【題目】下圖是以黃銅礦(主要成分為CuFeS2)為原料制取膽礬晶體的流程:
已知:
ⅰ.高溫焙燒時的主要反應(yīng)有:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2
2Cu2S+ 5O22CuO+2CuSO4,2FeS+3O22FeO+2SO2 ;
ⅱ.常溫下Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Ksp[Cu(OH)2]=3.0×10-20。
(1)CuFeS2中硫元素的化合價為______________________,寫出上述流程中生成亞硫酸銨的化學(xué)方程式:______________________________________________________________________。
(2)最適合的試劑A是__________(寫化學(xué)式)溶液;當(dāng)試劑A的濃度為6.0mol·L-1時 ,“浸出”實驗中,銅的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知,當(dāng)銅的浸出率為90% 時,所采用的實驗條件(溫度、時間)為__________。
(3)最適合的試劑C是__________(填標(biāo)號)。
a.Cl2b. H2O2 溶液 c.酸性高錳酸鉀溶液 d.濃硫酸
(4)加入適量CuO粉末的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,促進(jìn)Fe3+水解,達(dá)到除雜的目的。寫出實現(xiàn)該目的的總反應(yīng)的離子方程式:_________________________________________________________。
(5)有同學(xué)懷疑CuO不一定能達(dá)到上述目的,而小張同學(xué)卻認(rèn)為可以通過計算來確定。設(shè)溶液中Cu2+的濃度為3.0 mol·L-1,則Cu2+開始沉淀時溶液的pH 為__________,Fe3+沉淀完全時溶液的pH 為__________。通過計算判斷加入CuO__________(填“能”或“不能”)達(dá)到目的(提示:1g 5=0.7;通常認(rèn)為殘留在溶液中的某離子濃度小于1.0×10-5 mol·L-1 時,就認(rèn)為該離子已沉淀完全)。
(6)假設(shè)流程圖中消耗的CuO為ag,最終制得bg膽礬晶體,消耗黃銅礦的質(zhì)量為cg,不考慮生產(chǎn)過程中的損失,則黃銅礦中CuFeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________(寫出原始的計算結(jié)果即可,不必化簡)。
【答案】 -2 SO2+(NH4)2CO3=(NH4)2SO3+CO2 H2SO4 90℃、2 h b 2Fe3++3CuO+3H2O=2Fe(OH)3+3Cu2+ 4.0 3.0 能 ×100%
【解析】(1)CuFeS2中銅的化合價為+2價,鐵的化合價為+2價,根據(jù)元素化合價代數(shù)和為零可知硫的化合價為-2價;上述流程中黃銅礦高溫焙燒產(chǎn)生的氣體是二氧化硫,二氧化硫與碳酸銨反應(yīng)生成亞硫酸銨和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:SO2+(NH4)2CO3=(NH4)2SO3+CO2;(2)以黃銅礦為原料制取膽礬晶體,焙燒后生成的氧化物必須先用硫酸溶解,故最適合的試劑A是H2SO4;由圖中信息可知,當(dāng)銅的浸出率為90% 時,所采用的實驗條件(溫度、時間)為:90℃、2h;(3)試劑C是將溶液B中的亞鐵離子氧化為鐵離子,在加入氧化銅調(diào)節(jié)pH值后水解轉(zhuǎn)化為沉淀而除去鐵,最適合的試劑C是H2O2 溶液,將亞鐵離子氧化為鐵離子的同時產(chǎn)生水,沒有引入新的雜質(zhì),答案選b;(4)加入適量CuO粉末的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,促進(jìn)Fe3+水解生成氫氧化鐵,同時氧化銅溶解生成Cu2+,達(dá)到除雜的目的。實現(xiàn)該目的的總反應(yīng)的離子方程式為:2Fe3++3CuO+3H2O=2Fe(OH)3+3Cu2+;(5)常溫下Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)c2(OH-)=3.0 mol·L-1×c2(OH-)=3.0×10-20,則c(OH-)=1.0×10-10,c(H+)=1.0×10-4,pH=4.0,即Cu2+開始沉淀時溶液的pH 為4.0;通常認(rèn)為殘留在溶液中的某離子濃度小于1.0×10-5 mol·L-1 時,就認(rèn)為該離子已沉淀完全,Ksp[Fe(OH)3] =c(Fe3+)c3(OH-)=1.0×10-5 mol·L-1×c3(OH-)=8.0×10-38,則c(OH-)=1.0×10-11,c(H+)=1.0×10-3,pH=3.0,由于Cu2+開始沉淀時溶液的pH 為4.0,Fe3+沉淀完全時溶液的pH 為3.0,加入CuO能達(dá)到目的;(6)根據(jù)銅的質(zhì)量守恒黃銅礦和加入的氧化銅中的銅的總質(zhì)量先于膽礬晶體中銅的總質(zhì)量,黃銅礦中CuFeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x,則有:cg×x×+ag×=bg,解得x=×100%。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知下列熱化學(xué)方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣24.8kJmol﹣1
