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- 2021-05-14 发布
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【2019最新】精选高考化学 元素及其化合物 专题07 物质性质实验探究对点练习
1.用如下图所示的装置进行实验(夹持仪器略去,必要时可加热),其中a、b、c中分别盛有试剂1、2、3,能达到相应实验目的的是
选项
试剂1
试剂2
试剂3
实验目的
装置
A
浓盐酸
MnO2
饱和NaCl溶液
除去Cl2中的HC1
B
浓HNO3
Cu片
KI—淀粉溶液
验证NO2的氧化性
C
稀硫酸
溶液X
澄淸石灰水
验证X中是否有CO32-
D
70%硫酸
Na2SO3
酸性KMnO4溶液
验证SO2具有漂白性
【答案】B
2.利用下图实验装置进行有关实验,下列对结论的叙述正确的是
选项
①中试剂
②中试剂
结论
A
镁条、蒸馏水
肥皂水
②中开始出现气泡,说明①中生成了氢气
B
铜片、硝酸溶液
蒸馏水
②中试管口出现红棕色气体,说明①中生成了NO2
C
淀粉KI溶液
该装置可以用来检验①
24 / 24
二氧化锰、浓盐酸
中是否产生了氯气
D
乙醇、乙酸、浓硫酸
饱和NaOH溶液
该装置可以用来制备乙酸乙酯
【答案】C
3.某实验小组将SO2通入Na2S和Na2SO3的混合溶液中制备硫代硫酸钠(Na2S2O3)。其装置如下图所示(省略夹持装置),下列说法错误的是
A. 装置②的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体可以是饱和NaHSO3溶液
B. 为提高产品纯度,使烧瓶中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则
C. 装置④的作用是吸收尾气,同时防止倒吸
D. 装置①也可用于高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气
【答案】B
【解析】装置②中气泡产生的速率越快,说明SO2的生成速率越快;SO2难溶于NaHSO3溶液,故A正确;根据反应方程式2Na2S+Na2SO3+3SO2=3Na2S2O3,所以,故B错误;装置④中盛放适当的试剂可以吸收SO2气体,倒置的漏斗同时防止倒吸,故C正确;高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气,属于固体与液体常温下反应制备气体,故D正确。
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4.向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。
下列说法不正确的是
A. Fe3+对该反应有催化作用
B. 该过程中的Fe3+可由Fe(NO3)3提供
C. 可用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3+与Fe2+
D. 制备CuCl2的总反应为2Cu + O2 + 4HCl = 2CuCl2 + 2H2O
【答案】B
5.下列装置或操作能达到实验目的的是
A. 甲装置构成铜锌原电池
B. 用图乙所示装量加热AlCl3饱和溶液然后利用余热蒸干制备AlCl3固体
C. 丙装置里图I烧瓶中充满氨气,烧杯中盛装水,在图II的锥形瓶中,加入足量的Cu与稀硝酸,图I和图II都产生喷泉现象且原理相同
D. 利用丁装置制取SO2,并检验其还原性,小试管中的试剂可为酸性KMnO4溶液
【答案】D
【解析】A. 构成原电池的条件是使自发的氧化还原反应分别在两极上发生,此装置氧化反应与还原反应都在左侧烧杯发生,右侧烧杯 不发生反应,不能构成原电池,应该将两溶液对调,A错误;B.
