【題目】[化學(xué)——選修2:化學(xué)與技術(shù)]
軟錳礦(主要成分為MnO2)可用于制備錳及其化合物。
(1)早期冶煉金屬錳的一種方法是先煅燒軟錳礦生成Mn3O4,再利用鋁熱反應(yīng)原理制得錳,該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。
(2)現(xiàn)代冶煉金屬錳的一種工藝流程如下圖所示:
下表為t℃時,有關(guān)物質(zhì)的pKsp(注:pKsp =-lgKsp)。
物質(zhì) | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | Ca(OH)2 | Mn(OH)2 | CuS | CaS | MnS | MnCO3 |
pKsp | 37.4 | 19.32 | 5.26 | 12.7 | 35.2 | 5.86 | 12.6 | 10.7 |
軟錳礦還原浸出的反應(yīng)為:12MnO2+C6H12O6+12H2SO4 12MnSO4+6CO2↑+18H2O
①該反應(yīng)中,還原劑為_______。寫出一種能提高還原浸出速率的措施:_______。
②濾液1的pH_______(填“大于”、“小于”或“等于”)MnSO4浸出液的pH。
③加入MnF2的主要目的是除去 (填Ca2+、Fe3+或Cu2+)。
(3)由MnSO4制取MnCO3:往MnSO4溶液中加入過量NH4HCO3溶液,該反應(yīng)的離子方程式為____________;若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液,還會產(chǎn)生Mn(OH)2,可能的原因是:MnCO3(s)+2OH-(aq)Mn(OH)2(s)+CO32-(aq),t ℃時,計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (填數(shù)值)。
【答案】(1)8Al + 3Mn3O44Al2O3+ 9Mn;
(2)①C6H12O6,升高反應(yīng)溫度(或?qū)④涘i礦研細(xì)等其他合理答案);②大于;③Ca2+ ;
(3)Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+ H2O + CO2↑,100。
【解析】
試題分析:(1)鋁熱反應(yīng)的實質(zhì)利用鋁的強金屬性,把弱金屬性金屬置換出來,8Al + 3Mn3O44Al2O3+ 9Mn;
(2)①還原劑是失電子,化合價升高被氧化,根據(jù)上述化合價的分析,C6H12O6中H為+1、O為-2,整個化合價的代數(shù)和為0,則C的化合價為0,CO2中C的化合價為+4價,即還原劑為C6H12O6,MnO2中Mn的化合價為+4價→+2價,提高還原浸出速率的措施為:升高溫度、研細(xì)軟錳礦等;②軟錳礦還原浸出得到MnSO4溶液,說明浸出液為稀硫酸,同時溶液中還含有Ca2+、Fe3+、Cu2+等雜質(zhì),調(diào)節(jié)溶液的pH,F(xiàn)e(OH)3的pKsp為37.4與其他離子相比最大,pKsp=-lgKsp,pKsp越大,沉淀溶解平衡常數(shù)越小,濾液1為形成Fe(OH)3沉淀,pKsp=-lgKsp=37.4,Ksp=10-37.4,Ksp=c(Fe3+)×c2(OH-),c(OH-)≈10-10,c(H+)=1×10-4mol·L-1,pH=4,濾液1的pH大于MnSO4浸出液的pH;③向溶液中加熱硫化銨,CuS的pKsp為35.2,可以將Cu2+形成硫化物沉淀下來,再加入MnF2,形成CaF2沉淀,除去Ca2+,最后得到的含有錳離子的鹽電解,可以達(dá)到金屬錳;
(3)Mn2+和HCO3-發(fā)生成MnCO3、水和CO2,離子反應(yīng)方程式為:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+ H2O + CO2↑,由MnCO3(s)+2OH-(aq) Mn(OH)2(s)+CO32-(aq)可知,Ksp=c(CO32-)/c2(OH-)= [Ksp(MnCO3)/c(Mn2+)] /[Ksp(Mn(OH)2)/c(Mn2+)]=10-10.7/10-12.7=100。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)與人類生產(chǎn)和生活中密切相關(guān),掌握有關(guān)的化學(xué)基礎(chǔ)知識可以改善我們的生活。
【I】日常生活中使用的各種電池就是利用化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,各種各樣的電池的發(fā)展是化學(xué)對人類的一項重大貢獻(xiàn)。請回答下列有關(guān)化學(xué)電源的問題:
(1)下列有關(guān)電池的敘述中正確的是___________。
A.鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細(xì) B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span>
C.甲烷燃料電池工作時甲烷在負(fù)極被氧化 D.太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅
(2)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B.電池工作一段時間后,甲池的c(SO42-)減小
C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加
D.甲池中的陽離子向乙池移動,保持溶液中電荷平衡
【II】自來水廠生產(chǎn)自來水時,需要用到凈水劑,對水進(jìn)行消毒殺菌處理。
(3)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型多功能水處理劑。工業(yè)上有多種方法制備高鐵酸鉀,其中一種方法是在氫氧化鉀溶液中用次氯酸鈉氧化氫氧化鐵。該反應(yīng)的可用離子方程式表示為___________。
