安徽凹山鐵礦坐落在馬鞍山境內(nèi),礦床屬于陸相火山一侵入巖型鐵礦床,俗稱“玢巖型”鐵礦,是馬鋼重要的礦區(qū)之一。鐵礦中被稱為紅簾石的鐵礦含錳量高,錳是冶煉錳鋼的重要原料。紅簾石主要成分有磁鐵礦Fe3O4、菱鐵礦FeCO3、錳礦(MnO2和MnCO3)石棉Mg3Si3O7(OH)4等。工業(yè)上將紅簾石處理后運(yùn)用陰離子膜電解法的新技術(shù)提取金屬錳并制的綠色高效水處理劑(K2FeO4)。工業(yè)流程如下:
(1)工業(yè)上為提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施是(任意寫兩種方法)
① ②
(2)石棉化學(xué)式為Mg3Si3O7(OH)4也可以表示成氧化物形式,氧化物表達(dá)式為 。
(3)已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表:
離子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mn2+ | Mg2+ |
開始沉淀的pH | 2.7 | 3.7 | 7.0 | 7.8 | 9.3 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 4.7 | 9.6 | 9.8 | 10.8 |
(1)①粉碎紅簾石(1分) ②提高反應(yīng)的溫度(其他答案合理也可酌情給分)(1分)
(2)3MgO·3SiO2·2H2O (2分) (3) Fe (OH)3 Al(OH)3(2分)
(4)MnO2在酸性條件下被二價(jià)鐵還原為Mn2+(2分)
(5)負(fù)(1分) 電極反應(yīng)式為4OH—-4e—=O2↑+2H2O(2分)
(6)離子方程式2Fe(OH)3+3ClO—+4OH—=2FeO42—+3Cl—+5H2O(2分)
原因是:FeO42—具有強(qiáng)氧化性可以殺菌消毒,還原成Fe3+水解成Fe(OH)3膠體能吸附雜質(zhì)生成沉淀。(2分)
解析試題分析:(1)增大接觸面積、提高溫度可以提高反應(yīng)速率,所以粉碎紅簾石、提高反應(yīng)的溫度可以提高稀硫酸浸取效率。
(2)根據(jù)原子守恒和化合價(jià)不變,可寫出氧化物表達(dá)式:3MgO·3SiO2·2H2O。
(3)根據(jù)表中所給數(shù)據(jù),pH=6時(shí),F(xiàn)e3+、Al3+完全沉淀,所以濾渣B的成分為Fe(OH)3和Al(OH)3。
(4)MnO2具有氧化性,所以MnO2在酸性條件下被二價(jià)鐵還原為Mn2+。
(5)電解時(shí),電解質(zhì)溶液中陰離子移向陽極,所以電極B為直流電源的正極,則A電極是直流電源的負(fù)極;陽極以稀硫酸為電解液,水電離出的OH?放電:4OH—-4e—=O2↑+2H2O。
(6)濾渣B含F(xiàn)e(OH)3,被ClO?氧化為FeO42?,離子方程式為:2Fe(OH)3+3ClO—+4OH—=2FeO42—+3Cl—+5H2O;FeO42—具有強(qiáng)氧化性可以殺菌消毒,作為氧化劑反應(yīng)生成的還原產(chǎn)物為Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成Fe(OH)3膠體,膠體表面積大,具有較強(qiáng)的吸附性,能吸附雜質(zhì)生成沉淀。
考點(diǎn):本題考查化學(xué)工藝流程的分析、反應(yīng)速率的影響因素、電解原理、方程式的書寫。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化與人類的生活實(shí)際密切相關(guān),在生產(chǎn)、生活中有重要的應(yīng)用,同時(shí)也是學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的重要組成部分。
(1)熔融狀態(tài)下,鈉的單質(zhì)和氯化亞鐵能組成可充電電池,如圖9-8工作原理示意圖,反應(yīng)原理為2Na+FeCl2Fe+2NaCl,該電池放電時(shí),正極反應(yīng)式為________________________________________________________________________;
充電時(shí),____________(寫物質(zhì)名稱)電極接電源的負(fù)極;該電池的電解質(zhì)為________。
(2)某同學(xué)用銅片、石墨作電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,工作原理示意圖如圖所示,一段時(shí)間停止通電取出電極。若在電解后的溶液中加入0.98 g氫氧化銅粉末恰好完全溶解,經(jīng)測(cè)定所得溶液與電解前完全相同。請(qǐng)回答下列問題:
①Y電極材料是________,發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。
②電解過程中X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_______________________________________________________________________。
③如在電解后的溶液中加入足量的小蘇打,充分反應(yīng)后產(chǎn)生氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積是__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
以氯化鉀和硫酸亞鐵原料生產(chǎn)硫酸鉀和氧化鐵紅顏料,其主要流程如下:
已知:溶液呈堿性,30℃以上溶液中大量分解。
(1)寫出溶液中的物料守恒___________________________________
(2)寫出沉淀池I中反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________,該反應(yīng)必須控制的反應(yīng)條件是___________________________。
(3)檢驗(yàn)沉淀I中沉淀是否完全的方法是__________________________________。
(4)酸化的目的是___________________________。
(5)在沉淀池II中,為使晶體分離出來用到過濾操作,過濾時(shí)用到的主要玻璃儀器是__________________________。
(6)N、P、K、S都是植物生長所需的重要元素。濾液A可做復(fù)合肥料,因?yàn)槠渲泻衉__________等元素。