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加热AlCl3饱和溶液,促进AlCl3水解生成氢氧化铝沉淀,不能制备AlCl3,B错误;C.图I产生喷泉是利用氨气极易溶于水,使烧瓶内压强迅速较小,液体迅速上升产生喷泉,图II是锥形瓶内发生反应产生的气体,将液体压入烧瓶,产生了喷泉,原理不相同,C错误;D.酸性KMnO4溶液紫色变浅或褪色,证明SO2具有还原性,D正确;因此,本题答案为D。
6.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,易被氧气氧化。利用如图装置,在锥形瓶中加入HCOONa、NaOH、CH3OH和水形成的混合液,通入SO2时发生反应生成保险粉和一种常见气体,下列说法错误的是
A. 制备保险粉的离子方程式为HCOO-+OH-+2SO2===S2O42-+CO2↑+H2O
B. NaOH溶液的主要作用是吸收逸出的CO2
C. 多孔玻璃球泡的作用是增大气体与溶液的接触面积,使SO2能被充分吸收
D. 为避免产生的Na2S2O4被O2氧化,使硫酸与亚硫酸钠先反应,产生的SO2排出装置中残留的O2
【答案】B
7.用下图装置进行①中实验,对应②中现象正确,且能达成相应实验目的的是( )
选项
①中实验
②中现象
实验目的
A
将浸透石蜡油的石棉加热
Br2的CCl4溶液褪色
石蜡裂解产物中含有烯烃
B
加热NH4Cl固体
酚酞溶液变红
制备氨气并检验氨气性质
C
加热NaHCO3与Na2CO3混合粉末
澄清石灰水变浑浊
验证 NaHCO3具有热不稳定性
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D
加热铁粉及湿棉花
肥皂水中有气泡冒出
Fe 与H2O发生了置换反应
【答案】A
8.铬铁矿主要成分为FeO、Cr2O3,含有SiO2、Al2O3等杂质。工业上用铬铁矿制备红矾钠晶体(Na2Cr2O7)的流程如图所示:
(1)步骤①的主要反应为FeO·Cr2O3+O2+NaOH Na2CrO4 +NaFeO2 + H2O,该反应配平后FeO·Cr2O3与O2 的系数比为___________。该步骤是在坩埚中进行煅烧,可用此坩埚材料的是______________(填标号)。
A.铁 B.氧化铝 C.石英 D.陶瓷
(2)步聚①煅烧反应极慢,需要升温至NaOH 呈熔融状态,反应速率才加快,其原因是____________________________________________________。
(3)步骤②中NaFeO2会强烈水解生成氢氧化铁沉淀,反应的化学方程式为________________。
(4)将五份滤液1分别在130℃蒸发1小时,各自冷却到不同温度下结晶,保温过滤,所得实验数据如下表。根据数据分析,步骤③的最佳结晶温度为___________℃。
结晶温度/℃
Na2CrO4粗晶中各物质含量/%
Na2CrO4 • 4H2O
NaOH
NaAlO2
Na2SiO3
24 / 24
30
52.45
29.79
8.69
12.21
40
68.81
20. 49
8.46
10.84
50
60.26
27. 96
10.36
9.32
60
50.74
29.66
10.40
12.25
70
46.77
33.06
8.10
6.48
(5)步骤④中滤渣3的成分是_____________(写化学式)。
(6)若该流程中铬元素完全转化为红矾钠晶体,则该铬铁矿中铬元素的质量分数为____________(用含m1、m2的代数式表示)。
【答案】 4:7 A 熔融后增大了反应物的接触面积 NaFeO2+2H2O==Fe(OH)3↓+NaOH 40 AI(OH)3、H2SiO3(或H4SiO4) [52m2/131m1]×100%
9.一种磁性材料的磨削废料,主要成分是铁镍合金(含镍质量分数约21%),还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备氢氧化镍,工艺流程如下:
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回答下列问题:
(1)“酸溶”时,溶液中有Fe3+、Fe2+、Ni2+等生成,废渣的主要成分是______;金属镍溶解的离子方程式为______________________。
(2)“除铁”时H2O2的作用是_____________,加入碳酸钠的目的是____________________。
(3)“除铜”时,反应的离子方程式为________________,若用Na2S代替H2S除铜,优点是__________________________。
(4)已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量不能过多的理由为______________。
(5)已知常温下Ksp[Ni(OH)2]=2. 0×10-15 ,该流程在“沉镍”过程中,需调节溶液pH约为______时,Ni2+才刚好沉淀完全(离子沉淀完全的依度≤1.0×10-5mol/L;lg2=0.30)。
【答案】 SiO2 5Ni+12H++2NO3-= 5Ni2++N2↑+6H2O 将亚铁离子氧化为铁离子 调节溶液的pH,使Fe3+完全沉淀为黄钠铁矾渣 H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ 无易挥发的有毒气体H2S 逸出,可保护环境 过量的F-生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器 9.15
