【题目】铬是一种银白色的金属,常用于金属加工、电镀等。工业以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬及获得强氧化剂Na2Cr2O7。其工艺流程如图所示:
已知:高温氧化时发生反应Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2(未配平)
回答下列问题:
(1)将铬铁矿的主要成分Fe(CrO2)2写成氧化物的形式:__,高温氧化时可以提高反应速率的方法为___(写出一条即可)。
(2)Na2CrO4加入硫酸酸化的离子方程式为__;在实验室中,操作a所用到的玻璃仪器有__。
(3)Na2CrO4中铬元素化合价为__;生成1molNa2CrO4时共转移电子的物质的量为__mol。
(4)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放,可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水,加入可溶性钡盐后,废水中Ba2+的浓度应大于__mol·L-1,废水处理后达到国家标准才能排放。
【答案】FeO·Cr2O3 将固体磨碎或不断搅拌 2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O 烧杯、漏斗、玻璃棒 +6 3.5 2.4×10-4
【解析】
铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]中加入碳酸钠并通入氧气,高温下将Fe(CrO2)2氧化得到Fe2O3、Na2CrO4,同时生成CO2,将得到的固体溶于水得到Na2CrO4溶液。向一份Na2CrO4溶液中加入硫酸酸化,硫酸和Na2CrO4反应生成Na2Cr2O7和硫酸钠,通过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得到固体a和溶液a;另一份Na2CrO4溶液中加入Na2S发生氧化还原反应,铬元素转化为Cr(OH)3沉淀,过滤后灼烧Cr(OH)3得到Cr2O3,可以利用热还原法制备金属铬;据此分析解答。
(1)Fe(CrO2)2 中铁元素化合价是+2价,氧化物为FeO,铬元素化合价+3价,氧化物为Cr2O3,所以Fe(CrO2)2写成氧化物形式为FeOCr2O3;增大反应物的接触面积可以加快反应速率,升高温度可以加快反应速率,不断搅拌,使固体混合物充分混合也可以加快反应速率,故答案为:FeOCr2O3 ;将固体磨碎或不断搅拌等;
(2)Na2CrO4加入硫酸酸化反应生成重铬酸钠,反应的离子方程式为2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O;操作a为过滤,所用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故答案为:2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O;烧杯、漏斗、玻璃棒;
(3)Na2CrO4中Na元素为+1价,O为-2价,则铬元素化合价为+6价;根据Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2,反应中铬元素由+3价升高为+6价,铁元素由+2价升高为+3价,1mol Fe(CrO2)2被氧化转移7mol电子,因此生成1molNa2CrO4时转移3.5mol电子,故答案为:+6;3.5;
(4)CrO42-+Ba2+BaCrO4,根据题意CrO42-的浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放,则Ksp(BaCrO4)=c(CrO42-)×c(Ba2+)=5.0×10-7×c(Ba2+)=1.2×10-10,解得:c(Ba2+)=2.4×10-4mol/L,即Ba2+的浓度应大于2.4×10-4mol/L,故答案为:2.4×10-4。
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【题目】配离子的稳定性可用K不稳衡量,例如Ag(NH3)2]+的K不稳= 。在一定温度下,向0.1 mol/L硝酸银溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+]。溶液中pNH3与δ(X)的关系如图。其中pNH3=-lg[c(NH3)]、δ(X)=
(X代表Ag+或Ag(NH3)2]+。下列说法不正确的是
A.图中δ2代表的是δ([Ag(NH3)2]+])B.向溶液中滴入稀硝酸,δ(Ag+)减小
C.该溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)D.该温度时,K不稳([Ag(NH3)2]+)=10-7.3
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【题目】已知:MOH碱性比NOH强。常温下,用HCl气体分别改变浓度均为0.1mol·L-1的MOH溶液和NOH溶液的pH(溶液体积变化忽略不计),溶液中M+、N+的物质的量浓度负对数与溶液的pH关系如下图,pR=-lgc(M+)或-lgc(N+),下列说法错误的是( )
A.曲线I表示-lgc(M+)与pH关系
B.常温下,电离常数=100
C.溶液中水的电离程度:Y>X
D.对应溶液中c(Cl-):Y>Z
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【题目】已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是( )
A. 每生成2 mol AB吸收bkJ热量
B. 该反应热△H= + (a-b)kJ mol-1
C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D. 断裂1 mol A—A和1 mol B—B键,放出akJ能量
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【题目】金属钛因为其优越的性能被称为“未来金属”,其工业冶炼涉及到的反应如下:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。回答下列相关问题:
(1)基态钛原子的价层电子排布式为____ ,上述反应中非金属元素电负性由大到小是______;
(2)已知部分物质熔沸点如下:
名称 | 金红石 | 金刚石 | 四氯化钛 | 四溴化钛 | 四碘化钛 |
化学式 | TiO2 | C | TiCl4 | TiBr4 | TiI4 |
熔点/℃ | 1830 | 3550 | -24.1 | 38 | 150 |
沸点/℃ | 2927 | 4827 | 136.4 | 233.1 | 377.2 |
