1 . 利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Ⅲ的处理工艺流程如下:已知硫酸浸取液中的金属离子主要是,其次是、、和。
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有______ 、_______ 答出两点。
(2)的作用是将滤液 Ⅰ中的转化为Cr2O,则此反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为_____ 。
(3)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的如下:
①用调节溶液的不能超过,其理由是_______ 。
②当时,是否开始沉淀溶液中镁离子浓度不超过。____ 填“是”或“否”已知。并说明理由_____ 。
(4)上述流程中,加入溶液后,溶液呈碱性,转化为,写出上述流程中用进行还原时发生反应的离子方程式:________ 。
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有
(2)的作用是将滤液 Ⅰ中的转化为Cr2O,则此反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为
(3)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的如下:
阳离子 | |||
开始沉淀时的 | |||
沉淀完全时的 | 溶解 | 溶解 |
②当时,是否开始沉淀溶液中镁离子浓度不超过。
(4)上述流程中,加入溶液后,溶液呈碱性,转化为,写出上述流程中用进行还原时发生反应的离子方程式:
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2 . 无水FeCl2为黄绿色晶体,在空气中易被氧化、易吸水,不溶于氯仿等有机溶剂。
I.FeCl2的制备:
制备反应原理为2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑(C6H5Cl为氯苯,沸点132℃),制备装置如图所示(夹持及加热装置略去),收集的HCl气体可用于测定FeCl2的产率。(1)仪器B的名称是_______ ,作用是_______ 。
(2)装置C中的试剂是_______ (填化学式)。装置D的作用是_______ 。
(3)氯苯(C6H5Cl)的球棍模型图,氯苯可由苯和氯气在催化剂条件下反应生成,其化学反应方程式为_______ ,反应类型是_______ 。II.FeCl2性质探究:将FeCl2晶体配成溶液后进行如下实验。
已知:Ba2+与SCN-可在溶液中大量共存;SCN-易被氧化为。
(4)对实验ⅰ中溶液变为浅红色的原因,甲同学提出以下假设。
假设1:加入饱和氯水的量少,生成的的浓度小;
假设2:氯水氧化性强,_______ 。
取实验i中浅红色溶液,_____ (填实验操作),溶液浅红色消失,从而排除假设1;向2mL水中滴加5mL0.1mol·L−1KSCN溶液,滴加0.5mL饱和氯水,加入______ ,产生白色沉淀,说明假设2正确。
(5)分析实验ⅱ“一段时间后,溶液褪为无色”的原因是_______ (用离子方程式表示,已知SCN-中C元素为+4价)。
I.FeCl2的制备:
制备反应原理为2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑(C6H5Cl为氯苯,沸点132℃),制备装置如图所示(夹持及加热装置略去),收集的HCl气体可用于测定FeCl2的产率。(1)仪器B的名称是
(2)装置C中的试剂是
(3)氯苯(C6H5Cl)的球棍模型图,氯苯可由苯和氯气在催化剂条件下反应生成,其化学反应方程式为
序号 | 装置 | 试剂b | 试剂a | 实验现象 |
实验i |
| 5mL0.1mol·L−1KSCN溶液、1mL0.1mol·L−1FeCl2(pH=1)溶液 | 0.5mL饱和氯水 | 溶液立即变为浅红色 |
实验ii | 1mL15mol·L−1HNO3溶液 | 溶液变为红色,一段时间后,溶液褪为无色,且溶液中产生无色气泡,试管上方呈红棕色 |
(4)对实验ⅰ中溶液变为浅红色的原因,甲同学提出以下假设。
假设1:加入饱和氯水的量少,生成的的浓度小;
假设2:氯水氧化性强,
取实验i中浅红色溶液,
(5)分析实验ⅱ“一段时间后,溶液褪为无色”的原因是
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解题方法
3 . 高品质MnO2可用于生产锂离子电池正极材料锰酸锂。以软锰矿与黄铁矿为主要原料采用“两矿一步浸出法”制备高品质MnO2的某工艺流程如图所示:已知:①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为MnO2、FeS2,还含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物;
