1 . 酸浸法回收废炉渣中(主要为铜、钴、镍、铁等金属元素的氧化物)的铜、钴、镍的流程如下:已知:25℃时,,.
(1)“磨细”过程的目的是____________ .
(2)酸浸液中大量铁元素以存在,加入可减少铁屑的消耗从而降低成本,与反应过程中会产生气泡,其离子方程式为____________ .
(3)“滤渣2”主要成分为______ (填化学式)。
(4)“镍钴分离”过程发生反应的离子方程式为____________ .
(5)“酸溶1”过程用替换HCl,从绿色化学角度分析其可行性____________ 。
(6)“焙烧”过程发生反应的化学方程式为____________ 。
(7)已知当 mol⋅L时,认为其沉淀完全。“沉镍”过程的目的是为了将.此时应调节溶液的pH为______ 。
(8)“操作X”采用的结晶方法为______ 。
(1)“磨细”过程的目的是
(2)酸浸液中大量铁元素以存在,加入可减少铁屑的消耗从而降低成本,与反应过程中会产生气泡,其离子方程式为
(3)“滤渣2”主要成分为
(4)“镍钴分离”过程发生反应的离子方程式为
(5)“酸溶1”过程用替换HCl,从绿色化学角度分析其可行性
(6)“焙烧”过程发生反应的化学方程式为
(7)已知当 mol⋅L时,认为其沉淀完全。“沉镍”过程的目的是为了将.此时应调节溶液的pH为
(8)“操作X”采用的结晶方法为
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2 . 高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效净水剂,某化学实验兴趣小组同学在实验室用如图所示装置制备K2FeO4 (夹持装置已略去)。【查阅资料】与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO,在较高温度下则反应生成;K2FeO4易溶于水,微溶于浓KOH溶液,在0~5℃的强碱性溶液中较稳定。
已知:先制备KClO溶液,KClO再与KOH、溶液反应制备K2FeO4。
回答下列问题:
(1)进行该实验前,应先___________ 。
(2)仪器a的名称为___________ 。
(3)装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为___________ 。
(4)装置Ⅲ的仪器a中得到足量的KClO后,将仪器a上的导管取下,依次加入KOH溶液、溶液,水浴控制反应温度为25℃,搅拌数小时,溶液变为紫红色(含K2FeO4):
①此时仪器a中发生反应的化学方程式为___________ 。
②该反应中每转移0.2mol电子,此时生成的K2FeO4的质量为___________ g。
(5)取提纯后的K2FeO4样品mg于烧杯中,加入强碱性亚铬酸盐溶液,反应后再加稀硫酸调节至溶液呈强酸性,配成VmL溶液,取出该溶液的四分之一于锥形瓶中,用的溶液滴定至终点,重复操作3次,平均消耗溶液48.00mL。涉及的主要反应为:
i.;
ii.;
iii.。
则该K2FeO4样品的纯度为___________ (用含m、c的代数式表示,列出计算式即可)。
(6)装置Ⅳ中除了发生反应,还有可能发生反应的离子方程式为___________ (不考虑空气对反应的影响)。
已知:先制备KClO溶液,KClO再与KOH、溶液反应制备K2FeO4。
回答下列问题:
(1)进行该实验前,应先
(2)仪器a的名称为
(3)装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为
(4)装置Ⅲ的仪器a中得到足量的KClO后,将仪器a上的导管取下,依次加入KOH溶液、溶液,水浴控制反应温度为25℃,搅拌数小时,溶液变为紫红色(含K2FeO4):
①此时仪器a中发生反应的化学方程式为
②该反应中每转移0.2mol电子,此时生成的K2FeO4的质量为
(5)取提纯后的K2FeO4样品mg于烧杯中,加入强碱性亚铬酸盐溶液,反应后再加稀硫酸调节至溶液呈强酸性,配成VmL溶液,取出该溶液的四分之一于锥形瓶中,用的溶液滴定至终点,重复操作3次,平均消耗溶液48.00mL。涉及的主要反应为:
i.;
ii.;
iii.。
则该K2FeO4样品的纯度为
(6)装置Ⅳ中除了发生反应,还有可能发生反应的离子方程式为
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解题方法
3 . 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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4 . 研究氨的制备、应用及氨氮的去除有重要意义。
(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其平衡常数K与温度T的关系如下表。
①试判断_______ (填写“>”“=”或“<”)
②一定温度下,在密闭容器中充入和并发生反应。若容器容积恒定,达到平衡时,气体的总物质的量为原来的,则的转化率_______ ,以表示该过程的反应速率_______ 。
(2)氨的应用。以和为原料在一定温度和压强下合成尿素的反应分两步:
I.和生成;
Ⅱ.分解生成。
反应过程中能量变化如图所示。①写出和合成尿素反应的热化学方程式为_______ 。
②结合反应过程中能量变化示意图,下列说法正确的是_______ (填序号)。
a.活化能:反应I<反应Ⅱ
b.I为放热反应,Ⅱ为吸热反应
c.对总反应速率影响较大的是反应I
(3)氨氮的去除。下面是两种电化学除氨氮的方法。
方法一:电化学氧化法
有研究表明,当以碳材料为阴极,可在阴极生成,并进一步生成氧化性更强的,可以将水中氨氮氧化为。
