锰酸锂(LiMn2O4)是一种锂电池的正极材料。工业上以方锰矿(主要成分为MnO,还含有少量的Fe3O4、Al2O3、CaO、SiO2))为原料制备锰酸锂的流程如下:
已知:i.25℃时,相关物质的Ksp或Kb如下表:
ii.离子浓度低于1x10-5mol·L-1时即为该离子沉淀完全。回答下列问题:
(1)能加快步骤①反应速率和提高锰元素浸取率的措施有___________ (任写一种)。
(2)滤液1中主要含有的金属离子是___________ ,步骤②中加入MnO2的作用是___________
(3)为了使A13+沉淀完全,步骤③中pH至少调至___________ ;反应Al3+(aq)+3NH3·H2O(aq)Al(OH)3(s)+3NH(aq)的平衡常数K=___________ 。
(4)步骤④反应未见气体生成,则反应的离子方程式为___________ 。步骤⑤发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________ 。
(5)某铁氮化合物晶体的晶胞如图所示,则该晶体的化学式为___________ ;若晶胞中距离最近的两个铁原子距离为apm,阿伏伽德罗常数的值为NA,则晶体的密度为___________ g/cm3(列出计算式即可)。
已知:i.25℃时,相关物质的Ksp或Kb如下表:
物质 | Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Ca(OH)2 | NH3·H2O |
Ksp或Kb | 2×10-13 | 5×10-17 | 1×10-39 | 1×10-32 | 6×10-6 | 2×10-5 |
(1)能加快步骤①反应速率和提高锰元素浸取率的措施有
(2)滤液1中主要含有的金属离子是
(3)为了使A13+沉淀完全,步骤③中pH至少调至
(4)步骤④反应未见气体生成,则反应的离子方程式为
(5)某铁氮化合物晶体的晶胞如图所示,则该晶体的化学式为
更新时间:2023-05-28 21:10:40
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】Ⅰ.锌铜原电池装置如图所示,下列说法正确的是:(1)铜电极上发生___________ (填“氧化”或“还原”)反应。
(2)导线中,___________ (填“电流”或“电子”)从锌片流向铜片。
(3)盐桥中向___________ (填“负极”或“正极”)移动。
(4)锌电极上发生的电极反应式为___________ 。
(5)根据原电池原理制造出了多种化学电源。如图是甲醇燃料电池原理示意图,该电池正极的电极反应式为___________ 。Ⅱ.碳酸钠在生产和生活中都有非常重要的用途。
(6)碳酸钠俗名纯碱,常温下,碳酸钠溶液pH为11。
①该溶液中由水电离出的为___________ 。
②某同学认为该溶液中粒子之间有如下关系,你认为其中正确的是___________ (填字母)。
a.
b.
c.
d.
③在两支试管中均加入该碳酸钠溶液,分别滴加浓度均为的硫酸和醋酸溶液,至气泡不再产生时所用两种酸的体积依次是、。则、的关系为___________ 。
(7)已知氢氧化钠能促进油脂水解。而在日常生活中,油污常用热的碳酸钠溶液清洗,请结合碳酸钠水解的离子方程式和必要的文字解释原因___________ 。
(8)锅炉水垢的主要成分是碳酸钙和硫酸钙,清洗时,经常先加入饱和的碳酸钠溶液浸泡,最后用酸溶解。结合沉淀溶解平衡原理解释清洗硫酸钙的过程___________ 。
(9)当器壁上附有很难除去时,也常采用沉淀转化的方法。已知某温度下,。在该温度下要使转化成,溶液的浓度应大于___________ 。
(10)已知和电离平衡常数:
则向溶液中滴加过量的氯水,有关反应的离子方程式为:___________ 。
(11)用的氢氧化钠溶液吸收标准状况下的二氧化碳,所得溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为___________ 。
(2)导线中,
(3)盐桥中向
(4)锌电极上发生的电极反应式为
(5)根据原电池原理制造出了多种化学电源。如图是甲醇燃料电池原理示意图,该电池正极的电极反应式为
(6)碳酸钠俗名纯碱,常温下,碳酸钠溶液pH为11。
①该溶液中由水电离出的为
②某同学认为该溶液中粒子之间有如下关系,你认为其中正确的是
a.
b.
c.
d.