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10.实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料锰酸锂(LiMn2O4)的一种流程如下:
(1)废旧电池可能残留有单质锂,拆解不当易爆炸、着火,为了安全,对拆解环境的要求是_________。
(2)“酸浸”时采用HNO3和H2O2的混合液体,可将难溶的LiMn2O4转化为Mn(NO3)2、LiNO3等产物。请写出该反应离子方程式_________。
如果采用盐酸溶解,从反应产物的角度分析,以盐酸代替HNO3和H2O2混合物的缺点是_________。
(3)“过滤2”时,洗涤Li2CO3沉淀的操作是_________。
(4)把分析纯碳酸锂与二氧化锰两种粉末,按物质的量1:4混合均匀加热可重新生成LiMn2O4,升温到515℃时,开始有CO2产生,同时生成固体A,比预计碳酸锂的分解温度(723℃)低很多,可能的原因是________。
(5)制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀的pH=7.7。请补充由上述过程中,制得的Mn(OH)2制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂:H2SO4、Na2CO3、C2H5OH]:向Mn(OH)2中边搅拌边加入_________。
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【答案】 隔绝空气和水分 2LiMn2O4+10H++3H2O2=2Li++4Mn2++3O2↑+8H2O 反应生成Cl2,污染环境 沿着玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出,重复操作 2~3 次 MnO2作为催化剂,降低了碳酸锂的分解温度 Na2CO3
11.Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出相应反应的离子方程式_______。
(2)Li2Ti5O15中过氧键的数目为4,其中Ti的化合价为______。
(3)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe2+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol/L,此时_____(填“有”或“无”)Mg3(PO4)2沉淀生成。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-2、1.0×10-2。
(4)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式_________。
(5)TiO2·xH2O加热制得的粗TiO2是电解法生产金属钛的一种较先进的方法,电解液为某种可传导02-离子的熔融盐,原理如图所示,则其阴极电极反应为:_______,电解过程中阳极电极上会有气体生成,该气体可能含有____________。
【答案】 FeTiO3+ 4H++4Cl− = Fe2++ TiOCl42− + 2H2O +4 无 2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑ TiO2+4e-=Ti+2O2- O2、CO、CO2
【解析】(1)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,相应反应的离子方程式为
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12.三氯乙醛是基本有机合成原料之一,是生产农药、医药的重要中间体。某化学兴趣小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。
查阅资料,有关信息如下:
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O、CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质:
C2H5OH
CCl3CHO
CCl3COOH
C2H5Cl
相对分子质量
46
147.5
163.5
64.5
熔点/℃
-114.1
-57.5
58
-138.7
沸点/℃
78.3
97.8
198
12.3
溶解性
与水互溶
可溶于水、乙醇
可溶于水、乙醇、三氯乙醛
微溶于水,可溶于乙醇
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(1)仪器E的名称是____________,冷凝水的流向是________进_______出(填“a”或“b”)。
(2)该设计流程中存在一处缺陷,该缺陷是__________, 引起的后果是_________________。
(3)仪器A中发生反应的离子方程式为____________________。
(4)该装置C可采用_______________,加热的方法以控制反应温度在70 ℃左右。
