中,先加水溶解,再向其中滴加0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液,恰好完全反应时,消耗酸性KMnO4溶液24mL。计算装置C中所得固体中NaNO2的质量分数___________。(已知测定过程中发生反应的方程式为MnO4-+NO2-+H+—Mn2++NO3-+H2O(未配平),且杂质不与KMnO4反应)
(3)自来水中的NO3-对人类健康产生危害。为了降低自来水中NO3-的浓度,某研究人员提出两种方案。
①方案a:微碱性条件下用Fe(OH)2还原NO3-,产物为NH3。生成3.4g NH3同时会生成_____molFe(OH)3。
②方案b:碱性条件下用Al粉还原NO3-,产物是N2。发生的反应可表示如下,完成方程式并配平。
____Al+____NO3-+____ (____)—____AlO2-+______N2↑+____(____)
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【题目】用如图所示装置进行下列实验:将①中的浓硫酸滴入②中,预测的现象与结论相符的是( )
A. 若②为浓盐酸;产生大量气体产生;说明硫酸的酸性比盐酸强
B. 若②为铜片;有气泡产生,底部生成灰白色固体;说明浓硫酸有强氧化性
C. 若②为蓝色硫酸铜晶体;蓝色晶体变为白色;说明浓硫酸有吸水性,发生物理变化
D. 若②为蔗糖;白色固体变为黑色海绵状,有气体放出;说明浓硫酸有脱水性、氧化性
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【题目】将3.48g四氧化三铁完全溶解在100mL 1mol/L硫酸中,然后加K2Cr2O7溶液25mL,恰好使溶液中Fe2+全部转为Fe3+,Cr2O72-全部转化为Cr3+,则K2Cr2O7溶液物质的量浓度是 ( )
A. 0.05mol/LB. 0.1mol/LC. 0.2mol/LD. 0.3mol/L
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【题目】化合物是一种高效消毒剂,其蒸汽和溶液都具有很强的杀菌能力,可用于目前新冠病毒疫情下的生活消毒。其中X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素。下列叙述正确的是
A.原子半径:X>Y>Z
B.元素的非金属性:X<Y<Z
C.该化合物中Z的化合价均呈-2 价
D.该化合物中 X、Y、Z都满足 8 电子稳定结构
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【题目】有A,B,C,D,E五种元素,其中A,B,C,D为短周期元素,A元素的周期数、主族数、原子序数相同;B原子核外有3种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同;C原子的价电子构型为csccpc+1,D元素的原子最外层电子数比次外层电子数少2个,D的阴离子与E的阳离子电子层结构相同,D和E可形成化合物E2D.
(1)上述元素中,第一电离能最小的元素的原子结构示意图为__;D的价电子排布图为__;
(2)下列分子结构图中的●和○表示上述元素的原子中除去最外层电子的剩余部分,小黑点表示没有形成共价键的最外层电子,短线表示共价键.
则在以上分子中,中心原子采用sp3杂化形成化学键的是__(填写分子的化学式); 在③的分子中有__个σ键和__个π键.
(3)A,C,D可形成既具有离子键又具有共价键的化合物,其化学式可能为__;足量的C的氢化物水溶液与CuSO4溶液反应生成的配合物,其化学式为__,请说出该配合物中中心原子与配位体及内界与外界之间的成键情况:__.
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