1 . 利用镍黄铁矿(主要成分是、、)制备硫酸镍铵和磷酸铁的工艺流程如图所示。已知煅烧过程中、全部参与反应,煅烧后的产物为。回答下列问题:
(1)的核外电子排布式为______ 。
(2)煅烧前将镍黄铁矿粉碎,目的是______ ;煅烧过程中发生反应的化学方程式为____________ 。
(3)酸溶过程中产生的沉淀1是______ (填化学式)。
(4)加入物质X的目的是通过调节生成沉淀,则物质X宜选用______(填标号)。
(5)有关沉淀数据如下表所示(完全沉淀时金属离子浓度)。
若在下溶液1中的,则此时需调节溶液的的范围是______ 。
(6)调后的溶液2溶质是,其浓溶液可与硫酸铵的饱和溶液反应生成硫酸镍铵,以硫酸镍浓溶液制备硫酸镍铵的实验方案为____________ (已知:硫酸镍铵易溶于水,难溶于乙醇;温度越高,其溶解度越大。实验中可选用的试剂:饱和硫酸铵溶液、硫酸镍的浓溶液、溶液)。
(1)的核外电子排布式为
(2)煅烧前将镍黄铁矿粉碎,目的是
(3)酸溶过程中产生的沉淀1是
(4)加入物质X的目的是通过调节生成沉淀,则物质X宜选用______(填标号)。
A. | B. | C. | D. |
(5)有关沉淀数据如下表所示(完全沉淀时金属离子浓度)。
沉淀 | ||
恰好完全沉淀时 | 9 |
(6)调后的溶液2溶质是,其浓溶液可与硫酸铵的饱和溶液反应生成硫酸镍铵,以硫酸镍浓溶液制备硫酸镍铵的实验方案为
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2 . 以软锰矿[主要成分为MnO2,还含有钙镁碳酸盐及少量的有机物(C12H22O11)]为原料制备硫酸锰,进而进一步制备Mn3O4。
(1)制备硫酸锰的流程如下:“酸洗”时,MnO2与有机物发生反应使锰元素产生损耗。使用相同浓度硝酸或磷酸进行“酸洗”时,锰元素损耗率:硝酸大于磷酸。
①写出用硝酸“酸洗”时,有机物与MnO2反应生成CO2的离子方程式___________ 。
②工业上常采用硝酸酸洗而不采用磷酸酸洗的主要原因是___________ 。
③控制反应温度和SO2流速一定,反应2小时,测得“还原”时锰元素的回收率与“制浆”时液固比的关系如图所示。液固比为20∶1浆料中锰元素回收率低于液固比为10∶1的浆料,原因是___________ 。④“还原”过程中会得到副产物MnS2O6,其形成过程如下:H2S2O6中含有S—S共价键,其结构式可表示为___________ 。pH在4~6范围内,随溶液pH增大,MnS2O6的生成速率减小,其主要原因是___________ 。
(2)已知:pH在6.4~7.6范围内,MnSO4可被氧气直接氧化得到Mn3O4.实际工业生产时,先向MnSO4溶液中通入氨气生成沉淀,再将氧化得到Mn3O4,其他条件一定时,Mn2+的沉淀率随氨气通入量的变化如图所示。①向起始pH≈7的MnSO4溶液中持续通入O2,反应一段时间后,MnSO4不再转化为Mn3O4,其原因是___________ 。
②实际工业生产中,当氨气超过30mL时,Mn2+的沉淀率下降的主要原因是___________ 。
(1)制备硫酸锰的流程如下:“酸洗”时,MnO2与有机物发生反应使锰元素产生损耗。使用相同浓度硝酸或磷酸进行“酸洗”时,锰元素损耗率:硝酸大于磷酸。
①写出用硝酸“酸洗”时,有机物与MnO2反应生成CO2的离子方程式
②工业上常采用硝酸酸洗而不采用磷酸酸洗的主要原因是
③控制反应温度和SO2流速一定,反应2小时,测得“还原”时锰元素的回收率与“制浆”时液固比的关系如图所示。液固比为20∶1浆料中锰元素回收率低于液固比为10∶1的浆料,原因是
(2)已知:pH在6.4~7.6范围内,MnSO4可被氧气直接氧化得到Mn3O4.实际工业生产时,先向MnSO4溶液中通入氨气生成沉淀,再将氧化得到Mn3O4,其他条件一定时,Mn2+的沉淀率随氨气通入量的变化如图所示。①向起始pH≈7的MnSO4溶液中持续通入O2,反应一段时间后,MnSO4不再转化为Mn3O4,其原因是
