【题目】工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2)提纯Al2O3做冶炼铝的原料,提取的操作过程可用以下流程图表示:
(1)请写出下列反应的化学方程式:②_________________、 _________________。③____________。
(2)若①步没有过滤操作而直接进入步骤②,对后面的操作会有什么影响?________________________。
【答案】FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O 2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓或NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓ ①中的不溶物SiO2在操作②中会被NaOH溶解,造成所得Al2O3中混有SiO2
【解析】
铝土矿(主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2)中加入过量的盐酸,Al2O3、Fe2O3被溶解生成氯化铁和氯化铝,二氧化硅不溶;滤液中加入过量的氢氧化钠,得到偏铝酸钠溶液和氢氧化铁沉淀;偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,滤液中含有碳酸钠或碳酸氢钠。据此分析解答。
(1)根据上述分析,步骤②中氯化铝和氯化铜与过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢氧化铁沉淀,反应的方程式有:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl、AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O;步骤③中偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,反应的方程式为:2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓或NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓,故答案为:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl;AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O;2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓或NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓;
(2)步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解,最后得到的Al2O3中含有SiO2导致氧化铝不纯,故答案为:步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解,最后得到的Al2O3中混有SiO2。
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【题目】有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E原子最外层有1个单电子,其次外层有3个能级且均排满电子;D与E同周期,价电子数为2。则:
(1)D的元素符号为______。A的单质分子中π键的个数为______。
(2)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的,原因是__________________________________。
(3)A、B、C 3种元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(4)写出基态E原子的价电子排布式:__________________。
(5)A的最简单氢化物分子的空间构型为________,其中A原子的杂化类型是________。
(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示,已知晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=________cm。(用ρ、NA的计算式表示)
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【题目】稀土元素是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y),共17种元素。稀土有“工业维生素”的美称,如今已成为极其重要的战略资源。
(1)镧系元素位于元素周期表第_______族,镧系元素位于周期表的______区。
(2)钪(Sc)为21号元素,其基态原子M能层电子数为_______;基态镝(Dy)原子的电子排布式为[Xe]4f106s2,一个基态镝原子所含的未成对电子数为______。
(3)稀土元素最常见的化合价为+3价,但也有少数还有+4价。请根据下表中的电离能数据,判断表中最可能有+4价的元素是___。
几种稀土元素的电离能(单位:kJ·mol-1):
(4)Sm(钐)的单质与1,2-二碘乙烷可发生反应Sm+ICH2CH2I→SmI2+CH2=CH2。ICH2CH2I中碳原子的杂化轨道类型为_____,1 mol CH2=CH2中含有的σ键数目为____。常温下,1,2-二碘乙烷为液体而乙烷为气体,其主要原因是_____。
(5)PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似,晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点,则PrO2(二氧化镨)的晶胞中有_____个氧原子。
(6)Ce(铈)单质为面心立方晶体,其相对原子质量为140,其晶胞参数为α=516pm。晶胞中Ce(铈)原子的配位数为______。列式表示Ce(铈)单质的密度为______g·cm-3(不必计算出结果)。
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【题目】向xmL 0. 1 mol/L氨水中滴加等物质的量浓度的稀H2SO4 ,测得混合溶液的温度和pOH[pOH==-lg c(OH-)]随着加入稀硫酸的体积的变化如图所示(实线为温度变化,虚线为pOH变化)。下列说法不正确的是
A. x=40
B. a, b,c三点由水电离出的c(H+)依次减小
C. b点时溶液的pOH>pH
D. a,b.d三点对应的NH3·H2O的电离常数:K(b)>K(d)>K(a)
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【题目】在2 L的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t ℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应为______________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________。
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(3)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________℃。该温度下,若向该容器中充入n(CO2)=1 mol,n(H2)=1 mol,4 min末达到平衡,CO2的转化率为_____________,H2的体积分数为_________。
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【题目】汽车尾气中的有害气体主要有NO、碳氢化合物及CO,某校同学设计实验将模拟汽车尾气转化为无害气体。回答下列问题;
(1)为了配制模拟尾气,甲组同学用上图所示装置分别制备NO、乙烯及CO三袋气体。
①用装置A制取NO,分液漏斗中盛放的是___(填试剂名称)。
②用(乙烯利)与NaOH溶液并用装置B制取乙烯,反应生成乙烯的化学方程式为______(磷转化为Na3 PO4)。
③用H2 C2 O4与浓硫酸制取CO(化学方程式为H2C2O4 CO+CO2+H2O并提纯,选用上图装置预制一袋干燥纯净的CO,各接口连接的顺序为___→g(气流从左至右),其中装置D中盛放的药品是___
(2)乙组同学将甲组制得的气体与空气按适当比例混合形成模拟尾气(NO,CO,C2 H4及空气),按如图所示 装置进行尾气转化并检验。
①为检验催化反应后的气体中是否有CO2生成和乙烯的残留,G、H中盛放的试剂依次是_________(填标号)。
a. NaOH溶液 b.酸性KMnO4溶液
c.澄清石灰水 d. Br2/CCl4溶液
②通“模拟尾气”前,需先将催化剂加热到反应所需的温度,其目的是___;写出其中CO与NO完全转化为无害气体的化学方程式:___
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【题目】对于反应CO(g)+H2O(g)CO 2(g)+ H 2(g) △H﹤0,在其他条件不变的情况下
A. 加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△H也随之改变
B. 改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C. 升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D. 若在原电池中进行,反应放出的热量不变
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【题目】根据题意完成下列问题:
(1)工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol
已知:2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) ΔH=-484 kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式:_______________________________________。
(2)随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NO x、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。用活性炭还原法处理氮氧化物,有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度/mol·L-1 时间/min | NO | N2 | CO2 |
0 | 0.100 | 0 | 0 |
10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
20 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
30 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
40 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
50 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
①则从反应开始到20mi时,以NO表示的平均反应速率= ________,该温度下该反应的平衡常数K=____(保留两位小数)
②30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是_____(写一条即可)。
③下列描述中能说明上述反应已达平衡的是__________;
A、容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B、2v(NO)正=v(N2)逆
C、容器中气体的压强保持不变
D、单位时间内生成nmolCO2的同时生成2nmolNO
(3)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42-, 而实现SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4)。已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为_______________
(4)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。
若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极反应式为_______________________________,电池总反应式为________________________。
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【题目】已知:pKa=-lgKa,25℃时,H2A的pKa1=1.85,Pka2=7.19。用0.1 mol/L NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/L H2A溶液的滴定曲线如图所示(曲线上的数字为pH)。下列说法不正确的是( )
A. a点所得溶液中:2n(H2A)+n(A2-)=0.002mol
B. b点所得溶液中:c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-)
C. c点所得溶液中:c(Na+)<3c(HA-)
D. d点所得溶液中:c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)
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