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解题方法
1 . 铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。
(1)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备,反应同时生成无污染气体。①完成化学方程式:_______ +_______ 。
②Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,过程的焓变为___________ (列式表示)。
③Cr2O3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线__________________ (用“→”表示含氮物质间的转化);其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为____________ 。
(2)溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:
(ⅰ)
(ⅱ) ①下列有关溶液的说法正确的有_______ 。
A.加入少量硫酸,溶液的pH不变
B.加入少量水稀释,溶液中离子总数增加
C.加入少量NaOH溶液,反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D.加入少量K2Cr2O7固体,平衡时与的比值保持不变
②25℃时,溶液中随pH的变化关系如图。当时,设、与的平衡浓度分别为x、y、z mol/L,则x、y、z之间的关系式为____________ ;计算溶液中的平衡浓度__________ (写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
(1)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备,反应同时生成无污染气体。①完成化学方程式:
②Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,过程的焓变为
③Cr2O3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线
(2)溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:
(ⅰ)
(ⅱ) ①下列有关溶液的说法正确的有
A.加入少量硫酸,溶液的pH不变
B.加入少量水稀释,溶液中离子总数增加
C.加入少量NaOH溶液,反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D.加入少量K2Cr2O7固体,平衡时与的比值保持不变
②25℃时,溶液中随pH的变化关系如图。当时,设、与的平衡浓度分别为x、y、z mol/L,则x、y、z之间的关系式为
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解题方法
2 . V有“工业味精”之称。工业上提取钒的工艺有多种,一种从钒页岩(一种主要含Si、Fe、Al、V元素的矿石)中提取V的工艺流程如下:已知:
①“酸浸”时有VO生成;
②在有机溶剂中的溶解度大于水,“萃取”时离子的萃取顺序为;
③VO和可以相互转化。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-与钒页岩形成混合物,这样做的目的是____________________ 。
(2)“滤渣1”除掉的主要杂质元素是_______ (填元素符号)。
(3)作用是将VO转化为,转化的目的是_____________ ,发生的离子反应方程式为_____________________ 。
(4)①“沉钒”时,生成沉淀,“步骤X”应该加入________ (填“氧化剂”或“还原剂”),写出“沉钒”时的离子反应方程式_______________________ 。
②以“沉钒率”(沉淀中V的质量和钒页岩中钒的质量之比)表示钒的回收率如图所示,温度高于80℃时沉钒率下降的原因是_______________ 。(5)①可以溶解在NaOH溶液中,得到,在不同的pH下可以得到不同聚合度的多钒酸盐,其阴离子呈如图所示的无限链状结构,其中一种酸式钒酸根离子可以表示为,其中________ 。②V的另一种氧化物的立方晶胞如图所示,则在晶胞中,黑球代表的是_____ 原子。
①“酸浸”时有VO生成;
②在有机溶剂中的溶解度大于水,“萃取”时离子的萃取顺序为;
③VO和可以相互转化。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-与钒页岩形成混合物,这样做的目的是
(2)“滤渣1”除掉的主要杂质元素是
(3)作用是将VO转化为,转化的目的是
(4)①“沉钒”时,生成沉淀,“步骤X”应该加入
②以“沉钒率”(沉淀中V的质量和钒页岩中钒的质量之比)表示钒的回收率如图所示,温度高于80℃时沉钒率下降的原因是
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3 . 实验室模拟某含有机酸工业废水的处理过程。
.利用先与金属阳离子络合再被紫外光催化降解的方法去除,其机理如下:
(1)和发生络合反应生成有色物质:
①基态的价电子排布式为___________ 。
②下列有关上述络合反应的说法中,正确的有___________ (填标号)。
A.反应达平衡时,溶液的颜色不再变化
B.增大浓度,逆反应速率减小
C.过低不利于的生成
D.升高温度,该平衡正向移动
(2)紫外光催化降解:
若有机酸为,则光催化降解反应的离子方程式为:___________ 。
___________ ___________ ___________ ___________
.利用有机溶剂从废水中萃取的方法去除。该过程涉及以下反应:
(i)
(ii)
(iii)
(3)根据盖斯定律,反应(有机相)的___________ 。
(4)水相的以及体系温度对的平衡分配比有影响。
已知:。
①常温下,配制体积相同、不同、含粒子总浓度相同的系列溶液,分别加入等量有机溶剂萃取。测算并得到随变化的曲线如图所示。分析随升高而降低的原因___________ 。②当所配制的溶液时,随的变化曲线如图所示。萃取宜在___________ 温度下进行(填“较高”或“较低”)。
经测定,在图中点对应温度下,反应(ii)平衡常数,忽略水相中的电离,则有机相中___________ ;计算该温度下,反应(iii)的平衡常数___________ (写出计算过程)。
.利用先与金属阳离子络合再被紫外光催化降解的方法去除,其机理如下:
(1)和发生络合反应生成有色物质:
①基态的价电子排布式为
②下列有关上述络合反应的说法中,正确的有
A.反应达平衡时,溶液的颜色不再变化
B.增大浓度,逆反应速率减小
C.过低不利于的生成
D.升高温度,该平衡正向移动
(2)紫外光催化降解:
若有机酸为,则光催化降解反应的离子方程式为:
___________ ___________ ___________ ___________
.利用有机溶剂从废水中萃取的方法去除。该过程涉及以下反应:
(i)
(ii)
(iii)
(3)根据盖斯定律,反应(有机相)的
(4)水相的以及体系温度对的平衡分配比有影响。
已知:。
①常温下,配制体积相同、不同、含粒子总浓度相同的系列溶液,分别加入等量有机溶剂萃取。测算并得到随变化的曲线如图所示。分析随升高而降低的原因
经测定,在图中点对应温度下,反应(ii)平衡常数,忽略水相中的电离,则有机相中
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4 . 工业上用红土镍矿(主要成分为NiO,含CoO、FeO、、、MgO、CaO和)制备。工艺流程如图所示,回答下列问题:(1)加入在高压下进行酸浸。充分浸取后过滤出的酸浸渣的主要成分为______ (填化学式)。
(2)由溶液获取的操作是______ 、______ 、过滤、洗涤。
(3)沉镁沉钙加入NaF溶液,生成和若沉淀前溶液中,当沉淀完全后滤液中时,除钙率为______ (忽略沉淀前后溶液体积变化)。(已知:、)
(4)“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:。工业上用磺化煤油做萃取剂,萃取时,Co、Ni的浸出率和Co/Ni分离因素随pH的关系如图所示:①萃取时,选择pH为______ 左右。
②反萃取的试剂为______ 。
(5)氧化、沉铁沉铝时,需加入NaClO溶液起氧化作用。写出与NaClO在碱性条件下发生反应的离子方程式:______ 。
(6)中阴离子的空间构型为______ 。
(2)由溶液获取的操作是
(3)沉镁沉钙加入NaF溶液,生成和若沉淀前溶液中,当沉淀完全后滤液中时,除钙率为
(4)“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:。工业上用磺化煤油做萃取剂,萃取时,Co、Ni的浸出率和Co/Ni分离因素随pH的关系如图所示:①萃取时,选择pH为
②反萃取的试剂为
(5)氧化、沉铁沉铝时,需加入NaClO溶液起氧化作用。写出与NaClO在碱性条件下发生反应的离子方程式:
(6)中阴离子的空间构型为
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5 . 在生活中亚硝酸钠应用十分广泛,它是一种白色固体,外观与NaCl极其相似;少量可做食品的护色剂,可防止肉毒杆菌在肉类食品中生长。某化学兴趣小组查阅资料得知,该学习小组利用下列装置制备干燥的亚硝酸钠(夹持及加热装置略去,部分仪器可重复使用)。已知:①NO能被高锰酸钾氧化,但不能被浓硫酸氧化。
②酸性高锰酸钾溶液可将氧化成。
回答下列问题:
Ⅰ.的制备:
(1)装置A中的仪器名称分别是______ ,仪器按气流方向连接顺序为b→______ 。
(2)反应开始前打开止水夹a,通入过量氮气的目的是______ ;反应结束后打开止水夹a,再通入过量氮气的目的是______ 。
(3)装置D的作用是______ 。
(4)判断已被NO反应完全的现象是______ 。
Ⅱ.
(5)写出实验室制氨气的化学方程式______ 。
Ⅲ.测定的纯度(假设杂质不与反应):
(6)准确称取反应后的固体3.000g于烧杯中,加入蒸馏水溶解,配成250mL的溶液;取出25.00mL的溶液于锥形瓶中,滴入的酸性溶液至恰好完全反应,用去16mL的酸性溶液。固体中的纯度为______ %。
②酸性高锰酸钾溶液可将氧化成。
回答下列问题:
Ⅰ.的制备:
(1)装置A中的仪器名称分别是
(2)反应开始前打开止水夹a,通入过量氮气的目的是
(3)装置D的作用是
(4)判断已被NO反应完全的现象是
Ⅱ.