②实际工业生产中,当氨气超过30mL时,Mn2+的沉淀率下降的主要原因是
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3 . 四氧化三铁俗称磁性氧化铁,常用于制造录音磁带和电讯器材,也可作颜料和抛光剂。某工厂以硫铁矿烧渣(主要含有等元素的氧化物及)为原料,制备的工艺流程如图所示。已知:常温下,、、。
回答下列问题:
(1)“酸溶”硫铁矿烧渣时,为了加快酸溶速率可采取的措施有___________ (任写两条)。
(2)料渣1的主要成分有___________ (填化学式)。
(3)常温下,已知溶液中,要使沉淀完全,则“调”的范围是___________ (保留2位有效数字,一般离子浓度认为沉淀完全)。
(4)加入“沉铁”时,发生反应的离子方程式为___________ 。
(5)①“煅烧1”的目的是将转化为,若“煅烧2”阶段发生反应时,则该反应的化学方程式为___________ 。
②“煅烧2”时温度对的纯度有很大影响。已知温度对纯度的影响如图1所示,则“煅烧2”时,温度最好控制在___________ 。(6)一种铁基超导材料(化学式为)的晶胞如图2所示。已知:该晶胞底边边长为,高为,l号原子的高为。为阿伏加德罗常数的值。①该晶胞中,原子的个数之比为___________ ;距2号原子最近的铁有___________ 个。
②该晶体的密度为___________ ,1号原子的坐标为___________ 。
回答下列问题:
(1)“酸溶”硫铁矿烧渣时,为了加快酸溶速率可采取的措施有
(2)料渣1的主要成分有
(3)常温下,已知溶液中,要使沉淀完全,则“调”的范围是
(4)加入“沉铁”时,发生反应的离子方程式为
(5)①“煅烧1”的目的是将转化为,若“煅烧2”阶段发生反应时,则该反应的化学方程式为
②“煅烧2”时温度对的纯度有很大影响。已知温度对纯度的影响如图1所示,则“煅烧2”时,温度最好控制在
②该晶体的密度为
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解题方法
4 . 氯化亚铜(CuCl)广泛应用于冶金工业,用作催化剂和杀菌剂。以工业废铜渣(主要含CuO,还有CuS、Al2O3、CaO、SiO2、CuFeS2和FeO等)为原料制备CuCl,工业流程如下:已知:①CuCl难溶于醇和冷水,在热水中能被氧化,在碱性溶液中易转化为CuOH。CuCl易溶于浓度较大的Cl-体系中:(无色)。
②常温下,部分阳离子开始沉淀和完全沉淀(当离子浓度小于,视为完全沉淀)时的pH如下表:
回答下列问题:
(1)滤渣1含有淡黄色固体,此外还含________ ,浸取步骤中CuFeS2参与反应的离子方程式为________ 。
(2)除杂后对滤液进行加热的目的是________ 。
(3)关于该工艺流程,下列说法正确的是________(填字母)。
(4)CuSO4参与反应的离子方程式为________ 。
(5)在实际生产中发现:当时,CuCl的产率最高,试解释原因:________ 。
(6)①CuCl晶体的熔点为326℃,液态时不导电,推知CuCl晶体属于________ (填晶体类型)。
②通过分析CuCl________ 图谱可获得晶体结构相关信息。通过图谱分析,发现CuCl晶胞与金刚石晶胞类似,晶胞参数为xnm,铜原子半径为ynm,氯原子半径为znm,则原子的空间占有率为________________ (结果化简)。
②常温下,部分阳离子开始沉淀和完全沉淀(当离子浓度小于,视为完全沉淀)时的pH如下表:
物质 | Fe3+ | Al3+ | Cu2+ | Fe2+ |
开始沉淀的pH | 1.6 | 3.2 | 5.2 | 6.8 |
完全沉淀的pH | 3.1 | 4.7 | 6.7 | 8.3 |
(1)滤渣1含有淡黄色固体,此外还含
(2)除杂后对滤液进行加热的目的是
(3)关于该工艺流程,下列说法正确的是________(填字母)。
