【題目】鍺是一種重要的半導體材料。工業(yè)上用精硫鍺礦(主要成分為GeS2,雜質(zhì)不反應)制取Ge,其工藝流程如圖所示:
回答下列問題:
(1)開始將精硫鍺礦粉碎的目的是______。
(2)高溫焙燒精硫鍺礦的化學方程式為______。
(3)熱還原真空揮發(fā)爐內(nèi)反應的化學方程式為______。
(4)在沉鍺過程中,當溫度為90℃,pH為14時,加料量(CaCl2/Ge質(zhì)量比)對沉鍺的影響如表所示,選擇最佳加料量為______(填“10-15”“15-20”或“20-25”),理由是______。
編號 | 加料量(CaCl2/Ge) | 母液體積 (mL) | 過濾后液含鍺(mg/L) | 過濾后液 pH | 鍺沉淀率(%) |
1 | 10 | 500 | 76 | 8 | 93.67 |
2 | 15 | 500 | 20 | 8 | 98.15 |
3 | 20 | 500 | 2 | 11 | 99.78 |
4 | 25 | 500 | 1.5 | 12 | 99.85 |
(5)某溫度時,沉鍺得到的CaGeO3在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法錯誤的是______。
a.n點與p點對應的Ksp相等
b.通過蒸發(fā)可以使溶液由q點變到p點
c.q點無CaGeO3沉淀生成
d.加入Na2GeO3可以使溶液由n點變到m點
(6)CaGeO3與強酸反應可得到H2GeO3。0.l molL-1的NaHGeO3溶液pH_____(填“>”“=”或“<”)7,判斷理由是______(通過計算比較)。(25℃時,H2GeO3的Ka1=1.7×10-9,Ka2=1.9×10-13。)
【答案】 增大固體接觸面積,使反應更充分 GeS2+3O2GeO2+2SO2 4NaH2PO2 +8GeO2Na4P2O7+H2O+8GeO↑+2H3PO4 20-25 當CaCl2/Ge質(zhì)量比位于20-25時,鍺的沉淀率最大 bd > NaHGeO3的水解平衡常數(shù)Kh=Kw/Ka1=1×10-14/1.7×10-9=1/1.7×10-5>Ka2=1.9×10-13 ,即NaHGeO3溶液中水解程度大于電離程度,溶液顯堿性,故pH>7
【解析】分析:精硫鍺礦(主要成分為GeS2,雜質(zhì)不反應)粉碎后高溫下焙燒生成SO2和GeO2。利用NaH2PO2將GeO2還原為GeO,在堿性溶液中雙氧水把GeO氧化為Na2GeO3,利用氯化鈣沉淀得到CaGeO3,最終得到Ge,據(jù)此解答。
分析:(1)開始將精硫鍺礦粉碎的目的是增大固體接觸面積,加快反應速率,使反應更充分。
(2)高溫焙燒精硫鍺礦生成SO2和GeO2,根據(jù)原子守恒和電子得失守恒可知反應的化學方程式為GeS2+3O2GeO2+2SO2。
(3)熱還原真空揮發(fā)爐內(nèi)NaH2PO2將GeO2還原為GeO,同時還有Na4P2O7、H2O、H3PO4生成,根據(jù)原子守恒可知反應的化學方程式為4NaH2PO2+8GeO2Na4P2O7+H2O+8GeO↑+2H3PO4。
(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知當CaCl2/Ge質(zhì)量比位于20~25時,鍺的沉淀率最大,因此選擇最佳加料量為20~25。
(5)a.溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān)系,則n點與p點對應的Ksp相等,a正確;b.蒸發(fā)時溶液的體積減小,離子濃度均增大,所以通過蒸發(fā)不能使溶液由q點變到p點,b錯誤;c.q點位于溶解平衡曲線的下方,離子積常數(shù)小于溶度積常數(shù),因此無CaGeO3沉淀生成,c正確;d.加入Na2GeO3有沉淀析出,鈣離子濃度減小,因此不能使溶液由n點變到m點,d錯誤,答案選bd;
(6)NaHGeO3的水解平衡常數(shù)Kh=Kw/Ka1=1×10-14/1.7×10-9=1/1.7×10-5>Ka2=1.9×10-13,這說明NaHGeO3溶液中HGeO3-的水解程度大于電離程度,溶液顯堿性,因此pH>7。
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【題目】對于常溫下pH=1的硝酸溶液,有關(guān)敘述:
①該溶液1mL稀釋至100mL后,pH=3
②向該溶液中加入等體積、pH=13的氫氧化鋇溶液恰好完全中和
③該溶液中硝酸電離出的c(H+)與水電離出的c(H+)之比值為1×10﹣12
④向該溶液中加入等體積、等濃度的氨水,所得溶液pH=7
其中正確的是
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關(guān)敘述正確的是
A. 標準狀況下,向2.24L密閉容器中充滿NO2氣體,其所含分子數(shù)為0.1 NA
B. CuO和Cu2S的混合物80 g中,所含銅粒子數(shù)為2NA
C. 常溫常壓下,22gT2O含中子數(shù)為12NA
D. 1.0 L 1.0 mol·L-1的NaNO3水溶液中含有的氧原子數(shù)為3NA
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【題目】由于鎂合金具有硬度大、密度小、散熱性好、抗震性好等優(yōu)異性能它被用于制筆記本電腦外殼、競賽自行車車架等。現(xiàn)稱取一定質(zhì)量的鎂鋁合金樣品放入500 mL稀硫酸中,固體全部溶解并放出氣體。待反應完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如下圖所示。