(5)装置D干燥管的作用为_______________, 装置 D烧杯中的试剂是_______________。
(6)反应结束后,从C中的混合物中分离出Cl3CCOOH的方法是____________(填名称)。
(7)已知:常温下Ka(CCl3COOH)=1.0×10-1 mol·L-1,Ka(CH3COOH)=1.7×10-5mol·L-1,请设计实验证明三氯乙酸、乙酸的酸性强弱:____________________________。
【答案】 球形冷凝管 a b 缺少干燥氯气的装置 导致装置C中副产物CCl3COOH、C2H5Cl增多 2MnO4+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 水浴 防止液体倒吸 氢氧化钠溶液 蒸馏 分别测定0.1 mol·L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小,说明三氯乙酸酸性比乙酸的强
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13.铁的化合物有广泛用途,如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂,铁红(Fe2O3)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)制备碳酸亚铁的流程如下:
(1)“酸溶”时加快反应速率的方法有___________________(写出一种)。
(2)①“还原”时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过两个反应被还原,其中一个反应如下:FeS2 +14Fe3+ +8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+,则另一个反应的离子方程式为:___________;
②FeS2还原后,检验Fe3+是否反应完全的方法是___________。
(3)①“沉淀”时,需控制pH不宜过高,否则生成的FeCO3中可能混有___杂质;
②写出加入NH4HCO3生成“沉淀”的化学方程式:___________________;
③所得FeCO3需充分洗涤,检验沉淀已洗涤干净的方法是_________________。
(4)FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,同时释放出CO2,则与FeCO3反应的物质为_________(填化学式)。
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(5)FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时,也会生成FeO。现煅烧34.8g的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物23.76g。则Fe2O3的质量为______ g。
【答案】 适度加热、适量增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等 FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S 取少量溶液,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明其中含有Fe3+,反之,未反应完全; Fe(OH)2 FeSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+FeCO3↓+H2O+CO2↑ 取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加稍过量稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明已洗涤干净 O2、H2O 21.6
14.含硫化合物在生产生活中应用广泛,科学使用对人体健康及环境保护意义重大。
⑴ 红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化,这应用了SO2 的___性。
⑵
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某水体中硫元素主要以S2O32-形式存在,在酸性条件下,该离子会导致水体中有黄色浑浊并可能有刺激性气味产生,原因是_________________________________________________。(用离子方程式说明)
⑶ 实验室采用滴定法测定某水样中亚硫酸盐含量:
滴定时,KIO3 和KI 在盐酸作用下析出I2:5I- + IO3- + 6H+ =3 I2+3 H2O
生成的I2 再和水样中的亚硫酸盐反应:I2 + SO32- + H2O = 2H++2I-+ SO42-
①滴定到终点时的现象是:____________________________________________
② 若滴定前盛标准液的滴定管没有用标准液润洗,则测定结果将_________(填偏大、偏小、不变)。
③滴定终点时,100mL的水样共消耗x mL标准溶液。若消耗1mL标准溶液相当于SO32-的质量1g,则该水样中SO 32- 的含量为___g / L
