磷酸亚铁锂是重要的锂电池正极材料,一种利用硫酸法生产钛白粉过程的副产物硫酸亚铁(含钛、铜、锰、铅、锌、钙、镁等杂质离子)制备磷酸亚铁锂的生产流程如图。常温下各种硫化物溶度积常数如表:
(1)操作1、操作2的实验名称为_______ 。
(2)加入溶液的目的是_______ ,聚丙烯的作用是_______ 。
(3)向滤液2中加入溶液需控制溶液的,其原因为_______ ;反应生成的离子方程式为_______ 。
(4)已知:、。若取废液,测得浓度为浓度为,则至少需加入_______ 才能使废液中沉淀完全(当离子浓度,可认为沉淀完全)。
(5)锂离子电池充电时,作阳极,脱出部分,形成,当时,则电极材料中_______ 。
(6)已知的某种晶胞结构如图。晶胞参数为,以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。则A原子的坐标为原子的坐标为。设为阿伏加德罗常数的值。①请在晶胞结构图上指出原子坐标为的原子_______ (在图中标出,可用头指明)。
②距离原子最近且等距离的原子的数目为_______ 。
③该晶胞的密度为_______ (列出计算式即可)。
物质 | |||||
(1)操作1、操作2的实验名称为
(2)加入溶液的目的是
(3)向滤液2中加入溶液需控制溶液的,其原因为
(4)已知:、。若取废液,测得浓度为浓度为,则至少需加入
(5)锂离子电池充电时,作阳极,脱出部分,形成,当时,则电极材料中
(6)已知的某种晶胞结构如图。晶胞参数为,以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。则A原子的坐标为原子的坐标为。设为阿伏加德罗常数的值。①请在晶胞结构图上指出原子坐标为的原子
②距离原子最近且等距离的原子的数目为
③该晶胞的密度为
更新时间:2024-05-08 15:23:19
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【推荐1】闪锌矿的主要成分为ZnS(还含有少量FeS等其他成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:
(l)闪锌矿焙烧过程中产生的出炉烟气可净化制酸,用于浸出操作。制酸过程中的主要化学方程式为_______ 。
(2)浸出操作中Fe3+浓度较高,需先加入SO2或ZnS将Fe3+还原为Fe2+,再以ZnO调整溶液酸度,将Fe2+转化成针铁矿( FeOOH)沉淀形成浸出渣。则Fe2+沉淀过程的总化学方程式为_____________ 。
(3)已知净化操作后的滤液中c(Zn2+)=0.2 mol/L,将该滤液与0.4 mol/L的Na2S溶液等体积混合,充分反应后,混合溶液中c(Zn2+)=_______ (ZnS的溶度积帝数Ksp=1. 20×10-23)。
(4)净化操作后的滤液加入阴极室内进行电沉积可得到纯锌,原理如右图所示:
①阳极的电极反应式为___________ 。
②以乙醚(C2H5OC2H5)空气燃料电池为电源电沉积制取纯锌时,阴极室内沉积1.3 g锌,理论上乙醚-空气燃料电池消耗____ g乙醚。
(5)上述冶炼工艺中的焙烧过程易导致空气污染。采用“氧压酸浸”流程,既可省略焙烧过程又可获得一种非金属单质。“氧压酸浸”流程中发生的主要反应的离子方程式为___________________ 。
(l)闪锌矿焙烧过程中产生的出炉烟气可净化制酸,用于浸出操作。制酸过程中的主要化学方程式为
(2)浸出操作中Fe3+浓度较高,需先加入SO2或ZnS将Fe3+还原为Fe2+,再以ZnO调整溶液酸度,将Fe2+转化成针铁矿( FeOOH)沉淀形成浸出渣。则Fe2+沉淀过程的总化学方程式为
(3)已知净化操作后的滤液中c(Zn2+)=0.2 mol/L,将该滤液与0.4 mol/L的Na2S溶液等体积混合,充分反应后,混合溶液中c(Zn2+)=
(4)净化操作后的滤液加入阴极室内进行电沉积可得到纯锌,原理如右图所示:
①阳极的电极反应式为
②以乙醚(C2H5OC2H5)空气燃料电池为电源电沉积制取纯锌时,阴极室内沉积1.3 g锌,理论上乙醚-空气燃料电池消耗
(5)上述冶炼工艺中的焙烧过程易导致空气污染。采用“氧压酸浸”流程,既可省略焙烧过程又可获得一种非金属单质。“氧压酸浸”流程中发生的主要反应的离子方程式为
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【推荐2】某研究小组用工业生产高锰酸钾产生的废渣——锰泥(含、及Pb、Ca等元素)和轧钢废酸液制取工业级碳酸锰(),其流程如下:
(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ的名称是____ 。
(2)轧钢废酸中的作用是_________________ 。
(3)固体A是_____________ 。(填化学式,下同)
(4)溶液B中含有____ 阳离子,通过表格中数据简单说明固体B与以上离子分离的原因_____ 。
(5)若固体C中不含,则溶液C中__ 。(已知: )
(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ的名称是
(2)轧钢废酸中的作用是
(3)固体A是
(4)溶液B中含有
(5)若固体C中不含,则溶液C中
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【推荐3】某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体():
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)“碱浸”中的两个作用分别是除去油脂和___________ 。为回收金属,用稀硫酸将“滤液①”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式___________ 。
(2)“转化”中可替代的最佳物质是___________。
