【题目】某厂用闪锌矿制备锌及颜料 A(红棕色固体)的工艺流程如下图所示。(闪锌矿的主要成分为 ZnS,同时含有 10%的 FeS 及少量 CuS)
已知:①闪锌矿在焙烧时会生成副产物 ZnFeO4,ZnFeO4 不溶于水及硫酸。Fe(HSO3)2 难溶于水。②Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39。
完成下列问题
(1)闪锌矿粉碎的目的是_______________________________________________________。
(2)“滤液 1”中选用足量的 H2O2,理由是_____________________。假设“②调节 pH"前,滤液 1 中 c(Fe3+)=1molL-1 ,则 Fe3+ 完全沉淀时的 pH 至少为____________________。(离子浓度≤ 10-6mol·L-1 规为完全除去)。
(3)“滤渣 3”的成分为__________________________________ (写化学式)。
(4)设计一种检验“颜料 A”中是否含有 Fe2+的实验方案_______________________________________________________。
(5)“气体 A”与“浸渣 1”反应的化学方程式为_______________________________________________________。
【答案】增大固体不氧气的接触面积,提高反应速率。 将Fe2+完全氧化成Fe3+,避免引入杂质 3 Zn和Cu或者Cu 取少量固体A于试管中,加入稀硫酸完全溶解后,滴加酸性KMnO4紫红色褪色,则含有Fe2+ 4SO2+ZnFeO4+2H2O=Fe(HSO3)2+ ZnSO4+H2SO4
【解析】
(1)闪锌矿粉碎的目的是增大固体不氧气的接触面积,提高反应速率。
(2)“滤液 1”中选用足量的 H2O2,理由是将 Fe2+完全氧化成 Fe3+,避免引入杂质。假设“②调节 pH前,滤液1中 c(Fe3+)=1molL-1 ,则Fe3+完全沉淀时,,
,
,pH = 3。
(3)由于滤液2中加入锌粉,其主要是将铜离子置换出来,锌可能可能,因此“滤渣3”的成分为Zn和Cu或者Cu。
(4)设计一种检验“颜料A”中是否含有Fe2+的实验方案,主要将固体A溶于稀硫酸中,再用酸性高锰酸钾来验证亚铁离子。
(5)气体A为二氧化硫与浸渣1的ZnFeO4反应的化学方程式为4SO2+ZnFeO4+2H2O=Fe(HSO3)2+ ZnSO4+H2SO4。
(1)闪锌矿粉碎的目的是增大固体不氧气的接触面积,提高反应速率,故答案为:增大固体不氧气的接触面积,提高反应速率。
(2)“滤液 1”中选用足量的 H2O2,理由是将 Fe2+完全氧化成 Fe3+,避免引入杂质。假设“②调节 pH前,滤液1中 c(Fe3+)=1molL-1 ,则Fe3+完全沉淀时,,
,
,pH = 3,故答案为:将Fe2+完全氧化成Fe3+,避免引入杂质;3。
(3)由于滤液2中加入锌粉,其主要是将铜离子置换出来,锌可能可能,因此“滤渣3”的成分为Zn和Cu或者Cu,故答案为:Zn和Cu或者Cu。
(4)设计一种检验“颜料A”中是否含有Fe2+的实验方案,主要将固体A溶于稀硫酸中,再用酸性高锰酸钾来验证亚铁离子,故答案为:取少量固体A于试管中,加入稀硫酸完全溶解后,滴加酸性KMnO4紫红色褪色,则含有Fe2+。
(5)气体A为二氧化硫与浸渣1的ZnFeO4反应的化学方程式为4SO2+ZnFeO4+2H2O=Fe(HSO3)2+ ZnSO4+H2SO4,故答案为:4SO2+ZnFeO4+2H2O=Fe(HSO3)2+ ZnSO4+H2SO4
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【题目】亚硝酸钠是一种工业盐,用途广泛;外观与食盐非常相似,但毒性较强,食品添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究:
㈠鉴别NaCl和NaNO2
(1)测定溶液PH
用PH试纸分别测定0.1mol·L-1两种盐溶液的PH,测得NaNO2溶液呈碱性。NaNO2溶液呈碱性的原因是 ________________________(用离子方程式解释)。NaNO2溶液中c(HNO2)=_____________(用溶液中其它离子的浓度关系式表示)
(2)沉淀法
取2mL0.1 mol·L-1两种盐溶液于试管中,分别滴加几滴稀硝酸银溶液。两只试管均产生白色沉淀。分别滴加几滴稀硝酸并振荡,盛NaNO2溶液的试管中沉淀溶解。
该温度下Ksp(AgNO2)=2×10-8(mol·L-1)2; Ksp(AgCl)=1.8×10-10(mol·L-1)2
则反应AgNO2(s) +Cl-(aq)AgCl(s)+ NO2-(aq)的化学平衡常数K=__________
(3)氧化法
取2mL0.1 mol·L-1两种盐溶液于试管中,分别滴加几滴酸性KMnO4溶液。使酸性KMnO4溶液褪色的是NaNO2溶液。该反应的离子方程式为____________。
㈡NaNO2性质探究
该兴趣小组同学用下图装置探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。
已知: 气体液化的温度:NO221℃ 、 NO –152℃
(1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序为(从左向右连接):A→______→ ______→_______→_______;组装好仪器后,接下来进行的操作是________________。
(2)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,排除装置中的空气。
(3)在关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。
①如何确认A中产生气体是否含有NO _________。(写出实验操作、现象和结论)
②装置E的作用是_______________________。
③若向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为____________。
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【题目】数十年来,化学工作者对氮的氧化物、碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得一些重要成果。
I.已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步:
第一步:2NO(g) N2O2(g) (快) H1<0;v1正=k1正c2(NO) ;v1逆=k1逆c(N2O2)
