【題目】銅、鉻都是用途廣泛的金屬.工業(yè)上利用電鍍污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質(zhì))回收金屬銅和鉻的流程如圖甲,已知:部分物質(zhì)沉淀的pH如表:
Fe3+ | Cu2+ | Cr3+ | |
開(kāi)始沉淀pH | 2.1 | 4.7 | 4.3 |
完全沉淀pH | 3.2 | 6.7 | a |
CaSO4的溶解度曲線如圖乙,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)濾液I中所含溶質(zhì)主要有(填化學(xué)式).
(2)第②步操作中,先加人Ca(OH)2調(diào)節(jié)溶液的pH,調(diào)節(jié)范圍為 , 然后將濁液加熱至80℃趁熱過(guò)濾,所得濾渣Ⅱ的成分為 .
(3)第③步操作中,發(fā)現(xiàn)除了生成磚紅色沉淀外,還產(chǎn)生了無(wú)色刺激性氣味的氣體.寫(xiě)出該步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式
(4)當(dāng)離子濃度≤1×10﹣5molL﹣1l時(shí),可以認(rèn)為離子沉淀完全.第④步操作中,若要使Cr3+完全沉淀,則室溫下溶液中a的最小值為 . (已知Kap[Cr(OH)3]=6.3×10﹣31 , ≈4.0;lg4=0.6)
(5)Cr(OH)3受熱分解為Cr2O3 , 用鋁熱法可以冶煉金屬鉻.寫(xiě)出鋁熱法煉鉻的化學(xué)方程式 .
【答案】
(1)Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3、CuSO4
(2)3.2≤pH<4.3;Fe(OH)3、CaSO4
(3)2H2O+HSO3﹣+2Cu2+=Cu2O↓+SO42﹣+5H+、HSO3﹣+H+=SO2↑+H2O
(4)5.6
(5)Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr
【解析】解:向泥料中加入稀硫酸,發(fā)生反應(yīng)Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O,然后過(guò)濾得到濾渣I和濾液I,濾液I中溶質(zhì)為Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3、CuSO4 , 向?yàn)V液中加入Ca(OH)2 , 并調(diào)節(jié)溶液pH,根據(jù)流程圖中濾液II中含有Cr3+、Cu2+ , 不含F(xiàn)e3+ , 說(shuō)明濾渣II中含有Fe(OH)3 , 硫酸鈣屬于微溶物,所以沉淀II成分為Fe(OH)3、CaSO4 , 要使Cr3+、Cu2+不沉淀而Fe3+發(fā)生沉淀,根據(jù)離子生成沉淀需要pH值知,溶液的pH范圍為3.2﹣4.3之間;向?yàn)V液中加入NaHSO3 , 亞硫酸氫鈉具有還原性、銅離子具有氧化性,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和磚紅色沉淀Cu2O,硫酸和亞硫酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化硫,離子方程式為2H2O+HSO3﹣+2Cu2+=Cu2O↓+SO42﹣+5H+、HSO3﹣+H+=SO2↑+H2O,過(guò)濾得到Cu2O,向?yàn)V液中加入NaOH并調(diào)節(jié)溶液pH,發(fā)生反應(yīng)Cr3++3OH﹣=Cr(OH)3↓,濾液IV中含有NaOH、Na2SO4 , (1)通過(guò)以上分析知,濾液I中溶質(zhì)成分為Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3、CuSO4 , 所以答案是:Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3、CuSO4;(2)Fe3+完全沉淀需要的pH≥3.2,pH=4.3時(shí)Cr3+開(kāi)始產(chǎn)生沉淀,要使鐵離子完全沉淀而其它離子不沉淀,則pH范圍為:3.2≤pH<4.3,通過(guò)以上分析知,沉淀II成分為Fe(OH)3、CaSO4 , 所以答案是:3.2≤pH<4.3; Fe(OH)3、CaSO4;(3)亞硫酸氫鈉具有還原性、銅離子具有氧化性,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和磚紅色沉淀Cu2O,硫酸和亞硫酸氫根離子反應(yīng)生成二氧化硫,離子方程式為2H2O+HSO3﹣+2Cu2+=Cu2O↓+SO42﹣+5H+、HSO3﹣+H+=SO2↑+H2O,所以答案是:2H2O+HSO3﹣+2Cu2+=Cu2O↓+SO42﹣+5H+、HSO3﹣+H+=SO2↑+H2O;(4)當(dāng)離子濃度≤1×10﹣5molL﹣1時(shí),可以認(rèn)為離子沉淀完全,若要使Cr3+完全沉淀,則c(Cr3+)≤1×10﹣5molL﹣1 , c(OH﹣)= = mol/L=4.0×10﹣9 mol/L,c(H+)= =2.5×10﹣6mol/L,則溶液的pH=﹣lg2.5×10﹣6=5.6,
所以答案是:5.6;(5)Cr2O3和Al高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成氧化鋁和Cr,反應(yīng)方程式為Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr,所以答案是:Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組擬對(duì)一種焰火原料(由兩種短周期的常見(jiàn)金屬單質(zhì)Li,Na,Mg,Al組成的合金粉末)進(jìn)行探究.請(qǐng)完成下列探究報(bào)告.