(3)利用上述表格数据,计算的___________ 。如果“转化”后的溶液中浓度为,则“调”应控制的范围是___________ 。
(4)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是___________ 。
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子 | ||||
开始沉淀时(c=0.01mol/L)的 | 7.2 | 3.7 | 2.2 | 7.5 |
沉淀完全时(c=1.0×10-5mol/L)的 | 8.7 | 4.7 | 3.2 | 9.0 |
(1)“碱浸”中的两个作用分别是除去油脂和
(2)“转化”中可替代的最佳物质是___________。
A.酸性溶液 | B. | C.硝酸 | D.新制氯水 |
(3)利用上述表格数据,计算的
(4)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐1】钙钛矿(主要成分是CaTiO3)太阳能薄膜电池制备工艺简单、成本低、效率高,引起了科研工作者的广泛关注,科学家认为钙钛矿太阳能电池将取代硅基太阳能电池的统治地位。
(1)基态钛原子的电子排布式为______ ,若钙原子核外有7种能量状态的电子,则钙原子处于____ (填“基”或“激发”)态,氧元素所在周期第一电离能由小到大的前三种元素依次是_______ 。
(2)硅能形成一系列硅氢化合物,如硅烷系列:SiH4、Si2H6;硅烯系列:Si2H4、Si3H6等,其中硅烷广泛应用于微电子、制造太阳能电池。
①上述分子中硅原子存在sp2杂化的是____ ,属于正四面体的是_____ 。
②硅烷链长度远小于烷烃,最可能的原因是______ ,硅烷同系物熔、沸点的变化规律可能是________ .
(3) CaTiO3的晶胞为立方晶胞,结构如下图所示:
则与A距离最近且相等的X有___ 个,M的坐标是_____ ;若晶胞参数是r pm, NA为阿伏加 德罗常数的值,则该晶体的密度是_____ g/cm3。
(1)基态钛原子的电子排布式为
(2)硅能形成一系列硅氢化合物,如硅烷系列:SiH4、Si2H6;硅烯系列:Si2H4、Si3H6等,其中硅烷广泛应用于微电子、制造太阳能电池。
①上述分子中硅原子存在sp2杂化的是
②硅烷链长度远小于烷烃,最可能的原因是
(3) CaTiO3的晶胞为立方晶胞,结构如下图所示:
则与A距离最近且相等的X有
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解题方法
【推荐2】催化裂化是石油精炼中最重要的转化之一、FCC催化剂中含有多种金属元素,一种针对FCC废催化剂(含较多的CeO2、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物质)综合回收利用的工艺流程如下:已知:①CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液。
②常温下Ksp[Fe(OH)2]=4.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Ksp [Al(OH)3]=3.0×10-33,lg2=0.3。
回答下列问题:
(1)已知基态Ce原子价层电子排布式为4f15d16s2,它有___________ 个未成对电子,它的最高正化合价为___________ 。
(2)物质X为___________ ,若利用pH传感器监测反应2,当pH=___________ 时,Fe3+已沉淀完全。(c(Fe3+) ≤ 1×10-5mol/L时视为完全沉淀)
(3)从溶液中获得NH4Al(SO4)2•6H2O晶体的“一系列操作”包括___________ 、过滤、洗涤、常温干燥。SO的空间构型为___________ 。
(4)CeO2是一种重要的光催化材料,光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示,假设CeO2晶胞边长为a pm,CeO2晶体结构中与Ce4+相邻且最近的Ce4+有___________ 个,CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为___________ ,每个CeO2-x晶胞中Ce4+个数为___________ 。
②常温下Ksp[Fe(OH)2]=4.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Ksp [Al(OH)3]=3.0×10-33,lg2=0.3。
回答下列问题:
(1)已知基态Ce原子价层电子排布式为4f15d16s2,它有
(2)物质X为
(3)从溶液中获得NH4Al(SO4)2•6H2O晶体的“一系列操作”包括
(4)CeO2是一种重要的光催化材料,光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示,假设CeO2晶胞边长为a pm,CeO2晶体结构中与Ce4+相邻且最近的Ce4+有
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解答题-结构与性质
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【推荐3】在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要材料。回答下列问题:
(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中碳、氮的杂化类型分别是___________ 。乙二胺能与Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是___________ 。
(3)一些氧化物的熔点如下表所示:
解释表中氧化物之间熔点差异的原因___________ 。
