【题目】随着人们对硒的性质深入认识及产品硒的纯度提高,硒的应用范围越来越广。某科学小组以硫铁矿生产硫酸过程中产生的含硒物料(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)提取硒,设计流程如下:
回答下列问题:
(1)“脱硫”时,测得脱硫率随温度的变化如图。随着温度的升高,脱硫率呈上升趋势,其原因是______。最佳温度是________。
(2)“氧化酸浸”中,Se转化成H2SeO3,该反应的离子方程式为________。
(3)采用硫脲[(NH2)2CS]联合亚硫酸钠进行“控电位还原”,将电位高的物质先还原,电位低的物质保留在溶液中,以达到硒与杂质金属的分离。下表是“氧化酸浸”液中主要粒子的电位。
①控制电位在0.740~1.511V范围内,在氧化酸浸液中添加硫脲,可选择性还原ClO2。该过程的还原反应(半反应)式为___________。
②为使硒和杂质金属分离,用亚硫酸钠还原时的最低电位应控制在_____V。
(4)粗硒的精制过程:Na2SO3浸出[Se转化成硒代硫酸钠(Na2SeSO3)]→Na2S净化→H2SO4酸化等步骤。
①净化后的溶液中c(Na2S)达到0.026 mol·L-1,此时溶液中的c(Cu2+)的最大值为________,精硒中基本不含铜。[Ksp(CuS)=1.3×10-36]
②硒代硫酸钠酸化生成硒的化学方程式为____________。
(5)对精硒成分进行荧光分析发现,精硒中铁含量为32 μg·g-1,则精硒中铁的质量分数为___________,与粗硒中铁含量为0.89%相比,铁含量明显降低。
【答案】温度升高,单质硫在煤油中的溶解度增加 95℃ 4ClO3-+ 4H+ + Se = 4ClO 2↑+ H2O + H2SeO3 ClO2 + 4H+ + 5e- = Cl- + 2H2O 0.345 5.0×10-35 mol·L-1 Na2SeSO3 + H2SO4 = Na2SO4 + Se↓+ SO2↑+ H2O 3.2×10-3 %
【解析】
硒酸泥(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)加入热煤油萃取硫,固体加入稀硫酸、氯酸钠进行氧化,过滤,滤渣中含有氢氧化铁、二氧化硅,氧化浸出液含有H2SeO3,控制电位还原,发生氧化还原反应可生成Se。
(1)“脱硫”时,脱硫率随着温度的升高,脱硫率呈上升趋势,其原因是温度升高,单质硫在煤油中的溶解度增加。最佳温度是95℃。
(2)“氧化酸浸”中,固体加入稀硫酸、氯酸钠进行氧化,Se转化成H2SeO3,ClO3-还原成ClO 2,该反应的离子方程式为4ClO3-+ 4H+ + Se = 4ClO 2↑+ H2O + H2SeO3 。
(3)①控制电位在0.740~1.511V范围内,在氧化酸浸液中添加硫脲,可选择性还原ClO2,ClO2得电子还原成Cl-,该过程的还原反应(半反应)式为ClO2 + 4H+ + 5e- = Cl- + 2H2O。
②为使硒和杂质金属分离,确保Cu2+、Zn2+、Fe2+不被还原,用亚硫酸钠还原时的最低电位应控制在0.345V。
(4)粗硒的精制过程:Na2SO3浸出[Se转化成硒代硫酸钠(Na2SeSO3)]→Na2S净化→H2SO4酸化等步骤。
①净化后的溶液中c(Na2S)达到0.026 mol·L-1,此时溶液中的c(Cu2+)的最大值为c(Cu2+)= ==5.0×10-35 mol·L-1 ,精硒中基本不含铜。
②硒代硫酸钠酸化生成硒、二氧化硫和水,化学方程式为Na2SeSO3 + H2SO4 = Na2SO4 + Se↓+ SO2↑+ H2O 。
(5)精硒中铁含量为32 μg·g-1,则精硒中铁的质量分数== 3.2×10-3 %,与粗硒中铁含量为0.89%相比,铁含量明显降低。
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【题目】物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。
(1)Y的化学式为___。
(2)图中X的电子式为___;其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊,原因是___(用化学方程式表示);该变化体现出:S非金属性比O___(填“强”或“弱”)。用原子结构解释原因:同主族元素从上到下,___,得电子能力逐渐减弱。
(3)Z与图表中某物质反应生成SO2的化学方程式是___。
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【题目】科学家正在研究将汽车尾气中的NO和CO转变为和,反应如下:;一定条件下,在密闭容器中,反应达到平衡后,为提高该反应的反应速率和NO的转化率,采取的正确措施是
A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入D.降低温度同时移出
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【题目】现有部分短周期元素的性质或原子结构如表:
元素编号 | 元素性质或原子结构 |
T | M层上有6个电子 |
X | 最外层电子数是次外层电子数的2倍 |
Y | 常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性 |
Z | 元素最高正价是+7价 |
W | 其单质既能跟酸反应,又能跟强碱反应,都产生H2 |
(1)元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是_____。
(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH4+,写出某溶液中含该微粒的电子式_____,如何检验该离子_____。
(3)元素Z在周期表中的位置_____,元素Z与元素T相比,非金属性较强的是_____(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是_____(填序号)。