自左向右,表中的三种钛的卤化物熔沸点依次升高的原因是__________。
(3)配位数为6,组成为TiCl36H2O 的晶体有两种:化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2H2O的X呈绿色,定量实验表明,X与AgNO3以1:2物质的量比反应生成沉淀。Y呈紫色,且Y与AgNO3 以1:3物质的量之比反应生成沉淀,则Y的化学式为 ______。
(4)钙钛矿是重要的含钛矿物之一。其主要成分Z 的晶胞如图所示。推测Z的化学式为__________,Ca填充在O围成的_________空隙中。
(5)若晶胞参数 a=384.1pm,Z晶体的密度为 _________列出计算表达式并计算出两位有效数字结果,3.8413≈56.67,阿伏加德罗常数用 6.0×1023 mol-1)
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【题目】下图是一个化学过程的示意图。
(1)图中甲池是________装置(填“电解池”或“原电池”)
(2)写出通入CH3OH的电极的电极反应式: _______________________。
(3)向乙池两电极附近分别滴加适量紫色石蕊试液,附近变红的电极为________极(填“A”或“B”),并写出此电极的电极反应式:______________。
(4)若丙中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,丙池中总反应的离子方程式:__________。
(5)常温下,当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,乙池的pH是________(若此时乙池中溶液的体积为500 mL);
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【题目】利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量和少量
、
],生产铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如下:
已知:可溶于水,在水中可以电离为
和
水解成
沉淀为可逆反应;乳酸亚铁晶体的化学式为:
。请回答:
(1)步骤①加入铁屑的目的一是还原少量;二是使少量
转化为
滤渣,用平衡移动的原理解释得到滤渣的原因________。
(2)硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(3)步骤④的离子方程式是______。
(4)步骤⑥所得溶液需隔绝空气______、________过滤、洗涤、干燥得乳酸亚铁晶体。该晶体存放时应____________。
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【题目】铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某旧铍铜元件(含25%BeO、71%CuS、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如图:
已知:Ⅰ.铍、铝元素的化学性质相似,单质铍与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的Na2BeO2
Ⅱ.常温下部分难溶物的溶度积常数如下表:
难溶物 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 |
溶度积常数(Ksp) | 2.2×10-20 | 4.0×10-38 | 2.1×10-13 |
(1)滤液A的主要成分除NaOH外,还有__(填化学式),写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式:__。
(2)①滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl,为提纯BeCl2,最合理的实验步骤顺序为__(填字母)。
a.加入过量的氨水 b.通入过量的CO2 c.加入过量的NaOH d.加入适量的HCl e.洗涤 f.过滤
②从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是__。
(3)①MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质。写出反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式:__。
②若用浓HNO3溶解金属硫化物,缺点是__(任写一条)。
(4)滤液D中c(Cu2+)=2.2mol·L-1、c(Fe3+)=0.008mol·L-1、c(Mn2+)=0.01mol·L-1,逐滴加入稀氨水调节pH可将其依次分离,首先沉淀的是__(填离子符号),为使铜离子开始沉淀,常温下应调节溶液的pH大于__。
(5)电解NaCl-BeCl2混合熔盐可制备金属铍,如图是电解装置图。
①石墨电极上的电极反应式为__。
②电解得到的Be蒸气中约含1%的Na蒸气除去Be中少量Na的方法为__。
已知部分物质的熔、沸点如下表:
物质 | 熔点(K) | 沸点(K) |
Be | 1551 | 3243 |
Na | 370 | 1156 |
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【题目】科学家分析,地球原始大气中的COS(羰基硫)对氨基酸缩合形成多肽的反应有催化作用,对生命起源起到重要作用。
(1)写出COS的电子式________,C与O形成共价键时,共用电子对会偏向____原子,判断依据是___________。
(2)已知 COS(g)+ H2O(g)H2S(g)+ CO2(g) ΔH1 = - 34kJ/mol
CO(g)+ H2O(g)H2(g)+ CO2(g) ΔH2 = - 41kJ/mol
写出H2S与CO反应生成 COS 的热化学方程式:_________;100℃ 时将CO与H2S按物质的量比为 1:1 充入反应器中,达平衡后CO的转化率α = 33.3%,此时反应的平衡常数K =______。
(3)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应。 设起始充入的 n(CO):n(H2S)=m,相同时间内测得H2S转化率与m和温度(T)的关系如图所示。
①m1________m2。(填“ > ”、“ < ”或“ = ”)
②温度高于 T0时,H2S 转化率减小的可能原因为________。
A 反应停止了
B 反应的 ΔH 变大
C 反应达到平衡
D 催化剂活性降低
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