(4)原子晶体GaAs的晶胞参数a = x pm,它的晶胞结构如下图所示。该晶胞内部存在的共价键数为___________ ;A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为___________ (用x表示)pm ;该晶胞的密度为___________ g·cm-3。(阿伏加德罗常数用NA表示)。
(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。
A. | B. | C. | D. |
(3)一些氧化物的熔点如下表所示:
氧化物 | Li2O | MgO | P4O6 | SO2 |
熔点/°C | 1570 | 2800 | 23.8 | −75.5 |
解释表中氧化物之间熔点差异的原因
(4)原子晶体GaAs的晶胞参数a = x pm,它的晶胞结构如下图所示。该晶胞内部存在的共价键数为
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【推荐1】制印刷锌板时,用稀硝酸腐蚀锌板后得到的“废液”(含有少量、)称为“烂板液”。某化学兴趣小组用“烂板液”制取的过程如下:
已知:能与强碱反应;常温下,Ksp(Fe(OH)3=8×10-39, Ksp(Zn(OH)2=1.2×10-17。
(1)上述过程中多步操作需控制溶液pH,实验室用pH试纸测溶液pH的正确操作是_______ 。
(2)操作1的名称为_______ ,在操作1中pH不宜过高的原因是_______ 。
(3)操作2中加入的物质A可以是_______ (填化学式),调节pH的范围是_______ 。【已知:c(Zn2+)=0.12 mol·L-1,离子完全沉淀时浓度≤10-5mol·L-1 , lg5=0.7】
(4)“冷却结晶”步骤中需加入硝酸的目的是_______ 。
已知:能与强碱反应;常温下,Ksp(Fe(OH)3=8×10-39, Ksp(Zn(OH)2=1.2×10-17。
(1)上述过程中多步操作需控制溶液pH,实验室用pH试纸测溶液pH的正确操作是
(2)操作1的名称为
(3)操作2中加入的物质A可以是
(4)“冷却结晶”步骤中需加入硝酸的目的是
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解答题-工业流程题
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【推荐2】磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有、、、MgO、CaO以及少量的。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。常温下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
已知:①“焙烧”中,、几乎不发生反应,、MgO、CaO、转化为相应的硫酸盐;②。回答下列问题:
(1)为了加快“焙烧”速率,可采用的物理方法为______ (填一种即可)。
(2)“焙烧”时,转化为;在的溶液中,各离子浓度由大到小的顺序为______ (填离子符号)。
(3)“水浸”后的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,最先析出的离子为______ (填离子符号)。
(4)水浸渣在160℃“酸溶”,最适合的加热方式为______ (填“水浴”或“油浴”)加热。
(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,水解析出沉淀,该反应的离子方程式为______ 。
金属离子 | ||||
开始沉淀()的pH | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 12.0 |
沉淀完全()的pH | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 13.8 |
(1)为了加快“焙烧”速率,可采用的物理方法为
(2)“焙烧”时,转化为;在的溶液中,各离子浓度由大到小的顺序为
(3)“水浸”后的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,最先析出的离子为
(4)水浸渣在160℃“酸溶”,最适合的加热方式为
(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,水解析出沉淀,该反应的离子方程式为
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解答题-实验探究题
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【推荐3】某研究性学习小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中模拟工业生产提取镁,主要过程如下:
回答下列问题:
(1)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2 ,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有________ 饱和溶液的烧杯中,充分搅拌后经______ 、______ (填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。写出有关反应的离子方程式__________ 。
(2)右图是该研究性学习小组设计进行过程③的实验装置图。其中装置A的作用是_______ 。
若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作方法是________________ 。
(3)写出过程④中发生反应的化学方程式_______________ 。
回答下列问题:
(1)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2 ,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有