【探究目的】探究該焰火原料的組成
【資料檢索】①M(fèi)g2+檢驗(yàn)方法:取2滴待檢液,加入2滴2molL﹣1NaOH溶液,再加入1滴鎂試劑(Ⅰ)染料(對(duì)硝基苯偶氮苯二酚).若出現(xiàn)沉淀并吸附鎂試劑(Ⅰ)染料呈天藍(lán)色,表示待檢液中含有Mg2+ . 但Ag+、Cu2+、Fe3+、NH4+會(huì)妨礙Mg2+檢出
②Mg(OH)2可溶于濃的氯化銨溶液,其他的常見(jiàn)不溶堿難溶于氯化銨
③很多合金是金屬互化物,有確定的化學(xué)組成
【探究思路】①確定焰火原料所含金屬種類;②測(cè)定焰火原料的化學(xué)式
【實(shí)驗(yàn)探究】
(1)甲同學(xué)進(jìn)行了初步試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下.請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表.
試驗(yàn)序號(hào) | 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 | 實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象 | 結(jié) 論 |
① | 取少量該焰火原料加入冷水 | 無(wú)明顯現(xiàn)象 | |
② | 取少量該焰火原料加入稀鹽酸 | 完全溶解,有大量氣體產(chǎn)生,溶液呈無(wú)色 |
(2)乙同學(xué)取甲第②組實(shí)驗(yàn)的溶液,加入鎂試劑(Ⅰ)染料,得出合金中不含鎂.乙的結(jié)論(選填“正確”或“錯(cuò)誤”),你的理由是 .
(3)丙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,確定焰火原料中的金屬種類,實(shí)驗(yàn)記錄如下.
由丙的實(shí)驗(yàn)記錄可知,該焰火原料是由和兩種金屬組成的合金;實(shí)驗(yàn)中濾液加入足量氫氧化鈉溶液后需煮沸,煮沸的理由是 .
(4)丁同學(xué)利用丙同學(xué)的結(jié)論,設(shè)計(jì)如下圖所示的實(shí)驗(yàn)步驟,確定合金組成.
問(wèn)題討論:
①能確定合金組成的數(shù)據(jù)組有(填寫(xiě)選項(xiàng)字母);
A.m、n B.m、y C.n、y
②若合金中相對(duì)原子質(zhì)量較小的金屬的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x,金屬總物質(zhì)的量為7mol,試在下圖中作出y隨x變化的曲線 ;
③當(dāng)y=8.5mol時(shí),該合金是一種金屬互化物,其化學(xué)式為
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,其中甲池的總反應(yīng)為:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O下列說(shuō)法正確的是( )
A.甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能的裝置
B.甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)為CH3OH﹣6e﹣+2H2O=CO32﹣+8H+
C.反應(yīng)一段時(shí)間后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體,能使CuSO4溶液恢復(fù)到原濃度
D.甲池中消耗560mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2 , 此時(shí)丙池中理論上最多產(chǎn)生2.9g固體
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:反應(yīng)I:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)△H1反應(yīng)Ⅱ:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H2(且|△H1|=2|△H2|)
反應(yīng)Ⅲ:4NH3(g)+6NO2(g)5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l)△H 3
反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅱ在不同溫度時(shí)的平衡常數(shù)及其大小關(guān)系如下表
溫度/K | 反應(yīng)I | 反應(yīng)II | 已知: |
298 | K1 | K2 | |
398 | K1′ | K2′ |
(1)△H3=(用△H1、△H2的代數(shù)式表示);推測(cè)反應(yīng)Ⅲ是反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)
(2)相同條件下,反應(yīng)I:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)在2L密閉容器內(nèi),選用不同的催化劑,反應(yīng)產(chǎn)生N2的量隨時(shí)間變化如圖所示. ①計(jì)算0~4分鐘在A催化劑作用下,反應(yīng)速率V(NO)= .
②下列說(shuō)法不正確的是 .
A.單位時(shí)間內(nèi)H﹣O鍵與N﹣H鍵斷裂的數(shù)目相等時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡
B.若在恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),當(dāng)K值不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡
C.該反應(yīng)的活化能大小順序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
D.增大壓強(qiáng)能使反應(yīng)速率加快,是因?yàn)樵黾恿嘶罨肿影俜謹(jǐn)?shù)
(3)一定條件下,反應(yīng)II達(dá)到平衡時(shí)體系中n(NO):n(O2):n(NO2)=2:1:2. ①保持恒溫恒容,再充入NO2氣體,NO2體積分?jǐn)?shù)(填“變大”、“變小”或“不變”)
②關(guān)于平衡體系反應(yīng)Ⅱ:2NO(g)+O2(g)2NO2(g);△H2說(shuō)法正確的是 .
