【題目】用工業(yè)制立德粉后的鉛鋅廢渣(主要成分為ZnO和PbSO4,雜質為含Si、Fe(III)、Cu、Cd等元素的化合物)為原料,制活性氧化鋅和黃色顏料鉛鉻黃,工業(yè)流程如圖所示:
已知常溫下Ksp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38。
(1)“堿浸”過程中PbSO4發(fā)生反應的離子方程式為_______________________________,氣體A的化學式為_________________________。
(2)“酸浸”過程中,在常溫下應控制pH不低于________________________________。
(3)“沉降I”中發(fā)生沉降反應的離子方程式為____________________________。
(4)濾液D中溶質的主要成分為________________。
(5)以1t含鋅元素10%的鉛鋅廢渣制得活性氧化鋅113.4kg,依據(jù)以上數(shù)據(jù)能否計算出鋅元素的回收率。若能,寫出計算結果,若不能,請說明理由。___________________。
(6)常溫下NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=1.8×10-5;碳酸的電離常數(shù):Ka1=4.4×10-7,Ka2=5.6×10-11。該溫度下某濃度的(NH4)2CO3溶液中c(NH4+)/c(NH3·H2O)=18。則溶液pH為__________________,c(HCO3-)/c(H2CO3)=____________________。
【答案】 PbSO4 (s) + CO32─(aq) =PbCO3(s) + SO42─ (aq) CO2 3 2Pb2++ 2OH─+Cr2O72─=2PbCrO4↓+H2O (NH4)2SO4 不能,除去銅、鎘的過程中添加了鋅粉,最終ZnO中的鋅元素不完全來自于鉛鋅廢渣,無法計算鉛鋅廢渣中鋅元素的回收率 8 44
【解析】鉛鋅廢渣(主要成分為ZnO和PbSO4,雜質為含Si、Fe(III)、Cu、Cd等元素的化合物)為原料,加入氨水、碳酸銨進行“堿浸”,得到固體會含有PbCO3以及含有Si、Fe(III)的化合物,加入硝酸,生成氣體二氧化碳,過濾得到的濾渣含有硅的化合物,氫氧化鐵等;濾液C中含有硝酸鉛、加入氫氧化鉀以及重鉻酸鉀,可以得到PbCrO4固體;濾液A中含有Zn、Cu、Cd的化合物,加入足量的鋅粉可除去Cu、Cd,濾液B主要含有鋅的化合物,加入稀硫酸調節(jié)pH可得到Zn2(OH)2CO3,加熱分解得到氧化鋅,以此解答該題。
(1)已知:常溫下Ksp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,所以“堿浸”過程中PbSO4發(fā)生反應的離子方程式為PbSO4 (s) + CO32─(aq) =PbCO3(s) + SO42─ (aq);“酸浸”后產生的氣體為二氧化碳,化學式為CO2;正確答案:PbSO4 (s) + CO32─(aq) =PbCO3(s) + SO42─ (aq); CO2。
(2) “酸浸”過程中,若pH過低,酸性強,鐵與酸反應生成的有關鐵的化合物進入濾液中,再加堿時,會出現(xiàn)氫氧化鐵沉淀,根據(jù)c(Fe3+)=1×10-5mol/L時,Ksp[Fe(OH)3]= c(Fe3+)×c3(OH-)=1.0×10-38,c(OH-)=10-11mol/L,c(H+)=10-3 mol/L,pH=3,因此要想除去鐵離子,在常溫下應控制pH不低于3;正確答案:3。
(3)根據(jù)流程可知,Pb2+在堿性環(huán)境下與Cr2O72─反應生成PbCrO4,離子方程式為2Pb2++ 2OH─+Cr2O72─=2PbCrO4↓+H2O;正確答案:2Pb2++ 2OH─+Cr2O72─=2PbCrO4↓+H2O。