③在两支试管中均加入该碳酸钠溶液,分别滴加浓度均为的硫酸和醋酸溶液,至气泡不再产生时所用两种酸的体积依次是、。则、的关系为
(7)已知氢氧化钠能促进油脂水解。而在日常生活中,油污常用热的碳酸钠溶液清洗,请结合碳酸钠水解的离子方程式和必要的文字解释原因
(8)锅炉水垢的主要成分是碳酸钙和硫酸钙,清洗时,经常先加入饱和的碳酸钠溶液浸泡,最后用酸溶解。结合沉淀溶解平衡原理解释清洗硫酸钙的过程
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【推荐2】碳酸锶是重要的无机化工产品,被广泛用于彩色显像管、电子陶瓷、磁性材料等行业。目前工业上常利用天青石(主要成分为硫酸锶,还含有少量的碳酸锶、碳酸钡、硫酸钡、碳酸钙、氧化镁)为原料生产碳酸锶,其中一种工艺流程如图所示。请回答问题。
已知:
(1)酸洗时不用稀硫酸清洗的理由是__________ ,试剂1为__________ 。
(2)“转化”过程中发生的化学方程式为__________ 。
(3)加入溶液沉锶的离子方程式为__________ 。沉锶转化率随温度的变化如图所示。当反应温度大于60℃时,锶转化率急剧下降的原因是__________ 。
(4)所得碳酸锶晶体中含有极少的碳酸钡。进一步提纯的方法,将晶体溶于酸,再加入,溶液实现和的分离。当完全沉淀时,溶液中一定不大于__________ 。(保留三位小数)
已知:
化合物 | ||||
近似值 |
(2)“转化”过程中发生的化学方程式为
(3)加入溶液沉锶的离子方程式为
(4)所得碳酸锶晶体中含有极少的碳酸钡。进一步提纯的方法,将晶体溶于酸,再加入,溶液实现和的分离。当完全沉淀时,溶液中一定不大于
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解答题-工业流程题
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【推荐3】锌及锌合金(如黄铜)广泛应用于生产、生活。某小组拟以锌矿(主要成分是ZnS,含少量FeS等杂质)为原料采用多种方法冶炼锌,流程如图。回答下列问题:
已知:①是两性氢氧化物,易溶于NaOH溶液,也溶于氨水,能发生反应:,。
②常温下,几种金属离子转化成氢氧化物沉淀的pH如表:
(1)中Zn的化合价为______ 价。
(2)明代宋应星著的《天工开物》中有关“升炼倭铅”的记载:“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内,封裹泥固,……然后,逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,……冷定,毁罐取出。……即倭铅也。”(炉甘石主要成分是,倭铅即指Zn)
古代炼锌方法类似于上述三种方法中的______ (填标号,下同)。从环保的角度来看,这三种方法中,最佳方法是______ 。
a.半湿法 b.火法 c.全湿法
(3)“氧压酸浸”是在稀硫酸中加入锌矿粉,并在加压下通入,除生成外,还能回收非金属单质。ZnS参与反应的离子方程式为____________ 。
(4)“氧化,调pH”时试剂A为______ (填化学式);试剂A不宜选择NaOH溶液,也不宜选择氨水,原因是____________ 。
(5)“电解沉积”(以惰性材料为电极)时阳极的电极反应式为______ 。航母外壳常镶嵌一些锌块,这种保护航母的方法叫______ 。
(6)通常认为离子浓度 mol⋅L时表示该离子已完全除尽。根据表格数据计算______ 。
已知:①是两性氢氧化物,易溶于NaOH溶液,也溶于氨水,能发生反应:,。
②常温下,几种金属离子转化成氢氧化物沉淀的pH如表:
金属离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
6.5 | 9.7 | |
5.4 | 8.0 | |
2.3 | 4.1 |
(1)中Zn的化合价为
(2)明代宋应星著的《天工开物》中有关“升炼倭铅”的记载:“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内,封裹泥固,……然后,逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,……冷定,毁罐取出。……即倭铅也。”(炉甘石主要成分是,倭铅即指Zn)
古代炼锌方法类似于上述三种方法中的
a.半湿法 b.火法 c.全湿法
(3)“氧压酸浸”是在稀硫酸中加入锌矿粉,并在加压下通入,除生成外,还能回收非金属单质。ZnS参与反应的离子方程式为
(4)“氧化,调pH”时试剂A为
(5)“电解沉积”(以惰性材料为电极)时阳极的电极反应式为
(6)通常认为离子浓度 mol⋅L时表示该离子已完全除尽。根据表格数据计算
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】二氧化铈(CeO2)是一种典型的金属氧化物,具有较强的氧化性广泛应用于多相催化反应,并作为汽车尾气净化的三效催化剂的重要组成成分。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3、BaO等)为原料制备CeO2的一种工艺流程如下图所示:已知:①“氧化焙烧”后,Ce元素转化为CeO2和;②滤液A中含:、等离子。
回答下列问题:
(1)滤渣A的主要成分是___________ (填化学式);“酸浸”不用盐酸的理由是_________ (答一点即可)。