⑷已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末,难溶于水.为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,某化学实验小组设计了如下实验,请回答下列问题:
①、若装置A的圆底烧瓶中盛装二氧化锰,则分液漏斗中盛装的试剂是__________
②、装置B中实验现象为___________________________,证明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强
③、装置C中反应的作用是:_____________________________
【答案】 还原 2H++S2O32-=SO2+S↓+H2O 溶液由蓝色变为无色且30秒内不变色 偏大 10x 浓盐酸 淡黄色沉淀生成 吸收氯气,避免空气污染
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15.NiCl2是化工合成中最重要的镍源。实验室常用下列装置(夹持装置已略去)制备无水NiCl2。
实验步骤如下 :
I.按图示连接好装置,检查装置气密性后,先向装置中通入干燥的CO2。
II.约20 min后,停止通入CO2,改为通儒Cl2 并使装置中充满Cl2。
III.将电炉升温至750℃,在氯气流中加热约lh。
IV.在氯气流中冷却至室温后,再继续通入CO 2约10 min。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_____________________________。
(2)步骤I中通入CO2 的目的是___________________________。
(3)A中生成Cl2 的离子方程式为______________________________________。
(4)判断步骤II中氧气已充满装置的现象是______________________________________。
(5)步骤IV中通入CO 2的目的是______________,水槽中NaOH 溶液的作用是_____________________。
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(6)反应前石英管及瓷舟的总质量为m1、放入镍粉后石英管及瓷舟的总质量为m2,氧化反应后石英管及瓷舟的总质量为m3,则产品中n(Ni)/n(Cl)=________(填计算表达式)。
(7)实验室也可用NiCl2·6H2O 与液态SOCl2 混合加热制取无水NiCl2,其反应的化学方程式为______________________。
【答案】 蒸馏烧瓶 排尽装置内的空气(或防止空气中的氧气与镍反应等合理答案) 2MnO4- +16H+ +10C1-==2Mn2+ +5Cl2↑+8H2O 漏斗液面上方的气体呈黄绿色 排尽装置中的Cl2 吸收未反应的Cl2,以免污染环境 35.5(m2-m1)/59(m3-m2) NiCl2·6H2O+6SOCl2NiCl2+6SO2↑+12HCl↑
16.一种用软锰矿(主要成分MnO2)和黄铁矿(主要成分FeS2) 制取MnSO4·H2O并回收单质硫的工艺流程如下:
已知:本实验条件下,高锰酸钾溶液与硫酸锰溶液混合产生二氧化锰。
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回答下列问题:
(1)步骤①混合研磨成细粉的主要目的是_____________________________________________;步骤②浸取时若生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3的化学方程式为_____________________________________。
(2)步骤③所得酸性滤液可能含有Fe2+,为了除去Fe2+可先加入______________________;步骤④需将溶液加热至沸然后在不断搅拌下加入碱调节pH为4~5,再继续煮沸一段时间,“继续煮沸”的目的是_____________________________________。步骤⑤所得滤渣为__________________(填化学式)。
(3)步骤⑦需在90~100℃下进行,该反应的化学方程式为_________________________________。
(4)测定产品MnSO4·H2O的方法之一是:准确称取a g产品于锥形瓶中,加入适量ZnO及H2O煮沸,然后用c mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至浅红色且半分钟不褪色,消耗标准溶液VmL,产品中Mn2+的质量分数为w(Mn2+)=________________。
【答案】 增大接触面积,提高硫酸浸取时的浸取速率和浸取率 3MnO2+2FeS2+6H2SO4 =3MnSO4+Fe(SO4)3+4S↓+6H2O 软锰矿粉或H2O2溶液 破坏Fe(OH)3胶体并使沉淀颗粒长大,便于过滤分离 Fe(OH)3 (NH4)2Sx+1 2NH3↑+H2S↑+xS↓ (8.25cV/a)%或(8.25cV×10-2)/a或0.0825cV/a或0.0825cV/a×100%