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=﹣47.2kJmol﹣1
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJmol﹣1
則14g CO氣體與足量FeO充分反應(yīng)得到Fe單質(zhì)和CO2氣體時的釋放或吸收的熱量為( )
A.放出218 KJ
B.放出109kJ
C.吸收218 kJ
D.吸收109 kJ
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國北方大部分地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重空氣污染,其主要原因是化石燃料的大量使用。提高利用率,減少化石燃料燃燒所造成的環(huán)境污染,已成為人類面臨的重大挑戰(zhàn)。
(1)氫氣是人類理想的能源。為了有效發(fā)展民用氫能源,首先必須制得廉價的氫氣。下列可供開發(fā)且比較經(jīng)濟的制氫氣的方法是________(填序號)。
①電解水、阡\與稀硫酸反應(yīng) ③光解海水
制得氫氣后還需要解決的問題是____(寫出其中一個)。
(2)將CO2轉(zhuǎn)化成有機物可有效實現(xiàn)碳循環(huán)。CO2轉(zhuǎn)化成有機物的例子很多,如:
a.6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
葡萄糖
b.CO2+3H2CH3OH+H2O
c.CO2+CH4CH3COOH
d.2CO2+6H2CH2===CH2+4H2O
以上反應(yīng)中,最節(jié)能的是________,原子利用率最高的是________。
(3)煤液化后可得到甲醇,甲醇在一定條件下與CO、H2作用生成有機物A,A發(fā)生加聚反應(yīng)可生成高分子,寫出A的結(jié)構(gòu)簡式_________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】蘊藏在海底的大量“可燃冰”,其開發(fā)利用是當(dāng)前解決能源危機的重要課題。用甲烷制水煤氣(CO、H2),再合成甲醇可以代替日益供應(yīng)緊張的燃油。下面是產(chǎn)生水煤氣的幾種方法:
① CH4(g)+H2O (g)=CO (g)+3H2(g) △H1=+206.2kJ·mol-1
② CH4(g)+ O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H2=-35.4 kJ·mol-1
③ CH4 (g)+2H2O (g)=CO2 (g)+4H2(g) △H3=+165.0 kJ·mol-1
(1)CH4(g)與CO2 (g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為。
(2)也可將CH4設(shè)計成燃料電池,來解決能源問題,如下圖裝置所示。持續(xù)通入甲烷,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,消耗甲烷VL。
①0<V≤33.6L時,負(fù)極電極反應(yīng)為。
②V=44.8L時,溶液中離子濃度大小關(guān)系為。
(3)工業(yè)合成氨時,合成塔中每產(chǎn)生1molNH3 , 放出46.1kJ的熱量。
某小組研究在上述溫度下該反應(yīng)過程中的能量變化。他們分別在體積均為VL的兩個恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器 | 起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol | 達(dá)到平衡的時間 | 達(dá)平衡時體系 | ||
N2 | H2 | NH3 | |||
① | 1 | 4 | 0 | t1 min | 放出熱量:36.88kJ |
② | 2 | 8 | 0 | t2 min | 放出熱量:Q |
①容器①中,0-t1時間的平均反應(yīng)速率為υ(H2)=。
②下列敘述正確的是 (填字母序號)。
a.平衡時,兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等
b.容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時,Q>73.76kJ
c.反應(yīng)開始時,兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等
d.平衡時,容器中N2的轉(zhuǎn)化率:①<②
e.兩容器達(dá)到平衡時所用時間t1>t2
(4)下圖是在反應(yīng)器中將N2和H2按物質(zhì)的量之比為1:3充入后,在200℃、400℃、600℃下,反應(yīng)達(dá)到平衡時,混合物中NH3的體積分?jǐn)?shù)隨壓強的變化曲線。
①曲線a對應(yīng)的溫度是。
②上圖中M、N、Q點平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是 。
③M點對應(yīng)的H2轉(zhuǎn)化率是。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為測定某有機物A的結(jié)構(gòu),進(jìn)行如下實驗. [分子式的確定]
(1)將有機物A置于氧氣流中充分燃燒,實驗測得:生成9.0g H2O和17.6g CO2 , 消耗氧氣13.44L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).則該物質(zhì)的最簡式是 , 能否據(jù)此確定該有機物的分子式(若能則寫出其分子式,若不能請說明理由)
(2)根據(jù)價鍵理論,預(yù)測A可能的結(jié)構(gòu)種(不考慮立體異構(gòu)).