a.常温下Z的单质和T的单质状态不同
b.Z的氢化物比T的氢化物稳定
c.一定条件下,Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
(4)探寻物质性质的差异性是学习化学的重要方法之一。T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是_____,理由是_________。Z的最高价氧化物的水化物与W的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_____________。
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【题目】二氟磷酸锂(LiPO2F2)作为电解液添加剂能够有效提升锂电池的循环性能。在氮气气氛下,在PFA(全氟烷氧基树脂)烧瓶中加入高纯LiPF6和Li2CO3固体,以碳酸二甲酯作溶剂制备LiPO2F2,其流程如下:
已知:LiPF6是一种白色结晶或粉末,潮解性强,遇水发生反应如下:LiPF6+H2OLiF+POF3↑+2HF↑
(1)反应Ⅰ需要控制在60℃的条件下进行,适宜的加热方式为_____________。
(2)反应Ⅰ中有一种无色无味的气体生成,该气体的电子式为_______________。反应Ⅰ的化学方程式为______________________________________。
(3)高纯LiPF6需要控制适当过量的原因可能是_____________________________。 LiPO2F2制备过程中不采用玻璃仪器的原因是____________________________。
(4)保持其他实验条件都不变,在精制过程中加入提纯溶剂(杂质和LiPO2F2均可溶解在提纯溶剂中),LiPO2F2在提纯溶剂中的浓度对产品纯度和收率(收率=×100%)的影响如图所示。由图可知,随着LiPO2F2浓度的减小,产品纯度逐渐增大,收率逐渐降低。其原因可能是_______
(5)已知:常温下,碳酸锂微溶于水,碳酸氢锂可溶于水。工业级碳酸锂中含有少量难溶于水且与CO2不反应的杂质。请设计从工业级碳酸锂制备高纯碳酸锂的实验方案。(实验中须使用的试剂有:去离子水,CO2气体;除常用仪器外须使用的仪器:恒温水浴锅、真空干燥箱)__________
(6)已知碳酸锂Ksp=8.6×10-4,向浓度为0.2mol·L-1的硫酸锂溶液中加入等体积的碳酸钠溶液产生沉淀,则所加碳酸钠溶液的最低浓度为______________________。
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【题目】用50mL0.50mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题。
(1)仪器A的名称是_____。
(2)A的材质不能用铁质的代替,其原因是:_____。
(3)实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55mol·L-1的原因是:____。实验中若改用60mL0.5mol·L-1的盐酸与50mL0.55mol·L-1的氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量____(填“相等”或“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热___(填“相等”或“不相等”);
(4)已知在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O时,放出57.3kJ的热量,则上述反应的热化学方程式为:_____。
(5)若用KOH代替NaOH,对测定结果____(填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果_____(填“有”或“无”)影响。
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【题目】用石墨电极电解饱和食盐水的原理示意图如图所示。下列说法正确的是
A.M 为负极B.通电使氯化钠发生电离
C.电解一段时间后,阴极区 pH 升高D.c 出口收集到的物质是氢气
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【题目】(1)已知键能如下:H-H为akJ/mol N≡N为bkJ/mol N-H为ckJ/mol,则N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=__________;
(2)石墨吸热生成金刚石,则二者中相对稳定的物质为_________________;
(3)明矾净水的离子方程式为:__________________________;
(4)催化剂可以加快化学反应速率的原因___________________,此外催化剂和升温都能提高活化分子的百分数,催化剂不能影响平衡的移动。
(5)常温时,pH=9的氨水溶液中,由水电离出的c(OH-)为_______________________。
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【题目】羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:
CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0.1
反应前CO物质的量为10mol,平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是
A. 升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应
B. 通入CO后,正反应速率逐渐增大
C. 反应前H2S物质的量为7mol
D. CO的平衡转化率为80%
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