A.把CuO改为ZnO也能达到除杂的目的 |
B.本流程还可以得到一种常用作化肥的副产物 |
C.为了加快浸取速率,可以采取的措施:粉碎废渣、搅拌,高温等 |
D.“系列操作”可能是抽滤、依次用温度较低的SO2水溶液与无水乙醇洗涤沉淀、真空干燥 |
(5)在实际生产中发现:当时,CuCl的产率最高,试解释原因:
(6)①CuCl晶体的熔点为326℃,液态时不导电,推知CuCl晶体属于
②通过分析CuCl
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解题方法
5 . 固态化合物M的组成为CuSi2O5,以M为原料实现如下转化:已知:a.固体X由两种氧化物组成,质量与M相同;b.CuAlO2难溶于水
(1)①固体D的成分为_______ ,溶液E中含氮微粒有_______ 。
②写出反应Ⅱ的化学反应方程式_______ 。
③溶液F加热可得纳米,过程中pH会明显下降,原因是_______ 。
(2)下列说法正确的是_______。
(3)已知能溶于较浓强碱溶液,蓝色溶液C中可能存在铝元素,请设计实验方案进行检验_______ 。
(1)①固体D的成分为
②写出反应Ⅱ的化学反应方程式
③溶液F加热可得纳米,过程中pH会明显下降,原因是
(2)下列说法正确的是_______。
A.反应Ⅰ不能在陶瓷坩埚中进行 |
B.固体X可溶于浓氨水 |
C.溶液A经净化处理后可用于工业粘合剂 |
D.反应Ⅲ中发生的离子反应有: |
(3)已知能溶于较浓强碱溶液,蓝色溶液C中可能存在铝元素,请设计实验方案进行检验
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6 . 常用于玻璃、陶瓷中作染色剂,含铝合金钢具有韧性好、高温塑性强等优点,可用于制造机床结构部件。工业上常用铝钒混合矿(主要成分为、,还含、、、等杂质)提取高熔点金属单质钼和,其工艺流程如图所示。已知:①“焙烧”时将金属元素转化为氧化物,、、、和均可与纯碱反应生成对应的钠盐,而不行。
②“气体X”为混合气体,经处理后得“气体Y”。
③,,。
④“滤渣Ⅳ”主要成分是。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,采用逆流式投料,且分批加入铝钒混合矿、碳酸钠粉末,其目的是_______ ,参与反应的化学方程式为_______ 。
(2)“气体X”经洗气操作可获得较纯净的“气体Y”,洗气时选择的试剂是_______ ,“滤渣Ⅲ”的主要成分是_______ (填化学式)。
(3)“沉铅”过程中,总反应为则该反应的平衡常数_______ 。
(4)“沉钒”后,经过滤、洗涤、干燥,将所得固体进行煅烧,当固体质量减少16.8t时,理论上制得的质量为_______ t。
(5)“滤渣Ⅳ”中需要加入稍过量的还原制,加入稍过量的原因是_______ 。
②“气体X”为混合气体,经处理后得“气体Y”。
③,,。
④“滤渣Ⅳ”主要成分是。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,采用逆流式投料,且分批加入铝钒混合矿、碳酸钠粉末,其目的是
(2)“气体X”经洗气操作可获得较纯净的“气体Y”,洗气时选择的试剂是
(3)“沉铅”过程中,总反应为则该反应的平衡常数
(4)“沉钒”后,经过滤、洗涤、干燥,将所得固体进行煅烧,当固体质量减少16.8t时,理论上制得的质量为
(5)“滤渣Ⅳ”中需要加入稍过量的还原制,加入稍过量的原因是
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解题方法
7 . 锆被称为原子时代的头号金属。一种以氧氯化锆(主要含,还含有少量Fe、Cr、Hf等元素)为原料生产金属锆的工艺流程如下:已知:
①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为:、、、;