(5)写出实验室制氨气的化学方程式
Ⅲ.测定的纯度(假设杂质不与反应):
(6)准确称取反应后的固体3.000g于烧杯中,加入蒸馏水溶解,配成250mL的溶液;取出25.00mL的溶液于锥形瓶中,滴入的酸性溶液至恰好完全反应,用去16mL的酸性溶液。固体中的纯度为
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6 . 某制酸工厂产生的废酸液主要成分为HF、、、、,一种处理工艺如下:已知:常温下,
回答下列问题:
(1)基态As原子的价层电子排布图为__________________ ,中As的化合价为_________ 。
(2)原废水中含有的浓度为52.0,则_____ ,常温下,有B离子的去除量、“调pH”为6.0后,的去除率为_______ 。()
(3)强碱(AOH)的化学式为_____________ 。
(4)写出“还原”过程中发生反应的化学方程式_______________ 。
(5)产品结构分析。晶体W的晶胞结构如图所示:①晶胞内八面体阴离子中心原子的配位数为__________ 。
②W的化学式为_____________ 。
(6)产品纯度分析。称取g 样品,用碱溶解,加入淀粉作指示剂,用浓度为的碘标准溶液滴定As(Ⅲ)至As(Ⅴ),消耗体积为 mL,则制得的产品纯度为___________ 。(用含、、的代数式表示)
回答下列问题:
(1)基态As原子的价层电子排布图为
(2)原废水中含有的浓度为52.0,则
(3)强碱(AOH)的化学式为
(4)写出“还原”过程中发生反应的化学方程式
(5)产品结构分析。晶体W的晶胞结构如图所示:①晶胞内八面体阴离子中心原子的配位数为
②W的化学式为
(6)产品纯度分析。称取g 样品,用碱溶解,加入淀粉作指示剂,用浓度为的碘标准溶液滴定As(Ⅲ)至As(Ⅴ),消耗体积为 mL,则制得的产品纯度为
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7 . 亚硝酰氯(NOCl,熔点:-64.5℃,沸点:-5.5℃)是一种黄色气体,遇水易水解。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。
(1)甲组同学拟用同一装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别制备纯净干燥的NO和为制备纯净干燥的氯气,装置Ⅱ中盛放的药品是:_______ 。写出该装置制备氯气的离子方程式:_______ 。
(2)乙组同学利用甲组制得的NO和制备NOCl,装置如图所示:①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构,则NOCl的电子式为________ 。
②装置连接顺序为a→________ (按气流自左向右方向,用小写字母表示)。
③装置Ⅷ中吸收尾气时,NOCl发生反应的化学方程式为_______ 。
(3)丙组同学查阅资料,查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸,一定条件下混酸可生成亚硝酰氯和氯气,该反应的化学方程式为______ 。
(4)丁组同学用以下方法测定亚硝酰氯(NOCl)纯度:取Ⅷ中所得液体m克溶于水,配制成250mL溶液,取出25.00 mL,用c mol/L 溶液反应,消耗溶液的体积为bmL。亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为________ (用代数式表示即可)。
(1)甲组同学拟用同一装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别制备纯净干燥的NO和为制备纯净干燥的氯气,装置Ⅱ中盛放的药品是:
(2)乙组同学利用甲组制得的NO和制备NOCl,装置如图所示:①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构,则NOCl的电子式为
②装置连接顺序为a→
③装置Ⅷ中吸收尾气时,NOCl发生反应的化学方程式为
(3)丙组同学查阅资料,查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸,一定条件下混酸可生成亚硝酰氯和氯气,该反应的化学方程式为
(4)丁组同学用以下方法测定亚硝酰氯(NOCl)纯度:取Ⅷ中所得液体m克溶于水,配制成250mL溶液,取出25.00 mL,用c mol/L 溶液反应,消耗溶液的体积为bmL。亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为
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8 . 绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺,该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是_______ (填元素符号),Cr元素在元素周期表中的位置_______ ,
(2)滤渣I的主要成分是_______ (填化学式)。
(3)工序③中发生反应的离子方程式为_______ 。
(4)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为_____ 。钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种_______ (填“吸收光谱” 或“发射光谱”)。