(2)右图是该研究性学习小组设计进行过程③的实验装置图。其中装置A的作用是
若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作方法是
(3)写出过程④中发生反应的化学方程式
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解答题-工业流程题
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【推荐1】铝土矿主要成分Al2O3,还含少量 SiO2、Fe2O3杂质。可用下图制备铝:
已知 2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O === Na2Al2Si2O8↓+4NaOH。 回答下列问题:
(1)在工艺流程第五步中,灼烧所需的实验仪器除酒精灯、坩埚、坩埚钳、玻璃棒之外,还需要_____________ 、_________________________ 。
(2)Na2Al2Si2O8的氧化物形式为_________________________ 。
(3)滤渣A经多步可制得粗硅 ,请写出由二氧化硅制得粗硅的化学方程式________________ 。
(4)在工艺流程第三步中,通入过量的二氧化碳时,该反应的离子方程式有_______________ , 得到的滤液与足量Ba(OH)2溶液反应的主要离子方程式为 ____________________ 。
(5)将a g铝土矿经过以上一系列操作之后,最终得到b g Al(不考虑实验过程中操作引起的损耗), 下列说法正确的是____________ 。 (NA表示阿伏伽德罗常数)
A.铝土矿中 Al3+数目小于
B.铝土矿中Al2O3物质的量小于b/54 mol
C.铝土矿中铝元素的质量分数为×100℅
已知 2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O === Na2Al2Si2O8↓+4NaOH。 回答下列问题:
(1)在工艺流程第五步中,灼烧所需的实验仪器除酒精灯、坩埚、坩埚钳、玻璃棒之外,还需要
(2)Na2Al2Si2O8的氧化物形式为
(3)滤渣A经多步可制得粗硅 ,请写出由二氧化硅制得粗硅的化学方程式
(4)在工艺流程第三步中,通入过量的二氧化碳时,该反应的离子方程式有
(5)将a g铝土矿经过以上一系列操作之后,最终得到b g Al(不考虑实验过程中操作引起的损耗), 下列说法正确的是
A.铝土矿中 Al3+数目小于
B.铝土矿中Al2O3物质的量小于b/54 mol
C.铝土矿中铝元素的质量分数为×100℅
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【推荐2】二氧化硅、氮化硅是性能优异的无机非金属材料。氮化硅的熔点高、硬度大、电绝缘性好,化学性质稳定。合成光导纤维和氮化硅的工艺流程如下。回答下列问题:
(1)硅在元素周期表中位置___________ 。
(2)氮化硅中只有极性共价键,则氮化硅化学式为___________ 。
(3)“高温还原”过程中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________ 。
(4)“高温”反应阶段所得的粗品中所含的物质如下:
“操作X”的名称为___________ 。
(5)制备氮化硅的化学方程式为___________ 。
(6)依据性能及生产成本推测氮化硅可能应用在___________(填标号)。
(1)硅在元素周期表中位置
(2)氮化硅中只有极性共价键,则氮化硅化学式为
(3)“高温还原”过程中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为
(4)“高温”反应阶段所得的粗品中所含的物质如下:
组分名称 | HCl | |||||
质量分数 | 0.545 | 0.405 | 0.0462 | 0.0003 | 0.00193 | 0.00157 |
沸点/℃ | 57.6 | 31.8 | 8.2 | -85 | 12.5 | 75.5 |
(5)制备氮化硅的化学方程式为
(6)依据性能及生产成本推测氮化硅可能应用在___________(填标号)。
A.建筑材料 | B.计算机芯片 | C.制作切削刀具 | D.制作坩埚 |
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【推荐3】锆(40Zr)是现代工业中重要的金属原料,具有良好的可塑性,其抗蚀性能强于钛。以锆英石(主要成分是ZrSiO4,还含有少量A12O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料生产锆及其化合物的流程如图所示:
(1)分馏属于_______ (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)锆英石_______ (填“能”或“不能”)直接用稀盐酸浸取后再分馏,理由是_______ 。
(3)“高温气化”中ZrSiO4发生反应得到ZrC14的反应的化学方程式为_______ 。
(4)流程中ZrC14与水反应后经过滤、洗涤、干燥等操作可获得ZrOC12·8H2O,检验该物质是否洗涤干净的实验操作为_______ 。
(5)工业上使用惰性电极电解K2ZrF6与KC1组成的熔盐来制取金属锆。阳极上的电极反应式为_______ ,每转移0.4mole-,理论上阴极增加的质量为_______ 。
(1)分馏属于
(2)锆英石
(3)“高温气化”中ZrSiO4发生反应得到ZrC14的反应的化学方程式为
(4)流程中ZrC14与水反应后经过滤、洗涤、干燥等操作可获得ZrOC12·8H2O,检验该物质是否洗涤干净的实验操作为
(5)工业上使用惰性电极电解K2ZrF6与KC1组成的熔盐来制取金属锆。阳极上的电极反应式为
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