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解题方法
1 . 工业上以软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量Fe2O3)和辉钼矿(主要成分为MoS2,还含有少量Si、Ni的氧化物)为原料,制备四钼酸铵晶体[(NH4)2Mo4O132H2O]和硫酸锰晶体的工艺流程如下: 已知:pKsp=-lgKsp,常温下,NiS和MnS的分别为19.4和12.6;。
回答下列问题:
(1)为了提高焙烧效率,可以采取的措施有___________ (写一条即可);“高温焙烧”时MnO2、MoS2转化为MnMoO4、MnSO4,写出该反应的化学方程式___________ 。
(2)“除铁”过程中加入碳酸钠调节溶液的pH至2,生成难溶于水的黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6],写出该反应的离子方程式___________ 。
(3)“除铁”后的溶液中c(Mn2+)=0.5 molL-1,当溶液中可溶组分浓度c≤10-5molL-1时,可认为已除尽,则“除镍”应控制溶液pH的范围是___________ [已知pc(S2-)=-lgc(S2-),该溶液中pc(S2-)和pH的关系为pc(S2-)=15.1-pH;忽略溶液体积变化]。
(4)硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示。从过滤所得的滤液中获得较高纯度MnSO4H2O的操作是:控制温度在80~90 ℃之间蒸发结晶,___________ ,使固体MnSO4H2O与溶液分离,___________ ,真空干燥。(5)“萃取”的原理为,则“反萃取”中的试剂X最适宜选用___________ (填标号)。
a.稀硫酸 b.(NH4)2SO4溶液 c.NaOH溶液 d.氨水
从“母液”中回收的副产品主要是___________ (填名称)。
回答下列问题:
(1)为了提高焙烧效率,可以采取的措施有
(2)“除铁”过程中加入碳酸钠调节溶液的pH至2,生成难溶于水的黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6],写出该反应的离子方程式
(3)“除铁”后的溶液中c(Mn2+)=0.5 molL-1,当溶液中可溶组分浓度c≤10-5molL-1时,可认为已除尽,则“除镍”应控制溶液pH的范围是
(4)硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示。从过滤所得的滤液中获得较高纯度MnSO4H2O的操作是:控制温度在80~90 ℃之间蒸发结晶,
a.稀硫酸 b.(NH4)2SO4溶液 c.NaOH溶液 d.氨水
从“母液”中回收的副产品主要是
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2 . “纳米零价铁-H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的。
(1)制备纳米零价铁:将FeSO4溶液与NaOH、Na2S2O4的混合溶液混合后可生成纳米零价铁和Na2SO3等,Na2S2O4中S元素的化合价为___________ ,该反应的还原产物是___________ (写化学式)。
(2)NO的氧化:在一定温度下,将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化为HNO3,总反应的离子方程式为3H2O2 + NO +___________ + Fe = Fe3+ + + 4H2O
①补充完整以上的离子方程式,若反应生成36g水,则反应的氧化剂的质量是___________ 。
②NO脱除率随温度的变化如图所示。当温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势,其主要原因是___________ 。(3)氧化产物的吸收:NO氧化后的产物在烟气的携带下被氨水吸收,转化为___________ (填化学式),写出该物质的一种用途___________ 。
(1)制备纳米零价铁:将FeSO4溶液与NaOH、Na2S2O4的混合溶液混合后可生成纳米零价铁和Na2SO3等,Na2S2O4中S元素的化合价为
(2)NO的氧化:在一定温度下,将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化为HNO3,总反应的离子方程式为3H2O2 + NO +
①补充完整以上的离子方程式,若反应生成36g水,则反应的氧化剂的质量是
②NO脱除率随温度的变化如图所示。当温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势,其主要原因是