(4) 由圖知濾液B中含有的離子為Zn2+ 、NH4+、 CO32-,加硫酸調節(jié)溶液的pH=6-6.5出現(xiàn)Zn2(OH)2CO3,濾液為(NH4)2SO4 ;正確答案:(NH4)2SO4。
(5) 除去銅、鎘的過程中添加了鋅粉,最終ZnO中的鋅元素不完全來自于鉛鋅廢渣,無法計算鉛鋅廢渣中鋅元素的回收率,所以結論為不能;正確答案:不能,除去銅、鎘的過程中添加了鋅粉,最終ZnO中的鋅元素不完全來自于鉛鋅廢渣,無法計算鉛鋅廢渣中鋅元素的回收率。
(6) 常溫下NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=1.8×10-5;則NH4+的水解平衡常數(shù)為1×10-14/1.8×10-5,溶液中存在:NH4++H2O=NH3·H2O+H+ 則c(NH3·H2O)×c(H+)/c(NH4+)=1×10-14/1.8×10-5,已知:c(NH4+)/c(NH3·H2O)=18,所以c(H+)=10-8mol/L,則溶液pH為8;溶液中存在HCO3-+H2O= H2CO3+OH-,碳酸的電離常數(shù):Ka1=4.4×10-7,Ka2=5.6×10-11;可知Kh2= c(H2CO3)×c(OH-)/c(HCO3-)=1×10-14/4.4×10-7,又因為c(OH-)=10-6mol/L,所以c(HCO3-)/c(H2CO3)=44;正確答案:8;44。
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【題目】燃煤造成的S2的大量排放已經給我們的生存環(huán)境造成了嚴重破壞,科學研究發(fā)現(xiàn):一定條件下,通過下列反應可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收。
(1)已知:2CO(g)+2O2(g)=2CO2g) △H1=-566kJ/mol
S(l)+O2(g)=SO2(g) △H2=--296kJ/mol
則反應2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)十S(l) △H=________ kJ/mol
(2)燃煤煙氣中硫的回收反應的平衡常數(shù)表達式K=_________。在溫度和容積不變時,下列說法正確的是_________ (填字母序號)
A.容器內壓強不再改變時,反應達到平衡狀態(tài)
B.平衡時,其他條件不變,分離出硫,正反應速率加快
C.當n((CO):n(SO2):n(CO2)=2:1:2時,反應達到平衡狀態(tài)
D.其他條件不變,使用不同催化劑,該反應平衡常數(shù)變化
(3)假設在容器中發(fā)生上述反應,下列能提高SO2轉化率的是_________(填字母序號)。
A.選用更有效的催化劑 B.升高反應體系的溫度
C.降低反應體系的溫度 D.增大容器的體積
(4)SO2尾氣處理的方法之一是將尾氣直接通入NaOH溶液中。若將 1mol SO2氣體通入1L2mo1/L的NaOH溶液中所得溶液中離子濃度由大到小的順序為_____________;
(5)尾氣中的CO可以制成CO-----空氣燃料電池。CO----空氣燃料電池中使用的電解質是摻雜Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導O2—。該電池負極的電極反應式為_______________;總反應式為__________________________________________________。
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【題目】某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電,充電時Na2S4還原為Na2S。下列說法錯誤的是