(7)中國海洋大學(xué)應(yīng)用化學(xué)研究所在乙醇燃料電池技術(shù)方面獲得突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆。乙醇燃料電池的工作原理如圖怕示。
①該電池工作時(shí),c口通入的物質(zhì)為___________。
②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為_____________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示:
(1)溶液A的溶質(zhì)是 ;
(2)電解飽和食鹽水的離子方程式是 ;
(3)電解時(shí)用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2~3,用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋鹽酸的作用 ;
(4)電解所用的鹽水需精制。去除有影響的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-[c(SO42->c(Ca2+)]。精致流程如下(淡鹽水和溶液A來自電解池):
①鹽泥a除泥沙外,還含有的物質(zhì)是 。
②過程Ⅰ中將NH4+轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小,過程Ⅱ中除去的離子有
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
某化學(xué)興趣小組用下圖裝置電解CuSO4溶液,測(cè)定銅的相對(duì)分子質(zhì)量。
(1)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)定在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出的氧氣的體積VL,A連接直流電源的__________ (填“正極”或“負(fù)極”)。
(2)電解開始一段時(shí)間后,在U形管中可觀察到的現(xiàn)象-____________________________。
電解的離子方程式為 。
(3)實(shí)驗(yàn)中還需測(cè)定的數(shù)據(jù)是_______________(填寫序號(hào))。
①A極的質(zhì)量增重m g ②B極的質(zhì)量增重m g
(4)下列實(shí)驗(yàn)操作中必要的是____________(填字母)。
A.稱量電解前電極的質(zhì)量 |
B.電解后,電極在烘干稱重前,必須用蒸餾水沖洗 |
C.刮下電解過程中電極上析出的銅,并清洗、稱重 |
D.電極在烘干稱重的操作中必須按“烘干—稱重一再烘干一再稱重”進(jìn)行 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
如下圖所示的裝置中,若通入直流電5 min時(shí),銅電極質(zhì)量增加2.16 g,試回答:
(1)電源電極X的名稱為________。
(2)pH變化:A________,B________,C________。(填“增大”“減小”或“不變”)
(3)通電5 min后,B中共收集224 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),溶液體積為200 mL,則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為________(設(shè)電解前后溶液體積無變化)。
(4)若A中KCl溶液的體積也是200 mL,電解后,溶液中OH-的物質(zhì)的量濃度為________(設(shè)電解前后溶液體積無變化)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
根據(jù)銅鋅原電池示意圖,回答下列問題:
(1)鋅為 極,電極反應(yīng)式為 ;銅為 極,電極反應(yīng) 為 ,原電池總離子反應(yīng)式是 。
(2)若以該電池作為電源,以石墨碳棒為電極電解CuCl2溶液,在電池的工作過程中,Zn極質(zhì)量變化了3.25g,則Cu極質(zhì)量 (填“增加”、“不變”或“減少”);電子從電池的鋅極沿導(dǎo)線流向電解池的 (填“陰極”或“陽極”,下同);在電解池中Cu2+向 移動(dòng),在該電極上析出銅的質(zhì)量為 g。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點(diǎn)內(nèi)容。為研究鐵的銹蝕,如下圖所示,鐵處于①、②、③三種不同的環(huán)境中。請(qǐng)回答:
(1)金屬腐蝕主要分為 腐蝕和 腐蝕兩種。
(2)鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是 (填序號(hào))。
(3)②中正極的電極反應(yīng)式為 ,
負(fù)極的電極反應(yīng)式為 ,
③中負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(13分)
海水是巨大的化學(xué)資源寶庫。
Ⅰ.從海水中可以提取氯、溴、碘等鹵族元素。
(1)Cl2的電子式是 。
(2)已知:X2 (g)+H2(g)2HX(g) (X2表示Cl2、Br2和I2)。
下圖表示平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系。
①ΔH 表示X2與H2反應(yīng)的焓變,ΔH 0。(填“>”、“<”或“=”)
② 曲線a表示的是 (填“Cl2”、“Br2”或“I2”)與H2反應(yīng)時(shí)K與t的關(guān)系。
Ⅱ.海水淡化具有廣泛的應(yīng)用前景,淡化前需對(duì)海水進(jìn)行預(yù)處理。
(1)通常用明礬[K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]作混凝劑,降低濁度。明礬水解的離子方程式是 。
(2)用下圖所示NaClO的發(fā)生裝置對(duì)海水進(jìn)行消毒和滅藻處理。
① 裝置中由NaCl轉(zhuǎn)化為NaClO的化學(xué)方程式是 。
② 海水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等雜質(zhì)離子,處理過程中裝置的陰極易產(chǎn)生水垢,其主要成分是Mg(OH)2和CaCO3。生成CaCO3的離子方程式是 。
③ 若每隔5-10 min倒換一次電極電性,可有效地解決陰極的結(jié)垢問題。
試用電極反應(yīng)式并結(jié)合必要的文字進(jìn)行解釋 。
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