A、該反應(yīng)焓變?yōu)樨?fù)值
B、升高溫度,逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)速率減小,反應(yīng)逆向移動(dòng)
C、不論增大壓強(qiáng)還是減小壓強(qiáng),正方向速率改變的程度更大
D、平衡正向移動(dòng),NO的轉(zhuǎn)化率一定增大
E、平衡體系中加入NO2 , 平衡逆向移動(dòng),△H2減小
F、混合氣體顏色加深說(shuō)明平衡向右移動(dòng),顏色變淺則向左移動(dòng).
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:反應(yīng)I:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)△H1反應(yīng)Ⅱ:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H2(且|△H1|=2|△H2|)
反應(yīng)Ⅲ:4NH3(g)+6NO2(g)5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l)△H 3
反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅱ在不同溫度時(shí)的平衡常數(shù)及其大小關(guān)系如下表
溫度/K | 反應(yīng)I | 反應(yīng)II | 已知: |
298 | K1 | K2 | |
398 | K1′ | K2′ |
(1)△H3=(用△H1、△H2的代數(shù)式表示);推測(cè)反應(yīng)Ⅲ是反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)
(2)相同條件下,反應(yīng)I:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)在2L密閉容器內(nèi),選用不同的催化劑,反應(yīng)產(chǎn)生N2的量隨時(shí)間變化如圖所示. ①計(jì)算0~4分鐘在A催化劑作用下,反應(yīng)速率V(NO)= .
②下列說(shuō)法不正確的是 .
A.單位時(shí)間內(nèi)H﹣O鍵與N﹣H鍵斷裂的數(shù)目相等時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡
B.若在恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),當(dāng)K值不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡
C.該反應(yīng)的活化能大小順序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
D.增大壓強(qiáng)能使反應(yīng)速率加快,是因?yàn)樵黾恿嘶罨肿影俜謹(jǐn)?shù)
(3)一定條件下,反應(yīng)II達(dá)到平衡時(shí)體系中n(NO):n(O2):n(NO2)=2:1:2. ①保持恒溫恒容,再充入NO2氣體,NO2體積分?jǐn)?shù)(填“變大”、“變小”或“不變”)
②關(guān)于平衡體系反應(yīng)Ⅱ:2NO(g)+O2(g)2NO2(g);△H2說(shuō)法正確的是 .
A、該反應(yīng)焓變?yōu)樨?fù)值
B、升高溫度,逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)速率減小,反應(yīng)逆向移動(dòng)
C、不論增大壓強(qiáng)還是減小壓強(qiáng),正方向速率改變的程度更大
D、平衡正向移動(dòng),NO的轉(zhuǎn)化率一定增大
E、平衡體系中加入NO2 , 平衡逆向移動(dòng),△H2減小
F、混合氣體顏色加深說(shuō)明平衡向右移動(dòng),顏色變淺則向左移動(dòng).
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】科學(xué)家已獲得了極具理論研究意義的N4分子,其結(jié)構(gòu)為正四面體(如右圖所示),與白磷分子相似。已知斷裂1molN-N鍵吸收193kJ熱量,斷裂1molN≡N鍵吸收941kJ熱量,則下列說(shuō)法不正確的是
A. N4與N2互為同素異形體
B. 1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時(shí)要吸收724kJ能量
C. N4變成N2是化學(xué)變化
D. N4分子中有6個(gè)共價(jià)鍵
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某模擬“人工樹(shù)葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示、該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O),下列說(shuō)法正確的是
A. a電極的反應(yīng)為: 3CO2 + 18H+-18e-= C3H8O+5H2O
B. 該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能
C. 該裝置工作時(shí)H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移
D. 每生成1molO2,有44gCO2被還原
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖是一種綜合處理SO2廢氣的工藝流程。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 向溶液B中滴加KSCN溶液,溶液一定不會(huì)變紅色
B. 溶液A轉(zhuǎn)化為溶液B發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:2Fe3++2H2O+SO2===2Fe2++SO+4H+
C. 溶液酸性:B>C>A
D. 加氧化亞鐵可以使溶液C轉(zhuǎn)化為溶液A
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是( )
A. 丁達(dá)爾效應(yīng)不是膠體特有的現(xiàn)象,溶液與濁液也有
B. 膠體與其他分散系的本質(zhì)區(qū)別是有丁達(dá)爾效應(yīng),而其他分散系沒(méi)有
C. 膠體粒子的直徑小于10-9m
D. 丁達(dá)爾效應(yīng)可用于鑒別膠體和溶液
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