①写出去除氨气的化学反应方程式_______ 。
②阴极区加入可进一步提高氨氮的去除率,结合如下图,用化学方程式、电极反应式和文字解释的作用_______ 。方法二:电化学沉淀法
用溶液模拟氨氮废水,以镁作阳极、不锈钢作阴极进行电解,可将废水中的转化为沉淀而除去。调节溶液初始,氨氮去除率和溶液随时间的变化情况如图所示。③电解时两极反应式分别为:,。写出废水中生成沉淀的离子方程式:_______ 。
④反应1h以后,氨氮去除率随时间的延长反而下降的原因是_______ 。
(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其平衡常数K与温度T的关系如下表。
T/K | 298 | 398 | 498 |
平衡常数K |
②一定温度下,在密闭容器中充入和并发生反应。若容器容积恒定,达到平衡时,气体的总物质的量为原来的,则的转化率
(2)氨的应用。以和为原料在一定温度和压强下合成尿素的反应分两步:
I.和生成;
Ⅱ.分解生成。
反应过程中能量变化如图所示。①写出和合成尿素反应的热化学方程式为
②结合反应过程中能量变化示意图,下列说法正确的是
a.活化能:反应I<反应Ⅱ
b.I为放热反应,Ⅱ为吸热反应
c.对总反应速率影响较大的是反应I
(3)氨氮的去除。下面是两种电化学除氨氮的方法。
方法一:电化学氧化法
有研究表明,当以碳材料为阴极,可在阴极生成,并进一步生成氧化性更强的,可以将水中氨氮氧化为。
①写出去除氨气的化学反应方程式
②阴极区加入可进一步提高氨氮的去除率,结合如下图,用化学方程式、电极反应式和文字解释的作用
用溶液模拟氨氮废水,以镁作阳极、不锈钢作阴极进行电解,可将废水中的转化为沉淀而除去。调节溶液初始,氨氮去除率和溶液随时间的变化情况如图所示。③电解时两极反应式分别为:,。写出废水中生成沉淀的离子方程式:
④反应1h以后,氨氮去除率随时间的延长反而下降的原因是
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5 . 如今,半导体“硅”已经成为信息时代高科技的代名词,高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业的基础材料。制备高纯硅的主要工艺流程如图所示:已知:极易水解,反应过程中会产生氢气。
回答下列问题:
(1)二氧化硅和硅酸盐是构成地壳中大部分岩石、沙子和土壤的主要微粒,的晶体类型为________ 。
(2)写出④的化学方程式为________ 。
(3)以上①~⑤的流程中,包含置换反应的是______ (填序号)。整个操作流程都需隔绝空气,原因是________ (答出两条即可)。
(4)氮化硼陶瓷基复合材料电推进系统及以SiC单晶制作器件,在航空航天特殊环境下具有广泛的应用前景。科学家用金属钠、四氯化碳和四氯化硅制得了SiC纳米棒,反应的化学方程式为____ 。
(5)在硅酸盐中,四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大结构型式。图(b)为一种链状结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为_____ ,其化学式为______ 。
回答下列问题:
(1)二氧化硅和硅酸盐是构成地壳中大部分岩石、沙子和土壤的主要微粒,的晶体类型为
(2)写出④的化学方程式为
(3)以上①~⑤的流程中,包含置换反应的是
(4)氮化硼陶瓷基复合材料电推进系统及以SiC单晶制作器件,在航空航天特殊环境下具有广泛的应用前景。科学家用金属钠、四氯化碳和四氯化硅制得了SiC纳米棒,反应的化学方程式为
(5)在硅酸盐中,四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大结构型式。图(b)为一种链状结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为
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6 . 采用选择性催化还原技术(SCR)可以有效脱除烟气中的氮氧化物()。
(1)钒基催化剂(催化剂)可用于,反应机理与催化剂表面的活性吸附位点有关。基于Lewis酸位点的SCR催化反应循环机理如图甲所示:①脱除的总反应化学方程式为___________ ,该反应的中间体有___________ 种。
②若烟气中含有硫的氧化物,则会降低的速率,可能的原因是___________ 。
(2)研究发现:当烟气中和的物质的量相同时,会发生快速SCR反应过程:。臭氧对具有一定的辅助作用。臭氧先氧化,发生反应:。在不同温度下,经过相同时间后测得的物质的量之比与的脱除率关系如图乙所示。①温度升高到一定程度后,中脱除率均有不同程度的降低,其原因是___________ (写两条)。
②温度低于250℃,物质的量之比为0.5时,脱除率较高的原因是___________ 。
③实验发现,向烟气中先通入,脱除率低于先通入,可能的原因是___________
(3)以为媒介的间接电化学氧化法可以同时除去烟气中的和,装置如图丙所示:则阳极的电极反应式为___________ ,参与反应的离子方程式为___________ 。
(1)钒基催化剂(催化剂)可用于,反应机理与催化剂表面的活性吸附位点有关。基于Lewis酸位点的SCR催化反应循环机理如图甲所示:①脱除的总反应化学方程式为
②若烟气中含有硫的氧化物,则会降低的速率,可能的原因是
(2)研究发现:当烟气中和的物质的量相同时,会发生快速SCR反应过程:。臭氧对具有一定的辅助作用。臭氧先氧化,发生反应:。在不同温度下,经过相同时间后测得的物质的量之比与的脱除率关系如图乙所示。①温度升高到一定程度后,中脱除率均有不同程度的降低,其原因是
②温度低于250℃,物质的量之比为0.5时,脱除率较高的原因是