(5)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为_______ 。(通常认为溶液中离子浓度小于10-5mol•L-1为沉淀完全;A1(OH)3+OH-⇌Al(OH):K=100.63,Kw=10-14,Ksp[A1(OH)3]=10-33)
(6)基态Al原子的核外电子排布式为_______ 。Fe的晶胞结构如图所示,已知NA表示阿伏加德罗常数的值,若晶胞参数为a nm,则Fe晶胞的密度为_______ g•cm-3(用含NA和a的代数式表示)。
回答下列问题:
(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是
(2)滤渣I的主要成分是
(3)工序③中发生反应的离子方程式为
(4)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为
(5)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为
(6)基态Al原子的核外电子排布式为
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9 . 金属镓有“电子工业脊梁”的美誉,镓与铝的化学性质类似.从刚玉渣(含钛、镓的低硅铁合金,还含有少量氧化铝)回收镓的一种流程如图所示:
回答下列问题:
(1)镓原子结构示意图为,则其在元素周期表第_________ 周期__________ 族。
(2)“酸浸”过程中禁止明火加热,原因是___________________________ ;为提高镓的浸出率,可采用的措施是__________________ (填一种即可)。
(3)“结晶”过程中得到的操作主要为__________________________ 。
(4)滤渣②的主要成分为_________________ 。
(5)“碳酸化”过程中不能通入过量的原因为______________________ (用离子方程式表示)。
(6)氮化镓具有优异的光电性能.工业上常采用在1100℃条件下,利用Ga与反应可制备,该反应的化学方程式为_____________________________ 。
(7)晶体的一种立方晶胞如图所示,已知晶胞参数为,的摩尔质量为,则该晶体的密度为___________ (列出计算式,设为阿伏加德罗常数的值)。
回答下列问题:
(1)镓原子结构示意图为,则其在元素周期表第
(2)“酸浸”过程中禁止明火加热,原因是
(3)“结晶”过程中得到的操作主要为
(4)滤渣②的主要成分为
(5)“碳酸化”过程中不能通入过量的原因为
(6)氮化镓具有优异的光电性能.工业上常采用在1100℃条件下,利用Ga与反应可制备,该反应的化学方程式为
(7)晶体的一种立方晶胞如图所示,已知晶胞参数为,的摩尔质量为,则该晶体的密度为
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10 . 钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称。以含钒石煤(主要成分是V2O3、V2O4,含有的杂质有SiO2、FeS2及Mg、Al、Mn等的化合物)制备单质钒的工艺流程如图所示。
已知:①该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀时和完全沉淀时的pH如下表所示:
②,,远大于。
回答下列问题:
(1)基态Fe3+的价电子排布式为___________ 。
(2)为了提高“焙烧”效率,可采取的措施有___________ 、___________ 。
(3)“焙烧”时,V2O3、V2O4都转化为Ca(VO3)3,写出V2O4转化为Ca(VO3)3的化学方程式:___________ 。
(4)“水浸”加入Na2CO3调节溶液的pH为8.5,可完全除去的金属离子有___________ ;“水浸”加入过量Na2CO3不能使CaSiO3完全转化为CaCO3,原因是___________ 。(列式计算平衡常数分析该反应进行的趋势,一般认为,K>105时反应进行较完全,K<10-5时反应难以进行)
(5)“离子交换”与“洗脱”可表示为(为强碱性阴离子交换树脂,为VO在水溶液中的实际存在形式),则“洗脱”过程中“淋洗液”最好选用___________ 。
(6)“沉钒”过程析出NH4VO3晶体,需要加入过量NH4Cl,目的是___________ 。
(7)下列金属冶炼方法中,与本工艺流程中冶炼钒的方法相似的是___________(填字母)。
已知:①该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀时和完全沉淀时的pH如下表所示:
金属离子 | Fe3+ | Mg2+ | Al3+ | Mn2+ |
开始沉淀时的pH | 1.9 | 7.0 | 3.0 | 8.1 |
完全沉淀时的pH | 3.2 | 9.0 | 4.7 | 10.1 |
回答下列问题:
(1)基态Fe3+的价电子排布式为
(2)为了提高“焙烧”效率,可采取的措施有
(3)“焙烧”时,V2O3、V2O4都转化为Ca(VO3)3,写出V2O4转化为Ca(VO3)3的化学方程式:
(4)“水浸”加入Na2CO3调节溶液的pH为8.5,可完全除去的金属离子有
(5)“离子交换”与“洗脱”可表示为(为强碱性阴离子交换树脂,为VO在水溶液中的实际存在形式),则“洗脱”过程中“淋洗液”最好选用
(6)“沉钒”过程析出NH4VO3晶体,需要加入过量NH4Cl,目的是
(7)下列金属冶炼方法中,与本工艺流程中冶炼钒的方法相似的是___________(填字母)。
A.高炉炼铁 | B.电解熔融氯化钠制钠 |
C.铝热反应制锰 | D.氧化汞分解制汞 |
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