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3 . I.神舟十七号载人航天飞船于2023年10月26日成功发射,飞船搭载的是中国研制的长征二号F遥十七运载火箭,采用四氧化二氮(N2O4)和偏二甲肼(C2H8N2)作为推进剂,二者反应生成二氧化碳、水蒸气和氮气。
(1)偏二甲肼的摩尔质量为___________ 。
(2)四氧化二氮能与水反应生成亚硝酸和___________ (写化学式)。
(3)四氧化二氮和偏二甲肼反应的化学方程式为:2N2O4+C2H8N22CO2+3N2+4H2O,若反应生成3mol N2,则转移的电子的物质的量是___________ 。
(4)已知N2、CO2混合气体的质量共10.0g,在标准状况下的体积为6.72L,则混合气体中CO2的质量为___________ 。
II.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体,是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。已知:工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性介质中与氯酸钠反应。二氧化氯能与许多化学物质发生爆炸性反应,遇水则生成次氯酸、氯气和氧气。
(5)将二氧化氯通入紫色石蕊试液中,溶液褪色的理由是___________ 。
(6)设NA为阿伏加德罗常数的值,现有10g质量分数为64%的甲醇(CH3OH)水溶液,则该溶液所含氢原子数目为___________ 。
(7)假设CO2和ClO2在标准状况下均为气体,则反应CH3OH+NaClO3+H2SO4 → CO2↑+ClO2↑+Na2SO4 +H2O(未配平)中转移的电子数目为0.6NA时,该反应产生标准状况下气体的体积为___________ 。
(1)偏二甲肼的摩尔质量为
(2)四氧化二氮能与水反应生成亚硝酸和
(3)四氧化二氮和偏二甲肼反应的化学方程式为:2N2O4+C2H8N22CO2+3N2+4H2O,若反应生成3mol N2,则转移的电子的物质的量是
(4)已知N2、CO2混合气体的质量共10.0g,在标准状况下的体积为6.72L,则混合气体中CO2的质量为
II.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体,是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。已知:工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性介质中与氯酸钠反应。二氧化氯能与许多化学物质发生爆炸性反应,遇水则生成次氯酸、氯气和氧气。
(5)将二氧化氯通入紫色石蕊试液中,溶液褪色的理由是
(6)设NA为阿伏加德罗常数的值,现有10g质量分数为64%的甲醇(CH3OH)水溶液,则该溶液所含氢原子数目为
(7)假设CO2和ClO2在标准状况下均为气体,则反应CH3OH+NaClO3+H2SO4 → CO2↑+ClO2↑+Na2SO4 +H2O(未配平)中转移的电子数目为0.6NA时,该反应产生标准状况下气体的体积为
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解题方法
4 . 下列指定反应的离子方程式正确的是
A.磁性氧化铁溶于足量稀硝酸: |
B.NaClO溶液与HI溶液反应: |
C.溶液和过量溶液混合: |
D.明矾溶液中滴入溶液使恰好完全沉淀: |
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5 . 钛白粉(纳米级)广泛应用于功能陶瓷、催化剂、化妆品和光敏材料等白色无机颜料。具有优良的遮盖力和着色牢度,适用于不透明的白色制品。其制备原料钛铁矿()中往往含有、MgO、CaO、、等杂质。一种硫酸法制取白色颜料钛白粉()的生产工艺如图:已知:①酸浸后,钛主要以形式存在;
②强电解质在溶液中仅能电离出和一种阳离子;
③不溶于水和稀酸。
(1)要提高酸浸速率,可采取的措施是________ (写出一条即可)。
(2)滤渣①中除铁粉外,还可能含有的成分是________ 。
(3)酸浸过程中,发生反应的离子方程式为________ 。
(4)加入铁粉的目的是还原体系中的。为探究最佳反应条件,某实验室做了如下尝试。
①在其他条件不变的情况下,体系中Fe(III)[指和等含正三价铁元素的微粒]含量随pH变化如图,试分析,在pH介于4~6之间时,Fe(III)主要以________ (填微粒化学式,已知pH>3时近似认为沉淀完全)形式存在。________ 。(5)水解过程中得到的滤渣③的化学式为________ 。在实验室中,滤渣③一般在________ (填仪器名称)中灼烧。
②强电解质在溶液中仅能电离出和一种阳离子;
③不溶于水和稀酸。