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17.三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O) (相对分子质量为990)简称“三盐”,白色或微黄色粉末,热稳定性能优良,主要用作聚氯乙烯的热稳定剂。“三盐”是由可溶性铅盐中加入硫酸生成硫酸铅,再加氢氧化钠而制得。以100.0吨铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示。
已知:(1)Ksp(PbSO4)=1.82×10-8,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13;(2)铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用。
请回答下列问题:
(1)写出步骤①“转化”的化学方程式______________________________________。
(2)步骤③“酸溶”,最适合选用的酸为______________,为提高酸溶速率,可采取的措施是__________(任意写出一条)。
(3)若步骤④沉铅”后的滤液中c(Pb2+)=1.82×10-5mol/L,则此时c(SO42-)=______mol/L。
(4)从原子利用率的角度分析该流程的优点为_______________________。
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(5)步骤⑥“合成”三盐的化学方程式为____________________________。若得到纯净干燥的三盐49.5t,假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐,则铅泥中铅元素的质量分数为__ % (结果保留一位小数)
【答案】 PbSO4+Na2CO3=PbCO3↓+Na2SO4 硝酸(或HNO3) 适当升温(适当增加硝酸浓度、减小滤渣颗粒大小等合理答案均可) 1×10-3 滤液2(HNO3溶液)可以循环利用 4PbSO4+6NaOH 3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O 51.8
18.K2SO4是无氯优质钾肥,Mn3O4是生产软磁铁氧体的原料,以硫酸工业的尾气为原料联合制备K2SO4和Mn3O4的工艺流程如图所示。回答下列问题:
(1)Mn3O4中的Mn元素有+2价和+3价两种情况,则 Mn3O4中+2价与+3价Mn 元素的物质的量之比为__________________________。
(2)“反应I”________(填“是”或“不是”)氧化还原反应,为提高反应的反应速率,可采取的措施有____________________________(答出一条即可)。
(3)“反应II”的反应原理是___________________________。
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(4)试剂a的电子式为_________________________。
(5)“一系列操作”指____________________,该过程用到的非玻璃仪器为_______________。
(6)流程图中“煅烧”操作的温度与剩余固体质量变化曲线如图所示。
则产物A的化学式为______________,产物B的化学式为__________。
【答案】 1:2 是 采用CaCO3粉末(或适当增大反应温度,合理即可) 微溶的 CaSO4 转化为难溶的CaCO3 蒸发浓缩,冷却结晶,过滤 蒸发皿 MnSO4 Mn3O4
先失去结晶水。设MnSO4•H2O的物质的量为1 mol,质量为169g,其中含有m(MnSO4)=151g,根据题意可知,在A处固体的质量为169g×89.35/100=151g,所以A的组成为MnSO4;在B处固体的质量为169g×45.17/100=76.33g,其中Mn是55g,O是21.33g,则二者的个数之比是1:21.33/16=3:4,因此化学式为Mn3O4。
19.超细铜粉有重要用途,工业上可以通过铝黄铜合金(含Cu、Al、Zn)制超细铜粉。某小组在实验室模拟制备超细铜粉的方法如下:
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步骤Ⅰ:取铝黄铜合金加入热浓硫酸溶解,再加入过量NaOH溶液只生成Cu(OH)2沉淀,过滤,洗涤。
步骤Ⅱ:向Cu(OH)2沉淀中加硫酸溶解,再加氨水,形成 [Cu(NH3)4]SO4溶液。
步骤Ⅲ:向[Cu(NH3)4]SO4溶液中通入SO2气体至溶液呈微酸性,生成NH4CuSO3。再与足量的1.000mol·L-1的稀硫酸混合并微热,得到超细铜粉。
(1)步骤Ⅰ中完全溶解铝黄铜合金可以加入稀硫酸和____。
A.FeCl3 B.盐酸 C.热空气
(2)配制500 mL 1.000 mol·L-1的稀硫酸,需要用98%的浓硫酸(密度为1.84 g·mL-1)____mL。
(3)在步骤Ⅲ中生成NH4CuSO3的化学反应方程式为____。
(4)准确称取1.000 g铝黄铜合金与足量的1.000 mol·L-1稀硫酸完全反应,生成标准状况下气体体积为134.4 mL。将相同质量的合金完全溶于热的足量的浓硫酸,产生标准状况下气体体积为380.8mL。计算此合金中铜的质量分数________。