(1)合金中Al的質(zhì)量為__________________。
(2)NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為__________________。
(3)稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為__________________。
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【題目】下列有關(guān)說法正確的是
A.萃取操作可在普通漏斗中完成
B.濃燒堿液沾到皮膚上應立即用稀鹽酸沖洗
C.聞未知液體或氣體的氣味時,應該將試劑瓶口距離口鼻遠一些,用手輕輕扇動
D.用容量瓶配制好一定濃度的某溶液后,將溶液保存在容量瓶中并貼上標簽
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【題目】氧元素與多種元素具有親和力,所形成化合物的種類很多。
(1)氮、氧、氟元素的第一電離能從大到小的順序為__________。氧元素與氟元素能形成OF2分子,該分子的空間構(gòu)型為__________。
(2)根據(jù)等電子體原理,在NO中氮原子軌道雜化類型是__________;1 mol O中含有的π鍵數(shù)目為__________個。
(3)氧元素和過渡元素可形成多種價態(tài)的金屬氧化物,如和鉻可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。Cr3+基態(tài)核外電子排布式為__________。
(4)下列物質(zhì)的分子與O3分子的結(jié)構(gòu)最相似的是__________。
A.H2O B.CO2 C.SO2 D.BeCl2
(5)O3分子是否為極性分子?__________。
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【題目】氯化芐(C6H5CH2Cl)為無色液體,是一種重要的有機化工原料,F(xiàn)在實驗室模擬工業(yè)上用甲苯與干燥氯氣在光照條件下加熱反應合成氯化芐、分離出氯化芐并檢驗樣品的純度,其裝置(夾持裝置略去)如圖所示:
回答下列問題:
(1)儀器E的名稱是______;其作用是______;其進水口為______(填“a”或“b”)。
(2)裝置B中的溶液為______;裝置F的作用是______。
(3)用恒壓滴液漏斗代替分液漏斗的優(yōu)點是______。
(4)裝置A中反應的離子方程式為______。
(5)反應結(jié)束后,關(guān)閉K1和K2,打開K3,加熱三頸燒瓶,分餾出氯化芐,應選擇溫度范圍為______℃。
物質(zhì) | 溶解性 | 熔點(℃) | 沸點(℃) |
甲苯 | 極微溶于水,能與乙醇、乙醚等混溶 | -94.9 | 110 |
氯化芐 | 微溶于水,易溶于苯、甲苯等有機溶劑 | -39 | 178.8 |
二氯化芐 | 不溶于水,溶于乙醇、乙醚 | -16 | 205 |
三氯化芐 | 不溶于水,溶于乙醇、乙醚和苯 | -7 | 220 |
(6)檢測氯化芐樣品的純度:
①稱取13.00g樣品于燒杯中,加入50.00mL 4 molL-1 NaOH水溶液,水浴加熱1小時,冷卻后加入35.00mL 40% HNO3,再將全部溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶中配成100mL溶液。取20.00mL溶液于試管中,加入足量的AgNO3溶液,充分振蕩,過濾、洗滌、干燥,稱量固體質(zhì)量為2.87g,則該樣品的純度為______%(結(jié)果保留小數(shù)點后1位)。
②實際測量結(jié)果可能偏高,原因是______。
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【題目】有A、B、C、D四種常見的金屬單質(zhì),A的焰色為黃色;B為紅色固體,銹蝕時變?yōu)榫G色;C在空氣中加熱熔化但不滴落;D在氧氣中燃燒,火星四射,生成黑色固體。
根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)寫出對應化學式:A________,B________,C________,D________。
(2)寫出下列化學方程式:
①A在空氣中燃燒_______________________________________;
②B與AgNO3 溶液:_________________________________;
③C與氫氧化鈉溶液:___________________________________________。
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【題目】實驗室可以用高錳酸鉀與濃鹽酸反應制取氯氣,反應方程式如下:
2KMnO4+16HCl = 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
請完成下列問題:
(1)在上述方程式中用雙線橋法標注電子轉(zhuǎn)移情況____________。
(2)濃鹽酸在該反應中表現(xiàn)了____________(選填“氧化性”、“還原性”或“酸性”)。
(3)若15.8g KMnO4與足量的濃鹽酸充分反應,則有______mol HCl被氧化,產(chǎn)生的Cl2在標準狀況下的體積為__________L。
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