②25℃时,,;
回答下列问题:
(1)“萃取”时,锆元素可与萃取剂形成多种络合物,写出生成的离子方程式:___________ 。
(2)“沉淀”后,“废液”中,则“废液”中_______ mol•L-1。
(3)“沸腾氯化”时,转化为,同时生成一种还原性气体,该反应的化学方程式为___________ 。
(4)①“还原”的主要目的是___________ 。
②FeCl3沸点远低于的可能原因为___________ 。
(5)某种掺杂CaO的晶胞如图所示,Ca位于晶胞的面心。①晶体中每个O周围与其最近的O个数为___________ 。
②已知该晶胞为立方晶胞,晶胞中O与Zr的最小间距为anm,设为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为___________ (列出计算式)。
①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为:、、、;
②25℃时,,;
物质 | |||||
沸点/℃ | 331 | 315 | 1300 | 700 | 1150 |
(1)“萃取”时,锆元素可与萃取剂形成多种络合物,写出生成的离子方程式:
(2)“沉淀”后,“废液”中,则“废液”中
(3)“沸腾氯化”时,转化为,同时生成一种还原性气体,该反应的化学方程式为
(4)①“还原”的主要目的是
②FeCl3沸点远低于的可能原因为
(5)某种掺杂CaO的晶胞如图所示,Ca位于晶胞的面心。①晶体中每个O周围与其最近的O个数为
②已知该晶胞为立方晶胞,晶胞中O与Zr的最小间距为anm,设为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为
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8 . 是一种用途极广的稀土材料,可广泛应用于多种研究领域。由矿制备的工艺流程如下图所示:回答下列问题:
(1)为镧系的稀土元素,在元素周期表中的位置是_______ ,在周期表中共有_______ 种稀土元素。
(2)是_______ (填“复盐”或“混盐”),将矿粉采用如下图所示方式焙烧的优点是_______ 。(3)该流程中,反应①的化学方程式为_______ 。
(4)溶解度关系:_______ 填“”或“”)。
(5)实验室模拟操作N时,检验是否沉淀完全的操作是_______ 。若恰好沉淀完全时,,则溶液的_______ 。已知:、、。
(6)是一种常见的催化剂,用太阳光照射,当时,电子吸收能量由M跃迁至N,并形成和,和分别在催化剂表面进行反应,其反应过程如下图所示,则具有_______ 性(填“氧化”或“还原”,下同),Y为_______ 产物。(7)具有与相似的晶胞结构,若晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则晶胞的边长为_______ fm。
(1)为镧系的稀土元素,在元素周期表中的位置是
(2)是
(4)溶解度关系:
(5)实验室模拟操作N时,检验是否沉淀完全的操作是
(6)是一种常见的催化剂,用太阳光照射,当时,电子吸收能量由M跃迁至N,并形成和,和分别在催化剂表面进行反应,其反应过程如下图所示,则具有
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9 . CrCl3易溶于水和乙醇,难溶于乙醚,在潮湿空气中易形成CrCl3·6H2O,高温下易被O2氧化。
(1)制备无水CrCl3.实验室用Cr2O3和CCl4在高温下制备无水CrCl3的实验装置如下(加热、夹持及尾气处理装置略去):①联苯三酚的作用是___________ 。
②若实验过程中管式炉发生堵塞,出现的实验现象是___________ 。
③补充完整实验结束时的操作:停止加热管式炉,撤去水浴装置,___________ ,打开管式炉取出产品。