(1)要提高酸浸速率,可采取的措施是
(2)滤渣①中除铁粉外,还可能含有的成分是
(3)酸浸过程中,发生反应的离子方程式为
(4)加入铁粉的目的是还原体系中的。为探究最佳反应条件,某实验室做了如下尝试。
①在其他条件不变的情况下,体系中Fe(III)[指和等含正三价铁元素的微粒]含量随pH变化如图,试分析,在pH介于4~6之间时,Fe(III)主要以
②保持其他条件不变,体系中Fe(III)含量随温度变化如图,请从化学平衡原理角度分析,55℃后,Fe(III)含量增大的原因是
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解题方法
6 . Ⅰ.铁及其化合物在生产生活中有极其重要的用途。可用作补铁剂,使用时建议与维生素C同服,同学甲猜测维生素C可将转化为,以利于人体吸收。为了验证这一猜想,设计了如下实验:
(1)由上述实验能否得出“维生素C可将转化为”的结论?请说明理由:______ 。
Ⅱ.高铁酸钾()是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂,为暗紫色有光泽粉末,极易溶于水而形成暗紫色溶液,静置后会分解并释放出大量氧气,同时生成KOH和胶体。工业上常用于制备高铁酸钾的方法有电解法、次氯酸盐氧化法和熔融法等。
(2)熔融法:在苛性碱存在的环境中,铁盐被过氧化钠高温氧化成高铁酸钠:,再加入适量饱和KOH溶液反应得到。上述反应在熔融状态下进行,而不在水溶液中进行的原因是______ 。
(3)高铁酸钾可通过次氯酸钾氧化溶液来制备。次氯酸钾的制备装置如图所示。
回答下列问题:
①装置A中与盐酸反应生成和,其化学方程式为。
a.请用双线桥法标出电子转移方向与数目_______ 。
b.上述反应中的HCl体现了什么性质?_______ 。
②将制备的通过装置B可除去杂质HCl,B中的溶液为_____ 。
③和KOH溶液在较高温度下反应生成。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在0℃~5℃进行,实验中可采取的措施是______ 。
④若实验制得的次氯酸钾溶液中(N代表微粒个数),则_______ 。
⑤装置D的作用是_______ 。
⑥次氯酸盐氧化法是在碱性条件下,KClO饱和溶液可将转化为,写出反应的离子方程式:________ 。
实验方案 | 实验现象 |
取适量溶液于试管中,加入维生素C片,振荡溶解后,滴加酸性高锰酸钾溶液 | 紫色褪去 |
(1)由上述实验能否得出“维生素C可将转化为”的结论?请说明理由:
Ⅱ.高铁酸钾()是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂,为暗紫色有光泽粉末,极易溶于水而形成暗紫色溶液,静置后会分解并释放出大量氧气,同时生成KOH和胶体。工业上常用于制备高铁酸钾的方法有电解法、次氯酸盐氧化法和熔融法等。
(2)熔融法:在苛性碱存在的环境中,铁盐被过氧化钠高温氧化成高铁酸钠:,再加入适量饱和KOH溶液反应得到。上述反应在熔融状态下进行,而不在水溶液中进行的原因是
(3)高铁酸钾可通过次氯酸钾氧化溶液来制备。次氯酸钾的制备装置如图所示。
回答下列问题:
①装置A中与盐酸反应生成和,其化学方程式为。
a.请用双线桥法标出电子转移方向与数目
b.上述反应中的HCl体现了什么性质?
②将制备的通过装置B可除去杂质HCl,B中的溶液为
③和KOH溶液在较高温度下反应生成。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在0℃~5℃进行,实验中可采取的措施是
④若实验制得的次氯酸钾溶液中(N代表微粒个数),则
⑤装置D的作用是
⑥次氯酸盐氧化法是在碱性条件下,KClO饱和溶液可将转化为,写出反应的离子方程式:
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7 . 按要求完成以下填空:
(1)现有下列10种物质:①稀盐酸,②纯醋酸,③干冰,④H2SO4,⑤AgCl,⑥熔融硝酸钠,⑦液态氯化氢,⑧Ba(OH)2,⑨Al2O3,⑩C2H5OH
上述物质中能导电的是___________ (填序号),属于非电解质的有 ___________ (填序号),利用以上物质写出与离子方程式“H++OH- =H2O”相对应的一个化学方程式:___________ 。
(2)为治理汽车尾气中的NO和CO对环境的污染,可在汽车排气管上安装催化转化器,发生如下反应2NO+2CON2+2CO2。
①用双线桥标出电子转移的方向和数目___________ (注明得失)。
②当消耗3g的NO时得到氧化产物的质量为___________ ,转移的电子的物质的量是 ___________ 。
(3)下列所列举的是3张在一定温度下物质的导电能力(σ)随新物质加入量(V)的变化曲线图,向饱和食盐水中不断通入二氧化碳相符的变化曲线图是___________ (填字母)。