(3)[結(jié)構(gòu)式的確定] 經(jīng)測定,有機物A分子內(nèi)有2種不同環(huán)境的氫原子,且A能與金屬鈉反應(yīng)放出氣體,則A的結(jié)構(gòu)簡式為 .
(4)[性質(zhì)實驗] A在一定條件下脫水可生成B,B可發(fā)生加聚反應(yīng)生成C,請寫出A轉(zhuǎn)化為B的化學(xué)反應(yīng)方程式: .
(5)體育比賽中當(dāng)運動員肌肉扭傷時,隊醫(yī)隨即用氯乙烷(沸點為12.27℃)對受傷部位進(jìn)行局部冷凍麻醉.請選用B的某同系物和其他試劑及合適的方法制備氯乙烷,要求原子利用率為100%,寫出制備反應(yīng)方程式: .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A.將BaSO4放入水中不能導(dǎo)電,所以硫酸鋇不是電解質(zhì)
B.NaCl溶液能導(dǎo)電,所以NaCl溶液是電解質(zhì)
C.氯化氫溶于水能導(dǎo)電,所以鹽酸是電解質(zhì)
D.固態(tài)的NaCl不導(dǎo)電,熔融態(tài)NaCl可以導(dǎo)電
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)不能發(fā)生消去反應(yīng)的是( )
A.CH3CH2Cl
B.(CH3)2CHCl
C.(CH3)3COH
D.(CH3)3CCH2Cl
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【題目】硼氫化鈉(NaBH4)在化工等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值,某研究小組采用偏硼酸鈉NaBO2為主要原料制備NaBH4 , 其流程如下:
已知:NaBH4常溫下能與水反應(yīng),可溶于異丙酸(沸點:33℃)。
(1)在第①步反應(yīng)加料之前,需要將反應(yīng)器加熱至100℃以上并通入氬氣,該操作的目的是 ,原料中的金屬鈉通常保存在 中,實驗室取用少量金屬鈉需要用到的實驗用品有 , ,玻璃片和小刀等;
(2)請配平第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式: NaBO2+ SiO2+ Na+ H2=NaBH4+2Na2SiO3;
(3)第②步分離采用的方法是 ;第③步分離(NaBH4)并回收溶劑,采用的方法是 .
(4)NaBH4(s)與H2O(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和H2(g),在25℃,101KPa下,已知每消耗3.8克NaBH4(s)放熱21.6KJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國瀕臨海域的省份,能夠充分利用海水制得多種化工產(chǎn)品。如圖是以海水、貝殼(主要成分CaCO3)等為原料制取幾種化工產(chǎn)品的工藝流程圖,其中E是一種化肥,N是一種常見的金屬單質(zhì)。
結(jié)合上述工藝流程圖回答下列問題:
(1)物質(zhì)G和L的化學(xué)式分別為________和________________。
(2)上述工藝流程圖中可以循環(huán)使用的物質(zhì)的化學(xué)式為______。
(3)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為______________________________;在反應(yīng)①中必須先通入NH3,而后通入D,其原因是____________________。
(4)工業(yè)上利用F可制得另一種化工產(chǎn)品,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。
(5)由K溶液經(jīng)如何處理才能制得N?_____________________。
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