③实验发现,向烟气中先通入,脱除率低于先通入,可能的原因是
(3)以为媒介的间接电化学氧化法可以同时除去烟气中的和,装置如图丙所示:则阳极的电极反应式为
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解题方法
7 . 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
8 . 钉(Ru)为重要的稀有元素,广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。某含钌的废渣主要成分为Ru、Pb、、,回收钌的工艺流程如图:已知:“滤液1”中Ru元素和Bi元素存在形式为、。
(1)“氧化碱浸”时,两种氧化剂在不同温度下对钌浸出率和渣率的影响分别如图1、图2所示,则适宜选择的氧化剂为________ ;最佳反应温度为________ 。(2)已知甲酸的化学式为HCOOH,反应后产物为。则“还原”过程中每生成时,氧化剂和还原剂的物质的量之比为________ 。
(3)“蒸馏”过程的化学反应方程式为________ 。
(4)“吸收”过程产生的气体X经Y溶液吸收后,经进一步处理可以循环利用,则X和Y的化学式分别为________ 、________ 。
(5)可用氢还原重量法测定产品的纯度,其原理为。实验所得数据记录如表,则产品的纯度为________ 。
(1)“氧化碱浸”时,两种氧化剂在不同温度下对钌浸出率和渣率的影响分别如图1、图2所示,则适宜选择的氧化剂为
(3)“蒸馏”过程的化学反应方程式为
(4)“吸收”过程产生的气体X经Y溶液吸收后,经进一步处理可以循环利用,则X和Y的化学式分别为
(5)可用氢还原重量法测定产品的纯度,其原理为。实验所得数据记录如表,则产品的纯度为
实验序号 | 产品质量/g | 固体Ru质量/g |
① | 5.000 | 2.0210 |
② | 5.000 | 2.0190 |
③ | 5.000 | 2.0200 |
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解题方法
9 . 利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等)制取草酸钴的工艺流程如下:已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
(1)为增大水钴矿的浸取效率,可采取的措施为______ 。(任写一条)
(2)向浸出液中加入NaClO3对应的离子反应方程式为______ ,制取NaClO3可以将氯气通入到热的浓氢氧化钠溶液,该反应的离子方程式为______ ;实验需要制取21.3克NaClO3,需要的氯气由电解食盐水生成,若不考虑反应过程中的损失,则同时生成的氢气的体积为______ (标准状况)。
(3)向浸出液中加入碳酸钠后析出的沉淀是______ ,至少调节pH为______ 。
(4)滤液Ⅱ中加入萃取剂的目的是______ 。
(5)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液=______ 。
(6)取15gCoC2O4样品灼烧(CoC2O4=CoO+CO+CO2,假设杂质不参与变化),将分解产生的气体收集起来得到标况下体积为4.48L的气体,则CoC2O4的纯度为_______ 。
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)为增大水钴矿的浸取效率,可采取的措施为
(2)向浸出液中加入NaClO3对应的离子反应方程式为
(3)向浸出液中加入碳酸钠后析出的沉淀是
(4)滤液Ⅱ中加入萃取剂的目的是
(5)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液=
(6)取15gCoC2O4样品灼烧(CoC2O4=CoO+CO+CO2,假设杂质不参与变化),将分解产生的气体收集起来得到标况下体积为4.48L的气体,则CoC2O4的纯度为
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解题方法
10 . 某化学学习小组进行如下实验:
I.为探究对分解的催化效果,实验方案如下图所示:(1)通过观察___________ (填实验现象),即可得出的催化效果的差异。有同学建议将改为溶液,理由是___________ 。
II.测定中值
已知:,①称取纯草酸晶体,将草酸制成水溶液为待测液;②取待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀;③用浓度为的标准溶液进行滴定。
(2)请写出滴定中发生反应的离子方程式___________ 。
(3)由图可知消耗溶液体积为___________ 。(4)判断此滴定实验达到终点的方法是___________ 。
(5)通过上述数据,求得___________ ,若由于操作不当,滴定结束后滴定管尖嘴处滴定前滴定后有一气泡,引起实验结果___________ (偏大、偏小或没有影响),其它操作均正确,滴定前未用标准溶液润洗滴定管,引起实验结果___________ (偏大、偏小或没有影响)。
I.为探究对分解的催化效果,实验方案如下图所示:(1)通过观察
II.测定中值
已知:,①称取纯草酸晶体,将草酸制成水溶液为待测液;②取待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀;③用浓度为的标准溶液进行滴定。
(2)请写出滴定中发生反应的离子方程式
(3)由图可知消耗溶液体积为
(5)通过上述数据,求得
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