(2)“系列操作”包含以下几个过程:已知:不能溶于有机物TBP;能溶于有机物TBP,且存在反应:。“滤液A”中加入有机物TBP后的分离方法是___________ ,“有机层B”中发生反应的离子方程式为___________ 。水层中的一种溶质,理论上可以在工艺流程图中的_________ 工序中循环利用,减小“调pH”工序中的用量,节约生产成本。(3)“调pH”中,要使沉淀完全(通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全),应控制pH大于________ (已知25℃时)。
(4)二氧化铈立方晶胞如图所示,则铈原子Ce在晶胞中的位置是________ ;晶体中一个Ce周围与其最近的O的个数为________ 。
回答下列问题:
(1)滤渣A的主要成分是
(2)“系列操作”包含以下几个过程:已知:不能溶于有机物TBP;能溶于有机物TBP,且存在反应:。“滤液A”中加入有机物TBP后的分离方法是
(4)二氧化铈立方晶胞如图所示,则铈原子Ce在晶胞中的位置是
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐2】将金属元素Al掺杂到TiN多层膜中,能有效地改善纳米多层膜的耐磨性。回答下列问题:
(1). Ti元素位于元素周期表的第四周期第___________ 族,基态Ti原子的次外层电子数为___________ 。
(2). 第二周期元素中,第一电离能比N大的元素有___________ 。(填元素符号)
(3). 叠氮酸根的几何构型为___________ ,而1mol亚硝酸根中含有的价层电子对数目为___________ 。
(4). Mg的熔点是648℃,而Al的熔点是660℃,分析Al熔点更高的原因是___________ 。
(5). 用Al掺杂TiN后,其晶胞结构如下图所示,距离Ti最近的Al有___________ 个,掺杂Al后的晶体密度是TiN晶体的___________ 倍,已知掺杂后的晶体密度为,阿伏加德罗常数的值为,原子①与原子②距离为___________ nm。
(1). Ti元素位于元素周期表的第四周期第
(2). 第二周期元素中,第一电离能比N大的元素有
(3). 叠氮酸根的几何构型为
(4). Mg的熔点是648℃,而Al的熔点是660℃,分析Al熔点更高的原因是
(5). 用Al掺杂TiN后,其晶胞结构如下图所示,距离Ti最近的Al有
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐3】铁、铬、锰及其合金统称为黑色金属,产量约占世界金属总产量的95%。
(1)铁、铬、锰三种元素位于元素周期表中____ 区;其中基态铁原子最外层电子的电子云轮廊图为____ 。
(2)下列铬的价电子排布图中,能量最低的是____ (填选项字母)。
(3)CrCl3和Cr2O3均为离子晶体,二者熔点较高的是____ (填化学式),原因为____ 。
(4)碳酸锰是一种制造电信器材软磁铁氧体、合成二氧化锰和制造硫酸锰等的原料。
①CO的VSEPR模型为____ 。
②键角:CO____ SO(填“>”“=”或“<”),原因为____ 。
③二氧化锰的正交晶胞(晶胞的六个面均为长方形)如图。已知该晶胞的体积为Vpm3,阿伏加德罗常数的值为NA。
该晶胞中锰原子的配位数为____ ,晶体的密度为____ g•cm-3。
(1)铁、铬、锰三种元素位于元素周期表中
(2)下列铬的价电子排布图中,能量最低的是
A. | B. |
C. | D. |
(4)碳酸锰是一种制造电信器材软磁铁氧体、合成二氧化锰和制造硫酸锰等的原料。
①CO的VSEPR模型为
②键角:CO
③二氧化锰的正交晶胞(晶胞的六个面均为长方形)如图。已知该晶胞的体积为Vpm3,阿伏加德罗常数的值为NA。
该晶胞中锰原子的配位数为
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解答题-实验探究题
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(0.65)
解题方法
【推荐1】下图表示在没有通风橱时制取纯净的氯气时设计的装置图,图中A、B是可控制的弹簧铁夹。
(1)烧杯中盛放的液体是__________ ,其作用是_________ ,水槽中盛放的液体是_________ 。
(2)简述操作过程:(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前,应__________________________ ;当氯气纯度合乎要求时,应__________________________________ ,当氯气收集完毕时,应______ 。
(3)将8.7 g二氧化锰与含氯化氢14.6 g的浓盐酸共热制氯气,甲同学认为可制得氯气 7.1 g,乙同学认为制得氯气的质量小于7.1 g,你认为________ (填“甲”或“乙”)同学正确,原因是_________ 。
(1)烧杯中盛放的液体是
(2)简述操作过程:(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前,应
(3)将8.7 g二氧化锰与含氯化氢14.6 g的浓盐酸共热制氯气,甲同学认为可制得氯气 7.1 g,乙同学认为制得氯气的质量小于7.1 g,你认为
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解答题-实验探究题