A. 關閉K2打開K1時,該裝置實現(xiàn)太陽能轉化為電能,又轉化為化學能
B. M是陽離子交換膜.
C. 充電時,陽極的電極反應式為:3I--2e-=I3-
D. 放電時,b極區(qū)總離子濃度減小。
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【題目】下圖為短周期表的一部分,其中E為地殼中含量最高的元素。
請完成下列問題:
(1)D元素在元素周期表中的位置______________。
(2)A、E簡單離子的半徑由大到小順序為___________(用具體的微粒符號表示,下同)。
(3)寫出A和F兩種元素的最高價氧化物的水化物相互反應的離子方程式_________。
(4)寫出將過量C的最高價氧化物通入含B的鹽溶液中的離子方程式____________。
(5)證明元素F和G的非金屬性強弱(用化學方程式表示)___________________。
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【題目】某同學欲配制100mL 0.10molL﹣1的CuSO4溶液。以下操作1~5是其配制的過程及示意圖:
操作1:準確稱取一定質量的膽礬晶體并用適量蒸餾水溶解;
操作2:將所得溶液轉移到儀器X中,用蒸餾水沖洗燒杯和玻璃棒2~3次,將洗滌液也轉移到X中;
操作3:繼續(xù)向X中加蒸餾水至液面離X的刻度線l~2cm處;
操作4、操作5:見圖
(1)儀器X的名稱是______________;
(2)操作1中,應稱取膽礬晶體的質量為_____________;
(3)若其余操作步驟均正確,根據(jù)操作4所配的溶液濃度__(選填“偏大”、“偏小”、“無影響”或“無法判斷”)。
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【題目】化合物G是一種具有多種藥理學活性的黃烷酮類藥物。實驗室由芳香化合物A制備G的合成路線如下:
回答以下問題:
(1)A中的官能團名稱為________________。E的分子式為________________。
(2)由A生成B和由F生成G的反應類型分別是________________、____________。
(3)由C生成D的化學方程式為____________________。
(4)G的結構簡式為____________________。
(5)芳香化合物X是B的同分異構體,可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應,1molX可與4 mol NaOH反應,其核磁共振氫譜顯示有4種不同化學環(huán)境的氫,峰面積比為3:2:2:1。寫出一種符合要求的X的結構簡式____________。
(6)寫出用環(huán)戊烯和正丁醛為原料制備化合物的合成路線(其他試劑任選):__
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【題目】用游離態(tài)的氮經一系列轉化可制得硝酸,如下圖所示。
(1)氨與氧氣生成一氧化氮反應的化學方程式是______________。
(2)在800℃時,向容積為1L的密閉容器中充入0.020 mol NO和0.010 mol O2,發(fā)生反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g),反應過程中O2的濃度隨時間變化情況如下圖所示。
①2min時,c(NO2)=_________mol/L。
②800℃時,該反應的化學平衡常數(shù)數(shù)值是__________。
③已知:
NO生成NO2熱化學方程式是_________。為了提高NO的轉化率可以采取的措施有__________。
(3)可用電解法處理含氮氧化物的廢氣。實驗室模擬電解法吸收NO,裝置如圖所示(均為石墨電極)。電解過程中NO轉化為硝酸的電極反應式是__________。若處理標準狀況下448 L的NO,則可得到質量分數(shù)為63%的HNO3溶液的質量是____________。
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【題目】下列圖示與對應的敘述相符的是( )
A. 圖甲表示向CH3COOH溶液中逐步加入CH3COONa固體后,溶液pH的變化
B. 圖乙表示向CH3COOH溶液中加水時溶液的導電性變化,則CH3COOH溶液的pH:a>b
C. 圖丙表示催化劑能改變化學反應的焓變
D. 圖丁表示等量NO2在容積相同的恒容密閉容器中,不同溫度下分別發(fā)生反應:2NO2(g)N2O4(g),相同時間后測得NO2含量的曲線,則該反應的△H<0
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【題目】某中學化學實驗小組探究Na2O2能否與CO2反應生成O2,用如下的實驗裝置進行實驗:(可供選用的反應物只有CaCO3固體、6 mol·L-1鹽酸、6 mol·L-1硫酸和蒸餾水)
回答下列問題:
(1)儀器a的名稱是____________,a中液體試劑應選用_____________(填“6 mol·L-1鹽酸”或“6 mol·L-1硫酸”)。
(2)裝置B的作用是______________,裝置C的作用是_____________。
(3)裝置D中發(fā)生反應的化學方程式是__________________________。
(4)裝置E中堿石灰的作用是_________________________________。
(5)該實驗裝置中,如何證明Na2O2與CO2反應能否生成O2____________。
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