【答案】 C 27.2(或27.17) 2[Cu(NH3)4]SO4 + 3SO2 + 4H2O=2 NH4CuSO3 + 3(NH4)2SO4 n(H2)=0.1344L÷22.4L·mol-1=0.006mol
n(SO2)=0.3808L÷22.4L·mol-1=0.017mol
∵Zn、Al与稀硫酸产生的H2和Zn、Al与浓硫酸产生的SO2的物质的量相同,
∴n(Cu)=n(SO2)-n(H2)=0.017mol-0.006mol=0.011mol
铜的质量分数为:=70.4%
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20.工业上利用软锰矿浆(软锰矿的主要成分是MnO2,还含有硅、铁、铝、钙、镁和少量重金属镍的化合物等杂质)为原料制取电解锰和四氧化三锰。
注:过量的软锰矿将Fe2+氧化为Fe3+。
(1)纤维素[(C6H10O5)n]还原MnO2时,发生反应的化学方程式为_______。
(2)已知:Kp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,加入NH3·H2O后,Al3+浓度为l×10-6mol/L时,溶液中Fe3+浓度为_________
(3)pH对除镍效果的影响如图1:
控制pH为4.5~5.0除镍效果最好,原因是__________
(4)电解MnSO4溶液制备电解锰,用惰性电极电解,阳极的电极反应式为________,为保证电解的顺利进行,电解液必须保持一定的Mn2+浓度。Mn2+浓度和电流效率的关系如图2所示。由图可知当Mn2+浓度大于22g/L时,电流效率随Mn2+浓度增大反而下降,其原因是________。
(5)MnSO4溶液制备四氧化三锰。氨水作沉淀剂,沉淀被空气氧化所得产品的X射线图见图3。
Mn2+形成Mn(OH)2时产生少量Mn2(OH)2SO4,加入NH4Cl会影响Mn2(OH)2SO4的氧化产物,写出NH4Cl存在时,Mn2(OH)2SO4被O2氧化发生反应的离子方程式___________。
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【答案】 12nMnO2+(C6H10O5)n+12nH2SO4=12nMnSO4+6nCO2+17nH2O 3×10-12mol/L pH过低,会与硫化钡产生硫化氢气体;pH过高,Mn2+被沉淀 2H2O-4e-=O2↑+4H+或4OH--4e-=O2↑+2H2O Mn2+浓度增大,容易产生Mn(OH)2沉淀 3Mn2(OH)2SO4+O2=2Mn3O4+6H++3SO42-
21.红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)广泛用作强氧化剂、鞣革剂。以铬矿石 (主要成分为Cr2O3,还含有FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取红矾钠的流程如下:
已知:①CrO42-与Cr2O72-存在如下平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,当pH<3时,以Cr2O72-为主,当pH>9时,以CrO42-为主。
②钠盐在不同温度下的溶解度(g):
温度(℃)
10
20
30
40
50
60
70
80
Na2SO4
9.0
19.4
40.8
48.8
46.7
45.3
44.1
43.7
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Na2Cr2O7
170.2
180.1
196.7
220.5
248.4
283.1
323.8
385.4
注32.38℃以上,与饱和溶液平衡的固相为无水Na2SO4,以下则为Na2SO4·10H2O。
③Cr3+完全沉淀时pH为6.8,Cr(OH)3开始溶解时pH为12。
请回答下列问题:
(1)煅烧铬矿石时,生成Na2CrO4的化学反应方程式为_________
(2)滤渣Ⅱ的成分是__________(填化学式)。
(3)有人认为工艺流程中“用稀硫酸调pH”改为“通入过量CO2”,不需调节pH同样可以达到实验效果,理由是___________。
(4)向红矾钠溶液中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到________(填序号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。
A.80 B.60 C.40 D.10
(5)该工艺所得副产品主要为无水硫酸钠并混有少量重铬酸钠,请设计从副产品获得芒硝(Na2SO4·10H2O)的实验方案:将该副产品按固液质量比100:230溶于热水,加入稍过量的Na2SO3溶液,搅拌,____,过滤,洗涤,低温干燥。(实验中须使用的试剂:稀H2SO4、NaOH溶液)。
【答案】 2Cr2O3+4Na2CO3+ 3O24Na2CrO4+4CO2↑ H2SiO3、 Al(OH)3 过量的CO2不会使Al(OH)3溶解 生成的NaHCO3在后续步骤中加入稀硫酸可以除去 D 缓缓加入稀H2SO4,静置,冷却自然结晶,过滤,将晶体用热水溶解,加入适量NaOH溶液至溶液pH约为6.8~12,趁热过滤,将滤液冷却自然结晶
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