【題目】鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3(可表示為FeO·TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等雜質。利用鈦鐵礦制備鋰離子電池電極材料(鈦酸鋰Li4Ti5O12和磷酸亞鐵鋰LiFePO4)的工藝流程如下圖所示:
已知:FeTiO3與鹽酸反應的離子方程式為:FeTiO3+4H++4Cl-===Fe2++TiOCl42-+2H2O。
(1)化合物FeTiO3中鐵元素的化合價是 。
(2)濾渣A的成分是 。
(3)濾液B中TiOCl42-轉化生成TiO2的離子方程式為 。
(4)反應②中固體TiO2轉化成(NH4)2Ti5O15溶液時,Ti元素的浸出率與反應溫度的關系如圖所示。反應溫度過高時,Ti元素浸出率下降的原因是 。
(5)寫出由濾液D生成FePO4的離子方程式 。
(6)由濾液D制備LiFePO4的過程中,所需17%雙氧水與H2C2O4的質量比是 。
【答案】(1)+2;
(2)SiO2;
(3)TiOCl42—+ H2OTiO2↓ + 2H+ + 4Cl—
(4)溫度過高時,反應物氨水(或雙氧水)受熱易分解
(5)2Fe2++2H3PO4+ H2O2==== 2FePO4↓+2H2O+4H+
(6)20:9
【解析】
試題分析:
(1)FeTiO3可表示為FeO·TiO2所以鐵元素為+2價;
(2)礦石中加入鹽酸,濾渣為A為SiO2;
(3)結合工業(yè)流程,根據質量守恒定律和電荷守恒,可確定反應的離子方程式;
(4)由于二氧化鈦與氨水、雙氧水反應生成(NH4)2Ti5O15時,結合題意,可知溫度過高時,反應物氨水或者雙氧水受熱易分解,所以反應溫度過高時,鈦元素浸出率降低;
(5)濾液D含有亞鐵離子,與過氧化氫和磷酸反應生成FePO4,結合流程確定反應物和生成物,根據質量守恒定律確定方程式;
(6)分析有D→FePO4→LiFePO4,確定雙氧水將Fe2+氧化為Fe3+,H2C2O4再將Fe3+還原為Fe2+,根據電子守恒,所以雙氧水與H2C2O4在反應過程中轉移了相同數目的電子,因此可得關系H2O2~H2C2O4,設雙氧水質量為x,草酸質量為y ,則
H2O2 ~ H2C2O4
34 90
x×17% y
有34:x×17%=90:y 則x:y=20/9。從而確定答案為20:9。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質穩(wěn)定。其正極反應方程式為________________。
(2)以NH3代替氫氣研發(fā)燃料電池是當前科研的一個熱點。使用的電解質溶液是2molL﹣1的KOH溶液,電池總反應為:4NH3+3O2=2N2+6H2O。該電池負極的電極反應式為 ;每消耗3.4g NH3轉移的電子數目為_________。
(3)用NH3燃料電池電解CuSO4溶液,如圖所示,A、B均為鉑電極,通電一段時間后,在A電極上有紅色固體析出,則B電極上發(fā)生的電極反應式為 ;此時向所得溶液中加入8gCuO固體后恰好可使溶液恢復到電解前的濃度,則電解過程中收集到的氣體在標準狀況下體積為 L。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上利用電鍍污泥 (主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質)回收銅和鉻等金屬,回收流程如下:
已知部分物質沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲線如下:
(1)在浸出過程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外,主要還有__________________。
(2)在除鐵操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,請完成相關操作:
①加入石灰乳調節(jié)pH到約________,檢驗Fe3+已經除盡的操作是_________________;
②將濁液加熱到80℃,______________________。
(3)寫出還原步驟中加入NaHSO3生成Cu2O固體反應的離子方程式: ,此步驟中加入NaHSO3得到Cu2O的產率為95%,若NaHSO3過量,除了浪費試劑外,還會出現的問題是_______。
(4)當離子濃度小于或等于1×10-5mol·L-1時可認為沉淀完全,若要使Cr3+完全沉淀則要保持 c(OH-)≥______。[已知:Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31,≈4.0]。
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【題目】下表是元素周期表的一部分。
根據①~⑿元素在周期表中的位置,回答下列有關問題:(請用化學符號填寫)
(1)寫出下列元素符號:① ,⑥ 。
(2)在這些元素的最高價氧化物對應水化物中,酸性最強的是 ,堿性最強的是 ,呈兩性的氫氧化物是 。(用化學式填寫)
(3)在這些元素中單質的氧化性最強的是 ,還原性最強的是 。化學性質最不活潑的元素是 。(用化學式填寫)
(4)畫出原子結構示意圖:⑾ 。
(5)用電子式表示⑦和⑩形成化合物的過程: 。
(6)⑦和⑧分別形成的氣態(tài)氫化物的化學式是 、 。其中相對不穩(wěn)定的是 。
(7)在③與④中,化學性質較活潑的是 ,(填元素符號)
在⑧與⑿中,化學性質較活潑的是 ,(填元素符號)如何證明(用離子方程式表示):
。
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【題目】乙烯用途廣泛,工業(yè)上可通過下列流程合成二甘醇及其衍生物。已知:R-OH+SOC12=R-C1+SO2↑+HC1↑,請回答:
(1)寫出有關物質的結構簡式:A__________、D__________。
(2)指出反應類型:①__________,②__________。
(3)寫出下列化學方程式:反應①__________;反應②__________。
(4)二甘醇又名(二)乙二醇醚.根據其結構判斷下列說法正確的是__________(填序號)
A.難溶于水B.沸點較高C.不能燃燒D.可與金屬鈉反應