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【推荐2】环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下:
回答下列问题:
Ⅰ.环己烯的制备与提纯
(1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为__________ ,现象为____________ 。
(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为__________________________________ ,浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择FeCl3·6H2O而不用浓硫酸的原因为___________ (填序号)。
a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2
b.FeCl3·6H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念
c.同等条件下,用FeCl3·6H2O比浓硫酸的平衡转化率高
②仪器B的作用为____________________________ 。
(3)操作2用到的玻璃仪器是__________________________ 。
Ⅱ.环己烯含量的测定
在一定条件下,向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol Br2,与环己烯充分反应后,剩余的Br2与足量KI作用生成I2,用c mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,终点时消耗Na2S2O3标准溶液V mL(以上数据均已扣除干扰因素)。
测定过程中,发生的反应如下:
①
②Br2+2KI=I2+2KBr
③I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
(4)滴定所用指示剂为__________________________ 。样品中环己烯的质量分数为______________________ (用字母表示)。
(5)下列情况会导致测定结果偏低的是__________________ (填序号)。
a.样品中含有苯酚杂质
b.在测定过程中部分环己烯挥发
c.Na2S2O3标准溶液部分被氧化
回答下列问题:
Ⅰ.环己烯的制备与提纯
(1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为
(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为
a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2
b.FeCl3·6H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念
c.同等条件下,用FeCl3·6H2O比浓硫酸的平衡转化率高
②仪器B的作用为
(3)操作2用到的玻璃仪器是
Ⅱ.环己烯含量的测定
在一定条件下,向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol Br2,与环己烯充分反应后,剩余的Br2与足量KI作用生成I2,用c mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,终点时消耗Na2S2O3标准溶液V mL(以上数据均已扣除干扰因素)。
测定过程中,发生的反应如下:
①
②Br2+2KI=I2+2KBr
③I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
(4)滴定所用指示剂为
(5)下列情况会导致测定结果偏低的是
a.样品中含有苯酚杂质
b.在测定过程中部分环己烯挥发
c.Na2S2O3标准溶液部分被氧化
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
【推荐3】黄红色液体二氯化二硫可以作为贵稀金属的萃取剂,是由硫与氯气在50~60℃直接化合而成。装置图如图:
(1)二氯化二硫遇水会反应,生成硫、二氧化硫和刺鼻的酸雾,写出化学反应方程式_____ 。
(2)A装置中所盛试剂为______ ,其作用是_____ 。
(3)操作过程:
①先通入N2,理由是_____ 。
②通入少量Cl2后,对装置B采用的加热方式是_____ 。
③停止加热,加大通入氯气量,反应继续维持16h,可能的原因是_____ 。
④实验完毕后,停止通入氯气,为防止污染,拆卸装置前进行的操作是______ 。
(4)装置C的作用是_____ ,同时制得有价值的工业产品为_____ 。
(5)为了得到更纯的二氯化二硫,需要在装置B、C之间安装_____ ,其内盛试剂为_____ 。
(1)二氯化二硫遇水会反应,生成硫、二氧化硫和刺鼻的酸雾,写出化学反应方程式
(2)A装置中所盛试剂为
(3)操作过程:
①先通入N2,理由是
②通入少量Cl2后,对装置B采用的加热方式是
③停止加热,加大通入氯气量,反应继续维持16h,可能的原因是
④实验完毕后,停止通入氯气,为防止污染,拆卸装置前进行的操作是
(4)装置C的作用是
(5)为了得到更纯的二氯化二硫,需要在装置B、C之间安装
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