A. B. C.
(1)现有下列10种物质:①稀盐酸,②纯醋酸,③干冰,④H2SO4,⑤AgCl,⑥熔融硝酸钠,⑦液态氯化氢,⑧Ba(OH)2,⑨Al2O3,⑩C2H5OH
上述物质中能导电的是
(2)为治理汽车尾气中的NO和CO对环境的污染,可在汽车排气管上安装催化转化器,发生如下反应2NO+2CON2+2CO2。
①用双线桥标出电子转移的方向和数目
②当消耗3g的NO时得到氧化产物的质量为
(3)下列所列举的是3张在一定温度下物质的导电能力(σ)随新物质加入量(V)的变化曲线图,向饱和食盐水中不断通入二氧化碳相符的变化曲线图是
A. B. C.
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8 . 利用下图,可以从不同角度研究含硫物质的性质及其转化关系,图中物质甲~己中均含有硫元素.回答下列问题:
(1)写出甲的电子式:_______ ,该物质中的硫元素可表现出___________ (填“氧化性”或“还原性”);利用高温热分解甲可以获得乙,该方法的优点是______________ ,缺点是_____________ .
(2)黄铁矿(主要成分为)在沸腾炉中与氧气反应,主要生成的含硫元素的物质是__________ (填“丙”或“丁”),该物质与水化合生成___________ (填化学名称).
(3)①溶液与戊溶液反应的离子方程式为_______________________________ .
②同位素示踪实验可证实中两个S原子的化学环境不同,实验过程为.过程ii中,断裂的只有硫硫键,若过程i所用试剂为和,过程ii含硫产物是_____________ (标记出同位素原子).
(1)写出甲的电子式:
(2)黄铁矿(主要成分为)在沸腾炉中与氧气反应,主要生成的含硫元素的物质是
(3)①溶液与戊溶液反应的离子方程式为
②同位素示踪实验可证实中两个S原子的化学环境不同,实验过程为.过程ii中,断裂的只有硫硫键,若过程i所用试剂为和,过程ii含硫产物是
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9 . 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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解题方法
10 . 某同学利用钠与硫酸铜溶液进行实验,并对其现象进行分析,研究其产物组成。
(1)硫酸铜溶液的配制:准确称取五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)晶体2.5000g,溶解后转移至100mL容量瓶中。
①上述实验过程中,用不到的实验仪器有____ (填标号)。
②该CuSO4溶液的浓度为__________ mo/L。
③通过理论计算,当上述硫酸铜与钠完全反应,溶液质量变化为___ g。
(2)将配好的CuSO4溶液,分3组进行实验,实验结果如下图所示:
查阅资料得知:极细的铜粉,外观呈现黑色
①a组中的蓝色沉淀成分主要是_________ 。
②将c组中黑色沉淀进行抽滤,干燥,对其成分进行初步的猜想
猜想ⅰ:金属钠将铜置换出来,以极细的铜粉存在;
猜想ⅱ:金属钠与水反应剧烈放热,______________ 。
设计一个简单的实验,证明猜想ⅰ是错误的______________ 。
(3)为进一步验证黑色固体的成分,该同学求助实验室检测,得到黑色固体中含铜化合物主要有硫酸氧化铜[Cu2O(SO4)]、碱式硫酸铜[Cu(OH)x(SO4)y]、氧化铜[CuO]三种。写出钠与硫酸铜反应生成碱式硫酸铜的化学方程式____________ 。
(4)根据实验结果,可以得到的结论为____________ (写一条)。
(1)硫酸铜溶液的配制:准确称取五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)晶体2.5000g,溶解后转移至100mL容量瓶中。
①上述实验过程中,用不到的实验仪器有
②该CuSO4溶液的浓度为
③通过理论计算,当上述硫酸铜与钠完全反应,溶液质量变化为
(2)将配好的CuSO4溶液,分3组进行实验,实验结果如下图所示:
序号 | CuSO4溶液体积/mL | 金属钠质量/g | 实验现象 |
a | 15 | 0.01g | 迅速产生大量蓝色沉淀 |
b | 15 | 0.1g | 蓝色沉淀和黑色沉淀共存 |
c | 15 | 1.0g | 出现大量黑色沉淀 |
①a组中的蓝色沉淀成分主要是
②将c组中黑色沉淀进行抽滤,干燥,对其成分进行初步的猜想
猜想ⅰ:金属钠将铜置换出来,以极细的铜粉存在;
猜想ⅱ:金属钠与水反应剧烈放热,
设计一个简单的实验,证明猜想ⅰ是错误的
(3)为进一步验证黑色固体的成分,该同学求助实验室检测,得到黑色固体中含铜化合物主要有硫酸氧化铜[Cu2O(SO4)]、碱式硫酸铜[Cu(OH)x(SO4)y]、氧化铜[CuO]三种。写出钠与硫酸铜反应生成碱式硫酸铜的化学方程式
(4)根据实验结果,可以得到的结论为
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