②该工艺条件下,相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”操作中需先后分批加入H2SO4、H2O2。加入H2SO4后发生酸浸过程的主要反应离子方程式为,。
已知滤渣1的主要成分为S、SiO2、CaSO4等,其附着在矿粉颗粒表面使上述反应受阻,此时加入H2O2,利用其迅速分解产生的大量气泡可破除该不利影响。分析导致H2O2迅速分解的因素是____ 。
(2)加氨水“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0,此时“滤渣2”的主要成分为____ (填化学式)。
(3)加NH4F“调pH”时,溶液体系中的Ca2+和Mg2+形成氟化物沉淀。
①若沉淀后上层清液中,则____ 。
②可以用MnF2代替NH4F,以Mg2+为例,结合反应的平衡常数解释能用MnF2除去Mg2+(和Ca2+)的原因是____ 。
(已知:Ksp(MnF2)=5×10-3,Ksp(MgF2)=5×10-11,Ksp(CaF2)=2.5×10-9)
(4)NH4HCO3“调pH”时,发生主要反应的离子方程式为____ 。
(5)利用惰性电极电解H2SO4—MnSO4—H2O体系获得MnO2的机理(部分)如图1所示,硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示。硫酸浓度超过3.0 mol·L−1时,电流效率降低的原因是____ 。(6)测定MnO2粗品的纯度。称取0.1450gMnO2粗品置于具塞锥形瓶中,加水润湿后,依次加入足量稀硫酸和过量KI溶液。盖上玻璃塞,充分摇匀后静置30min。用0.1600mol/LNa2S2O3标准溶液滴定生成的I2,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。滴定反应为2+I2=2I-+,计算粗品中MnO2的质量分数_______ (写出计算过程)。
②该工艺条件下,相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属离子 | |||||
开始沉淀pH | 6.9 | 1.9 | 6.6 | 9.1 | 3.4 |
沉淀完全()的pH | 8.3 | 3.2 | 10.1 | 10.9 | 4.7 |
(1)“酸浸”操作中需先后分批加入H2SO4、H2O2。加入H2SO4后发生酸浸过程的主要反应离子方程式为,。
已知滤渣1的主要成分为S、SiO2、CaSO4等,其附着在矿粉颗粒表面使上述反应受阻,此时加入H2O2,利用其迅速分解产生的大量气泡可破除该不利影响。分析导致H2O2迅速分解的因素是
(2)加氨水“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0,此时“滤渣2”的主要成分为
(3)加NH4F“调pH”时,溶液体系中的Ca2+和Mg2+形成氟化物沉淀。
①若沉淀后上层清液中,则
②可以用MnF2代替NH4F,以Mg2+为例,结合反应的平衡常数解释能用MnF2除去Mg2+(和Ca2+)的原因是
(已知:Ksp(MnF2)=5×10-3,Ksp(MgF2)=5×10-11,Ksp(CaF2)=2.5×10-9)
(4)NH4HCO3“调pH”时,发生主要反应的离子方程式为
(5)利用惰性电极电解H2SO4—MnSO4—H2O体系获得MnO2的机理(部分)如图1所示,硫酸浓度与电流效率的关系如图2所示。硫酸浓度超过3.0 mol·L−1时,电流效率降低的原因是
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4 . 高纯在光热发电领域应用广泛,部分生产方法及性质研究如下:已知:硝酸工业尾气中主要含、NO、。请回答下列问题:
(1)方法I中,5℃时反应的离子方程式是________ 。写出溶液A中的所有离子:________ .
(2)KOH溶液吸收NO、,反应方程式如下:
i.(未配平)
ii.
①配平并写出反应i的化学方程式:________ ;
②方法II中,________ ,氮氧化物才能被足量的KOH溶液充分吸收。
(3)方法II中,“氧化吸收液”的目的是________ 。
(4)已知气体B是一种单质,则所得固体C为________ (填写化学式)。
(5)在某温度下,分解得到的可用于制备新型高效多功能水处理剂。
①写出与、共热制取的化学方程式:________ 。
②水溶液放置过程中会放出无色无味气体、产生沉淀、溶液呈强碱性。请依据上述信息,设计检验沉淀中的金属元素的实验方案:________ 。
(1)方法I中,5℃时反应的离子方程式是
(2)KOH溶液吸收NO、,反应方程式如下:
i.(未配平)
ii.