(2)测定无水CrCl3样品的纯度。准确称取0.2000g样品,配成250mL溶液。取25.00mL溶液于碘量瓶中,加热至沸腾后,加适量NaOH溶液,生成沉淀。冷却后,加足量H2O2至沉淀完全转化为Na2CrO4加热煮沸一段时间,冷却后加入稀H2SO4,再加入足量KI溶液,充分反应后生成Cr3+和I2.用0.02500mol⋅L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液12.00mL。已知: 。
①与H2O2反应的离子方程式为___________ 。
②样品中无水CrCl3的质量分数为___________ (写出计算过程)。
(3)补充完整用含铬污泥[含、及不溶于酸的杂质]制备CrCl3⋅6H2O晶体的实验方案:向含铬污泥中缓慢加入盐酸使固体充分反应,过滤,___________ ,抽滤,干燥,得到CrCl3·6H2O晶体。[已知: 。实验中须使用的试剂:铁粉、盐酸、硝酸酸化的硝酸银溶液、蒸馏水、乙醚]
(1)制备无水CrCl3.实验室用Cr2O3和CCl4在高温下制备无水CrCl3的实验装置如下(加热、夹持及尾气处理装置略去):①联苯三酚的作用是
②若实验过程中管式炉发生堵塞,出现的实验现象是
③补充完整实验结束时的操作:停止加热管式炉,撤去水浴装置,
(2)测定无水CrCl3样品的纯度。准确称取0.2000g样品,配成250mL溶液。取25.00mL溶液于碘量瓶中,加热至沸腾后,加适量NaOH溶液,生成沉淀。冷却后,加足量H2O2至沉淀完全转化为Na2CrO4加热煮沸一段时间,冷却后加入稀H2SO4,再加入足量KI溶液,充分反应后生成Cr3+和I2.用0.02500mol⋅L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液12.00mL。已知: 。
①与H2O2反应的离子方程式为
②样品中无水CrCl3的质量分数为
(3)补充完整用含铬污泥[含、及不溶于酸的杂质]制备CrCl3⋅6H2O晶体的实验方案:向含铬污泥中缓慢加入盐酸使固体充分反应,过滤,
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10 . 以钛白副产品(含及少量)和为原料制备的超微细,可广泛用于新型电池材料、感光材料的生产。
已知:①25℃时,;;
②不溶于水,溶于硫酸。
③沉淀速度过快,沉淀的粒径会变大,包裹的杂质会变多。
(1)的制备。将一定量的钛白副产品用热水溶解,在搅拌下加入还原铁粉,反应后pH为4~5,过滤得到溶液。在搅拌下先后加入氨水和草酸溶液,经调节pH、过滤、水洗、烘干后得到超微细FeC2O4·2H2O。
①加入还原铁粉的作用是___________ ;
②温度对沉淀粒径的影响如图,加入氨水和草酸溶液过程需控制温度在40℃的原因是___________ ;③pH对产品纯度的影响如图。沉淀过程pH>2时会导致产品纯度降低,产生的杂质为___________ 。(2)的结构。晶体为片层结构,层内每个与2个和2个相连,形成1个铁氧八面体。在图中补全该结构___________ 。晶体层与层之间的作用力为___________ 。(3)的性质。将在氮气的氛围中加热分解。加热过程中固体残留率[固体残留率=]随温度的变化如图所示,B点时,固体只含有一种铁的氧化物,则AB段发生反应的化学方程式:___________ 。
已知:①25℃时,;;
②不溶于水,溶于硫酸。
③沉淀速度过快,沉淀的粒径会变大,包裹的杂质会变多。
(1)的制备。将一定量的钛白副产品用热水溶解,在搅拌下加入还原铁粉,反应后pH为4~5,过滤得到溶液。在搅拌下先后加入氨水和草酸溶液,经调节pH、过滤、水洗、烘干后得到超微细FeC2O4·2H2O。
①加入还原铁粉的作用是
②温度对沉淀粒径的影响如图,加入氨水和草酸溶液过程需控制温度在40℃的原因是
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