(5)E的同分異構體很多,指出同時符合下列條件的同分異構體的數目有__________種,
①屬于鏈狀結構②羥基不能直接連在不飽和碳原子上
③不含有“O=C=C”或“C=C=C”結構④不考慮各種立體異構
并寫出其中能夠發(fā)生銀鏡反應的所有異構體的結構簡式:__________。
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【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)是重要漂白劑。某化學興趣小組同學展開對亞氯酸鈉(NaClO2)的研究。
實驗Ⅰ:制取NaClO2晶體
已知:NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO23H2O,高于38℃時析出的晶體是NaClO2,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl。Ba(ClO2)2可溶于水。
利用下圖所示裝置進行實驗。
(1)裝置②中產生ClO2氣體的化學方程式為 。
(2)從裝置④反應后的溶液獲得晶體NaClO2的操作步驟為:
①減壓,55℃蒸發(fā)結晶;②趁熱過濾;③ ;④低于60℃干燥,得到成品。過濾用到的玻璃儀器有 。
(3)設計實驗檢驗所得NaClO2晶體是否含有雜質Na2SO4,操作是: 。
(4)反應結束后,關閉K2、打開K1,裝置①的作用是 ;如果撤去D中的冷水浴,可能導致產品中混有的雜質是 。
實驗Ⅱ:測定某亞氯酸鈉樣品的純度。
設計如下實驗方案,并進行實驗:
①準確稱取所得亞氯酸鈉樣品m g于燒杯中,加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應(已知:ClO2-+ 4I-+4H+ =2H2O+2I2+Cl-)。將所得混合液配成100mL待測溶液。
②移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中,用c molL-1 Na2S2O3標準液滴定,至滴定終點。重復2次,測得消耗標準溶液的體積的平均值為V mL(已知:I2 +2S2O32-=2I-+S4O62-)。
(5)滴定中使用的指示劑是 ,達到滴定終點時的現象為 。
(6)樣品中NaClO2的質量分數為 (用含m、c、V的代數式表示,式量:NaClO2 90.5)。
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【題目】[化學—選修2:化學與技術] 工業(yè)上可用食鹽和石灰石為主要原料,經不同的方法生產純堿。請回答下列問題:
(1)盧布蘭法是以食鹽、石灰石、濃硫酸、焦炭為原料,在高溫下進行煅燒,再浸取,結晶而制得純堿。
①食鹽和濃硫酸反應的化學方程式為: ;
②硫酸鈉和焦炭、石灰石反應的化學方程式為: (已知硫酸鈉做氧化劑,生成物中氣體只有一種)。
(2)氨堿法的工藝如圖所示,得到的碳酸氫鈉經煅燒生成純堿。
①圖中的中間產物C是_______,(填化學式,下同)D是_______;
②裝置乙中發(fā)生反應的化學方程式為 。
(3)聯(lián)合制堿法是對氨堿法的改進,其優(yōu)點是除了副產物氯化銨可用作化肥外還有______________。
(4)有人認為碳酸氫鉀與碳酸氫鈉的化學性質相似,故也可用氨堿法以氯化鉀和石灰石為原料制碳酸鉀。請結合下圖的溶解度(S)隨溫度變化曲線,分析說明是否可行?__________。
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【題目】【化學—選修5:有機化學基礎】鹽酸普魯卡因()是一種局部麻醉劑,麻醉作用較快、較強,毒性較低,其合成路線如下:
已知:①
②
③
請回答以下問題:
(1)A的核磁共振氫譜只有一個峰,則A的結構簡式為____________________。
(2)C的結構簡式為__________,C中含有的含氧官能團的名稱為__________。
(3)合成路線中屬于氧化反應的有_________(填序號),反應③的反應類型為_______________。
(4)反應⑤的化學反應方程式為______________________________________________。
(5)B的某種同系物E,相對分子質量比B大28,其中—NO2與苯環(huán)直接相連,則E的結構簡式為____________________(任寫一種)。
(6)符合下列條件的E的同分異構體的數目有__________種。
①結構中含有一個“—NH2”與一個“—COOH” ②苯環(huán)上有三個各不相同的取代基
(7)苯丙氨酸()是人體必需的氨基酸之一,寫出其發(fā)生縮聚反應的化學方程式____________________________________________________________。
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【題目】[化學——選修3:物質結構與性質]太陽能電池板材料除單晶硅外,還有銅、銦、鎵、硒等化學物質。
(1)基態(tài)硅原子的價電子排布圖: 。
(2)硒和硫同為VIA族元素,與其相鄰的元素有砷和溴,則三種元素的第二電離能由小到大的順序為 。(用I2X表示)
(3)氣態(tài)SeO3分子的雜化類型為 ,與SeO3互為等電子體的一種陰離子為 (填化學式)。
(4)膽礬CuSO4·5H2O可寫成[Cu(H2O) 4]SO4 ·H2O,其結構示意圖如下:
膽礬中含有的粒子間作用力是 (填序號)。
A.離子鍵 B.極性鍵 C.金屬鍵 D.配位鍵 E.氫鍵 F.非極性鍵
(5)在硫酸銅溶液中加入過量KCN,生成配合物K 2[Cu(CN)4],該配合物屬于 晶體,已知CN-與N2為等電子體,指出1molCN-中鍵的數目為 。
(6)一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積結構,在晶胞中金原子位于頂點,銅原子位于面心,則該合金中銅原子(Cu)與金原子(Au)個數比為 ;若該晶體的晶胞棱長為a nm,則該合金密度為 g/cm3。(列出計算式,不要求計算結果,阿伏加德羅常數的值為NA)
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