(4)用高鐵酸鉀和鋅制成的高鐵堿性電池,能儲存比普通堿性電池多50%的電能,己知該電池的總反應(yīng)為2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,則負(fù)極的電極反應(yīng)是______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】U、V、W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的六種常見元素。Y的單質(zhì)在W2中燃燒的產(chǎn)物可使品紅溶液褪色。Z和W元素形成的化合物Z3W4具有磁性。U的單質(zhì)在W2中燃燒可生成UW和UW2兩種氣體。X的單質(zhì)是一種金屬,該金屬單質(zhì)在UW2中劇烈燃燒生成黑、白兩種固體。
請回答下列問題:
(1)X在周期表中的位置:____________,UW2的電子式為____________;
(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式,Z在高溫下與水反應(yīng)_______________________________________;
(3)U、V、W形成的10電子氫化物中,氫化物的穩(wěn)定性從強到弱的順序是____________(寫化學(xué)式),V元素的氫化物極易溶于水的主要原因是__________________________,該氫化物與空氣可以構(gòu)成一種環(huán)保燃料電池,電解質(zhì)溶液是KOH,其負(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:
【題目】Ⅰ:硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)在醫(yī)藥上作補血劑。為測定補血劑中鐵元素的含量,某化學(xué)興趣小組設(shè)計了兩套實驗方案:
方案一 滴定法 用酸性KMnO4溶液滴定測定鐵元素的含量。
反應(yīng)原理:5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
(1)實驗前,首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO4溶液250 mL,配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外,還需_________________(填儀器名稱)。
(2)某同學(xué)設(shè)計的下列滴定方式中,最合理的是___________(夾持部分略去)(填字母序號)。
方案二 重量法 操作流程如下:
(3)若省略步驟②,則加入過量X溶液后會產(chǎn)生白色沉淀,請寫出該沉淀在空氣中變質(zhì)的方程式:______________________________________________。
(4)步驟④中一系列操作依次是:過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量。
II:六水合硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]為淺綠色晶體,易溶于水,不溶于酒精,在水中的溶解度比FeSO4或(NH4)2SO4都要小。實驗室中常以廢鐵屑為原料來制備,其步驟如下:
圖1圖2
步驟1:鐵屑的處理。將廢鐵屑放入熱的碳酸鈉溶液中浸泡幾分鐘后,用圖1所示的傾析方法分離出固體并洗滌、干燥。
步驟2:FeSO4溶液的制備。向錐形瓶中加入30mL的3 mol·L-1H2SO4溶液,再加入過量的鐵屑,加熱至充分反應(yīng)為止。趁熱過濾(如圖2所示),收集濾液和洗滌液。
步驟3:六水合硫酸亞鐵銨的制備。向所得FeSO4溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液,所得溶液經(jīng)過一系列操作、洗滌后得到六水合硫酸亞鐵銨晶體。
請回答下列問題:
(1)趁熱過濾的目的和理由是________________________________________________。
(2) ①步驟3中的一系列操作包括:_________________________________。
②洗滌硫酸亞鐵銨晶體最好用什么試劑:_________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】TiO2和TiCl4都是鈦的重要化合物,某化學(xué)興趣小組在實驗室對兩者的制備及性質(zhì)進(jìn)行探究。
Ⅰ.制備TiCl4
實驗室利用反應(yīng)TiO2 (s)+CCl4(g)TiCl4(g)+CO2(g),在無水無氧條件下制備TiCl4,裝置圖和有關(guān)信息如下:
物質(zhì) | 熔點/℃ | 沸點/℃ | 其他 |
CCl4 | —23 | 76 | 與TiCl4互溶 |
TiCl4 | —25 | 136 | 遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧 |
請回答下列問題:
(1)儀器A的名稱是 。
(2)實驗開始前后的操作包括:①檢查裝置氣密性,②組裝儀器,③通N2一段時間,④加裝藥品,⑤點燃
酒精燈⑥停止通N2⑦停止加熱。正確的操作順序是__________________________。實驗結(jié)束后欲分離D中的液態(tài)混合物,所采用操作的名稱是 。
(3)裝置E能否 (填“能”或“不能”)換成裝置A,理由是 。
(4)TiCl4是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。某鈦合金的元素還有Al和Si等,已知在常溫下,鈦是一種耐強酸強堿的金屬,請設(shè)計實驗檢驗其中的Si元素。 。
Ⅱ.制備TiO2及測定TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù):
在TiCl4中加水、加熱,水解得到沉淀TiO2·xH2O,經(jīng)過濾、水洗,再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2。
(5)寫出生成TiO2·xH2O的化學(xué)方程式 。
(6)檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是___________________________________________。
(7) 一定條件下,將TiO2溶解并還原為Ti3+,用NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析時,稱取上述TiO2試樣0.2g,消耗0.1 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液20mL。