①配平并写出反应i的化学方程式:
②方法II中,
(3)方法II中,“氧化吸收液”的目的是
(4)已知气体B是一种单质,则所得固体C为
(5)在某温度下,分解得到的可用于制备新型高效多功能水处理剂。
①写出与、共热制取的化学方程式:
②水溶液放置过程中会放出无色无味气体、产生沉淀、溶液呈强碱性。请依据上述信息,设计检验沉淀中的金属元素的实验方案:
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5 . 实验室以和为原料,制备和无水,其主要流程如图所示:已知:①
②
③在溶液中过饱和时,若溶液温度低于,析出;若溶液温度高于,则析出;温度高于时,发生分解生成和。
(1)反应1中与反应制得气体,该反应的化学方程式为___________ 。
(2)在图1所示装置中发生反应2生成,反应过程中放出大量的热。①研究表明,实验时吸收液中与的物质的量之比需要控制在0.8左右,原因可能是___________ 。
②装置Ⅱ的作用是___________ 。
(3)反应结束后,为从母液2中获得晶体,需进行以下操作:
①蒸发结晶;②趁热过滤;③用___________ 热水洗涤晶体:④低温干燥,得到成品。
(4)的溶解度曲线如图2所示。请补充完整由母液1制备无水的实验方案:___________ ,用无水乙醇洗涤,干燥得到产品。
(可选用的试剂:溶液、氨水;除常用仪器外须使用的仪器:计)
②
③在溶液中过饱和时,若溶液温度低于,析出;若溶液温度高于,则析出;温度高于时,发生分解生成和。
(1)反应1中与反应制得气体,该反应的化学方程式为
(2)在图1所示装置中发生反应2生成,反应过程中放出大量的热。①研究表明,实验时吸收液中与的物质的量之比需要控制在0.8左右,原因可能是
②装置Ⅱ的作用是
(3)反应结束后,为从母液2中获得晶体,需进行以下操作:
①蒸发结晶;②趁热过滤;③用
(4)的溶解度曲线如图2所示。请补充完整由母液1制备无水的实验方案:
(可选用的试剂:溶液、氨水;除常用仪器外须使用的仪器:计)
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解题方法
6 . 实验室利用和亚硫酰氯制备无水的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知:沸点为,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题:
(1)①实验开始先通,一段时间后,先加热装置___________ (填“”或“”)。
装置内发生反应的化学方程式为___________ 。
装置共同起到的作用是___________ 。
②现有含少量杂质的,为测定值进行如下实验:
实验Ⅰ:称取样品,用足量稀硫酸溶解后,滴入标准溶液与恰好完全反应(反应过程中化为不反应)。
实验Ⅱ:另取样品,利用上述装置与足量反应后,固体质量为。
则___________ ;下列情况会导致测量值偏小的是___________ (填标号)。
A.样品中含少量杂质
B.样品与反应时失水不充分
实验Ⅰ中,称重后样品发生了潮解
(2)①用上述装置,根据反应制备(已知:与互溶,遇水极易反应)。写出的电子式___________ ,选择合适仪器并组装蒸馏装置对混合物进行蒸馏提纯(加热及夹持装置略),安装顺序为①⑨⑧___________ (填序号)。②在焦炭、作用下高温煅烧也可制备,在的沸腾炉中充分反应后,混合气体中各组分的体积分数如下表:
该温度下,与,反应的总化学方程式为___________ ;
随着温度升高,尾气中的含量升高,原因是___________ 。
(1)①实验开始先通,一段时间后,先加热装置
装置内发生反应的化学方程式为
装置共同起到的作用是
②现有含少量杂质的,为测定值进行如下实验:
实验Ⅰ:称取样品,用足量稀硫酸溶解后,滴入标准溶液与恰好完全反应(反应过程中化为不反应)。
实验Ⅱ:另取样品,利用上述装置与足量反应后,固体质量为。
则
A.样品中含少量杂质
B.样品与反应时失水不充分
实验Ⅰ中,称重后样品发生了潮解
(2)①用上述装置,根据反应制备(已知:与互溶,遇水极易反应)。写出的电子式
物质 | ||||
体积分数 |
随着温度升高,尾气中的含量升高,原因是