第二步:N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) (慢) H2< 0; v2正=k2正c(N2O2)c(O2);v2逆=k2逆c2(NO2)
①2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率主要是由______(填“第一步”或“第二步”)反应决定。
②一定温度下,反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=____________;
II.利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放(1)已知重整过程中部分反应的热化方程式为:
① CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH>0
② CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0
③ CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) ΔH<0
固定n(CO2)=n(CH4),改变反应温度,CO2和CH4的平衡转化率见图甲。
同温度下CO2的平衡转化率________(填“大于”“小于”或“等于”)CH4的平衡转化率。
(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) + 2H2(g),CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图乙所示。y点:v(正)_____v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,求x点对应温度下反应的平衡常数Kp=__________________。
III.根据2CrO42﹣+2H+ Cr2O72﹣+H2O设计如图丙装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图丙中右侧电极连接电源的__极,电解制备过程的总反应方程式为__。测定阳极液中Na和Cr的含量,若Na与Cr的物质的量之比为a:b,则此时Na2CrO4的转化率为__。若选择用熔融K2CO3作介质的甲醇(CH3OH)燃料电池充当电源,则负极反应式为__。
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【题目】硫酸镍是一种重要的化工中间体,是镍行业研究的热点。一种以石油化工中废镍催化剂(主要成分为NiCO3和SiO2,含少量Fe2O3、Cr2O3)为原料制备硫酸镍的工业流程如图:
已知:①NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均难溶于水,Cr(OH)3是两性氢氧化物。
②Fe(OH)3不溶于NH4Cl-氨水的混合液,Ni(OH)2溶于NH4Cl-氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2+。
请回答下列问题:
(1)“酸溶”时为了提高浸取率,可采取的措施有________(任写出一条)。
(2)“滤渣I”的主要成分是_________。
(3)“一次碱析”时,加入的NaOH溶液需过量,则含铬微粒发生反应的离子方程式为__________。
(4)“氨解”的目的为___,“净化”时加入的H2S的目的是将镍元素转化为____沉淀。
(5)“氧化”时发生反应的离子方程为________。
(6)“二次碱析”时,若使溶液中的Ni2+沉淀完全(离子浓度≤10-5mol·L-1时,离子沉淀完全),则需维持c(OH-)不低于_______(已知Ni(OH)2的Ksp=2×10-15,≈1.4)。
(7)以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。通电后,在铁电极附近生成紫红色的FeO42-。电解时阳极的电极反应式为________,离子交换膜(b)为__________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
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【题目】已知几种化学键的键能和热化学方程式如下:
化学键 | H—N | N—N | Cl—Cl | N | H—Cl |
键能/(kJ·mol-1) | 391 | 193 | 243 | 946 | 432 |
N2H4(g)+2Cl2(g)=N2(g)+4HCl(g) ΔH,下列推断正确的是( )
A.H(g)+Cl(g)=HCl(g) ΔH=+432kJ·mol-1
B.断裂1molCl—Cl键吸收能量比断裂1molNN键多703kJ
C.上述反应中,ΔH=-431kJ·mol-1
D.上述反应中,断裂极性键和非极性键,只形成极性键
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【题目】下列叙述中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅
B.高压比常压有利于合成SO3
C.工业制取金属钾Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度,使K变成蒸气从反应混合物中分离出来
D.加入催化剂有利于氨的合成
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【题目】相同温度下,根据三种酸的电离平衡常数,下列判断正确的是
酸 | HX | HY | HZ |
A.三种酸的强弱关系:
B.反应 能够发生
C.相同温度下,的NaX、NaY、NaZ溶液,NaZ溶液pH最大
D.相同温度下,溶液的电离常数大于
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【题目】化学无处不在,下列与化学有关的说法不正确的是( )
A.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
B.工业上以氯气和石灰乳为原料制备漂白粉
C.单质硅常用做光导纤维的材料,这与硅的半导体性能有一定关系
D.高压钠灯发出的黄光射程远、透雾能力强,常用做路灯
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【题目】下列表示式错误的是( )
A.Na+的电子排布图:
B.Na+的结构示意图:
C.Na的电子排布式:1s22s22p63s1
D.Na的简化电子排布式:[Ne]3s1
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