①配制NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液時,加入一定量H2SO4的目的是: 。
②該滴定操作所用到的指示劑是 。
③則TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】[化學(xué) 選修2:化學(xué)與技術(shù)]
銨鹽是重要的化工原料,以N2和H2為原料制取硝酸銨的流程圖如下,請回答下列問題:
(1)在上述流程圖中,B設(shè)備的名稱是 ,其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)在上述工業(yè)生產(chǎn)中,N2與H2合成NH3的催化劑是 。1909年化學(xué)家哈伯在實驗室首次合成了氨,2007年化學(xué)家格哈德·埃特爾在哈伯研究所證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程,示意圖如下:
分別表示N2、H2、NH3 。圖⑤表示生成的NH3離開催化劑表面,圖②和圖③的含義分別是 、 。
(3)NH3和CO2在一定條件下可合成尿素,其反應(yīng)為:2NH3(g)+CO2(g) CO( NH2)2(s)+H2O(g)
右圖表示合成塔中氨碳比a與CO2轉(zhuǎn)化率ω的關(guān)系。a為[n(NH3)/n(CO2)],b為水碳比[n(H2O)/n(CO2)]。則:
①b應(yīng)控制在 ; A.1.5.1.6 B.1~1.1 C.0.6~0.7
②a應(yīng)控制在4.0的理由是 。
(4)在合成氨的設(shè)備(合成塔)中,設(shè)置熱交換器的目的是 ;在合成硝酸的吸收塔中通入空氣的目的是 。
(5)生產(chǎn)硝酸的過程中常會產(chǎn)生一些氮的氧化物,可用如下兩種方法處理:
堿液吸收法:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
NH3還原法:8NH3+6NO27N2+12H2O(NO也有類似的反應(yīng))
以上兩種方法中,符合綠色化學(xué)的是 。
(6)某化肥廠用NH3制備NH4NO3。已知:由NH3制NO的產(chǎn)率是96%、NO制HNO3的產(chǎn)率是92%,則制HNO3所用去的NH3的質(zhì)量占總耗NH3質(zhì)量(不考慮其它損耗)的 %。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)CaC2中C22-與O22+互為等電子體,O22+的電子式可表示為 ;1 mol O22+中含有的π鍵數(shù)目為____________________。
(2)Fe2(SO4)3晶體中鐵離子的核外電子排布式為 。
(3)乙醇與乙醛的相對分子質(zhì)量相差不大,但乙醇的沸點(78.5℃)卻比乙醛的沸點(20.8℃)高出許多,其原因是 。
(4)右圖是部分主族元素第一電離能梯度圖,圖中a點對應(yīng)的元素為氫,b、c兩點對應(yīng)的元素分別為 、 (填元素符號)。
(5)亞硝酸的酸性強于次氯酸的原因為 。
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【題目】【化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
A、B、C、D為前四周期元素。A元素的原子價電子排布為ns2np2,B元素原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍,C元素原子的M能層的p能級有3個未成對電子,D元素原子核外的M能層中只有2對成對電子。請回答下列問題:
(1)當(dāng)n=2時,AB2屬于__________分子(填“極性”或“非極性”),分子中有__________個δ鍵、__________個π鍵。A6H6分子中A原子的雜化軌道類型是__________雜化。
(2)當(dāng)n=3時,A與B形成的晶體屬于__________晶體。
(3)若A元素的原子價電子排布為3s23p2,A、C、D三種元素的第一電離能由大到小的順序是__________(用元素符號表示).
(4)已知某紅紫色配合物的組成為CoCl3·5NH3·H2O,該配合物中的中心離子鈷離子在基態(tài)時的核外電子排布式為____________________。
(5)金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式,晶胞分別如圖所示,體心立方晶胞和面心立方晶胞中實際含有的Fe原子個數(shù)之比為__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)沼氣是一種廉價能源,農(nóng)村存在大量的秸稈、雜草等廢棄物,它們經(jīng)微生物發(fā)酵之后,便可產(chǎn)生沼氣,可用來點火做飯。在農(nóng)村推廣建造沼氣池,不僅能有效地利用
能,還能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)良的肥料。已知: 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的112.0L CH4氣體完全燃燒,生成CO2和液態(tài)水,放出4448kJ的熱量。
①寫出CH4完全燃燒的熱化學(xué)方程式為 。
②如果上述反應(yīng)生成的是水蒸氣,則反應(yīng)放出的熱量 4448kJ。(填“>”或“<”或“=”)
(2)已知拆開1 mol H-H鍵、1 molN≡N、1 mol N-H鍵分別需要吸收的能量為436 .4kJ、941.3 kJ、390.5 kJ。則由1 mol NH3 分解生成氫氣和氮氣需要 (填“放出”或“吸收”) kJ的熱量。
(3)在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常遇到化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化。在下列甲、乙兩裝置中,甲中負(fù)極電極反應(yīng)式為 ;乙中鐵電極的電極反應(yīng)式為 ,鐵電極發(fā)生 反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。
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