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7 . 碳酸亚铁(FeCO3)难溶于水,常用于制取铁盐或补血剂。一种FeCO3的制备装置如图所示。实验中观察到三颈烧瓶中有大量白色沉淀产生,烧杯中溶液变浑浊,恰好完全反应时,三颈烧瓶内溶液中只含一种溶质。过滤后可得FeCO3沉淀。(1)恰好完全反应后,检验三颈烧瓶内溶液中阳离子的方法是______________ 。
(2)反应后所得沉淀需进行过滤、洗涤。检验沉淀已经洗涤干净的方法是___________ 。
(3)FeCO3在潮湿的空气中会转化为Fe(OH)3并进步转化为Fe2O3。写出FeCO3在潮湿的空气中转化为Fe(OH)3的化学方程式:__________________ 。
(4)某FeCO3固体被部分氧化,为测定其中Fe3+的质量分数,现进行如下实验:称取5.000g固体样品,加足量盐酸溶解,将溶液稀释至100mL,量取20.00mL该溶液,加入过量KI溶液充分反应,然后加入几滴淀粉溶液,用0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定,当滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液20.00mL。已知实验过程中发生反应如下:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,I2+2S2O=S4O+2I-。计算FeCO3固体样品中Fe3+的质量分数,写出计算过程_________ 。
(2)反应后所得沉淀需进行过滤、洗涤。检验沉淀已经洗涤干净的方法是
(3)FeCO3在潮湿的空气中会转化为Fe(OH)3并进步转化为Fe2O3。写出FeCO3在潮湿的空气中转化为Fe(OH)3的化学方程式:
(4)某FeCO3固体被部分氧化,为测定其中Fe3+的质量分数,现进行如下实验:称取5.000g固体样品,加足量盐酸溶解,将溶液稀释至100mL,量取20.00mL该溶液,加入过量KI溶液充分反应,然后加入几滴淀粉溶液,用0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定,当滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液20.00mL。已知实验过程中发生反应如下:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,I2+2S2O=S4O+2I-。计算FeCO3固体样品中Fe3+的质量分数,写出计算过程
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解题方法
8 . 碱式氯化铜为绿色或墨绿色的结晶性粉末,难溶于水,可溶于稀酸和氨水,在空气中能够稳定存在。
Ⅰ.模拟制备碱式氯化铜。
向溶液中通入,同时滴加稀盐酸,调节至,控制反应温度于70~80℃,实验装置如题图所示(部分夹持装置已省略)。(1)仪器的作用是___________ 。
(2)实验室利用装置制备,圆底烧瓶中盛放的固体药品可能是___________ 。
(3)反应过程中,需控制稀盐酸不能过量的原因是___________ 。
(4)反应结束后,将装置A中反应容器内的混合物过滤,经提纯得产品无水碱式氯化铜;从滤液中还可以获得的副产品是___________ (填化学式)。
Ⅱ.无水碱式氯化铜组成的测定。
(5)称取少量产品,加稀硝酸溶解,得到待测液。
①取待测液,加入足量的氢氧化钠,经过滤,洗涤,低温烘干,称量得到的蓝色固体质量为。
②取待测液,加入溶液,完全沉淀时消耗溶液的体积为。
则无水碱式氯化铜的化学式是___________ (写出计算过程)。
Ⅰ.模拟制备碱式氯化铜。
向溶液中通入,同时滴加稀盐酸,调节至,控制反应温度于70~80℃,实验装置如题图所示(部分夹持装置已省略)。(1)仪器的作用是
(2)实验室利用装置制备,圆底烧瓶中盛放的固体药品可能是
(3)反应过程中,需控制稀盐酸不能过量的原因是
(4)反应结束后,将装置A中反应容器内的混合物过滤,经提纯得产品无水碱式氯化铜;从滤液中还可以获得的副产品是
Ⅱ.无水碱式氯化铜组成的测定。
(5)称取少量产品,加稀硝酸溶解,得到待测液。
①取待测液,加入足量的氢氧化钠,经过滤,洗涤,低温烘干,称量得到的蓝色固体质量为。
②取待测液,加入溶液,完全沉淀时消耗溶液的体积为。
则无水碱式氯化铜的化学式是
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9 . 气体在1834年首次被发现并确定为一种浅橙黄色气体,常用作木浆的有效漂白剂等。实验室用如图1所示装置(加热装置和夹持仪器已省略)制备少量。
已知:①常压下,沸点,熔点;沸点,熔点。
②热稳定性差,常温下即可分解,与氧气等混合时易发生爆炸。
③在中的溶解度远大于在水中的溶解度。(1)实验前通入的目的是_______ 。
(2)用装置C吸收制备,C中磷酸钠对应的产物为磷酸氢钠,写出该反应的离子方程式_______ 。
(3)装置E的作用是_______ 。
(4)常用于制取高纯度溶液。将与的蒸馏水充分混合反应后,从水溶液中分离出的实验操作为_______ 。
(5)近日,北京师范大学研究团队提出了一种新的形成机理。其反应机理如题图2所示,写出反应①的离子方程式:_______ 。(6)已知可被等物质还原。取某的稀释液于锥形瓶中,并加入的溶液,充分反应后,用的酸性溶液滴定至终点,消耗溶液,则原的稀释液的物质的量浓度为_______ (不考虑参与反应,写出计算过程。)
已知:①常压下,沸点,熔点;沸点,熔点。
②热稳定性差,常温下即可分解,与氧气等混合时易发生爆炸。
③在中的溶解度远大于在水中的溶解度。(1)实验前通入的目的是
(2)用装置C吸收制备,C中磷酸钠对应的产物为磷酸氢钠,写出该反应的离子方程式
(3)装置E的作用是
(4)常用于制取高纯度溶液。将与的蒸馏水充分混合反应后,从水溶液中分离出的实验操作为
(5)近日,北京师范大学研究团队提出了一种新的形成机理。其反应机理如题图2所示,写出反应①的离子方程式:
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10 . 以黄铁矿(主要成分FeS2))为原料生产硫酸,并将产出的炉渣和尾气进行资源综合利用,减轻对环境的污染,其中一种流程如下图所示。
(1)煅烧前,黄铁矿需要研磨,目的是___________ 。
(2)煅烧黄铁矿的化学方程式是___________ 。
(3)过程①中处理尾气SO2的离子反应方程式为___________ 。
(4)已知1molSO2(g) 完全转化为1molSO3(g) 放热99kJ,写出SO2催化氧化的热化学方程式___________ 。
(5)因为Na2S2O5在保存过程中易被氧化,导致商品Na2S2O5中存在Na2SO4.欲检验Na2S2O5已变质的实验方法为___________ 。
(6)一般用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉的纯度。实验步骤:称取一定量样品,用过量稀硫酸溶解,用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+。反应方程式为(方程式未配平):
Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O。某次实验称取0.2800g样品,滴定时消耗浓度为0.0300mol/L的K2Cr2O7溶液25.00mL,则样品中铁的质量分数为___________ 。(请写出计算过程)
资料:焦亚硫酸钠(Na2S2O5),白色粉末,水溶液显酸性,受潮易分解,遇强酸则放出一种刺激性气味的气体,是一种化工原料,常用作抗氧化剂。
(1)煅烧前,黄铁矿需要研磨,目的是
(2)煅烧黄铁矿的化学方程式是
(3)过程①中处理尾气SO2的离子反应方程式为
(4)已知1molSO2(g) 完全转化为1molSO3(g) 放热99kJ,写出SO2催化氧化的热化学方程式
(5)因为Na2S2O5在保存过程中易被氧化,导致商品Na2S2O5中存在Na2SO4.欲检验Na2S2O5已变质的实验方法为
(6)一般用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉的纯度。实验步骤:称取一定量样品,用过量稀硫酸溶解,用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+。反应方程式为(方程式未配平):
Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O。某次实验称取0.2800g样品,滴定时消耗浓度为0.0300mol/L的K2Cr2O7溶液25.00mL,则样品中铁的质量分数为
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