【題目】鈹銅是廣泛應(yīng)用于制造高級(jí)彈性元件的良好合金。某科研小組從某舊鈹銅元件(含25%BeO、71%CuS、少量FeS和SiO2)中回收鈹和銅兩種金屬的工藝流程如圖:
已知:Ⅰ.鈹、鋁元素的化學(xué)性質(zhì)相似,單質(zhì)鈹與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶于水的Na2BeO2
Ⅱ.常溫下部分難溶物的溶度積常數(shù)如下表:
難溶物 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 |
溶度積常數(shù)(Ksp) | 2.2×10-20 | 4.0×10-38 | 2.1×10-13 |
(1)濾液A的主要成分除NaOH外,還有__(填化學(xué)式),寫(xiě)出反應(yīng)I中含鈹化合物與過(guò)量鹽酸反應(yīng)的離子方程式:__。
(2)①濾液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl,為提純BeCl2,最合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)?/span>__(填字母)。
a.加入過(guò)量的氨水 b.通入過(guò)量的CO2 c.加入過(guò)量的NaOH d.加入適量的HCl e.洗滌 f.過(guò)濾
②從BeCl2溶液中得到BeCl2固體的操作是__。
(3)①MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為硫單質(zhì)。寫(xiě)出反應(yīng)Ⅱ中CuS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:__。
②若用濃HNO3溶解金屬硫化物,缺點(diǎn)是__(任寫(xiě)一條)。
(4)濾液D中c(Cu2+)=2.2mol·L-1、c(Fe3+)=0.008mol·L-1、c(Mn2+)=0.01mol·L-1,逐滴加入稀氨水調(diào)節(jié)pH可將其依次分離,首先沉淀的是__(填離子符號(hào)),為使銅離子開(kāi)始沉淀,常溫下應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH大于__。
(5)電解NaCl-BeCl2混合熔鹽可制備金屬鈹,如圖是電解裝置圖。
①石墨電極上的電極反應(yīng)式為__。
②電解得到的Be蒸氣中約含1%的Na蒸氣除去Be中少量Na的方法為__。
已知部分物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)如下表:
物質(zhì) | 熔點(diǎn)(K) | 沸點(diǎn)(K) |
Be | 1551 | 3243 |
Na | 370 | 1156 |
【答案】Na2BeO2、Na2SiO3 BeO22-+4H+=Be2++2H2O afed 要在HCl氣流中蒸發(fā)結(jié)晶 MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+S+CuSO4+2H2O 會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體 Fe3+ 4 Be2++2e-=Be 可以控制溫度1156~3243K之間冷卻
【解析】
Be、Al元素化學(xué)性質(zhì)相似,廢舊鈹銅元件中加入NaOH溶液,BeO、SiO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Na2BeO2、Na2SiO3進(jìn)入濾液A中,濾渣B中含CuS、FeS;濾液A中加入過(guò)量HCl,Na2SiO3反應(yīng)生成H2SiO3沉淀和NaCl,Na2BeO2與過(guò)量HCl反應(yīng)生成NaCl、BeCl2和H2O,濾液C中含HCl、NaCl、BeCl2;MnO2具有氧化性,濾渣B中加入MnO2和H2SO4,CuS、FeS反應(yīng)生成CuSO4、Fe2(SO4)3、S,MnO2被還原為MnSO4;濾液D中主要含CuSO4、Fe2(SO4)3、MnSO4,根據(jù)題給Cu(OH)2、Fe(OH)3、Mn(OH)2的溶度積,濾液D中加入氨水得到的沉淀F為Fe(OH)3;濾液E中加入氨水調(diào)節(jié)pH使Cu2+與Mn2+分離。
(1)廢舊鈹銅元件的成分BeO、CuS、FeS、SiO2,根據(jù)信息i,BeO屬于兩性氧化物,SiO2屬于酸性氧化物,能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),反應(yīng)方程式為BeO+2NaOH=Na2BeO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,CuS、FeS不與氫氧化鈉反應(yīng),因此濾液A中主要成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2;根據(jù)信息i,反應(yīng)I中為Na2BeO2與過(guò)量鹽酸反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為BeO22-+4H+=Be2++2H2O,故答案為:Na2BeO2、Na2SiO3;BeO22-+4H+=Be2++2H2O;
(2)①Be、鋁元素化學(xué)性質(zhì)相似,先向?yàn)V液C中先加入過(guò)量的氨水,生成Be(OH)2沉淀,然后過(guò)濾、洗滌,再加入適量的HCl,生成BeCl2,合理步驟是afed;故答案為:afed;
②BeCl2是強(qiáng)酸弱堿鹽,BeCl2在溶液中會(huì)發(fā)生水解,使溶液呈酸性,為防止BeCl2水解,則從BeCl2溶液中得到BeCl2固體應(yīng)在HCl氣流中蒸發(fā)結(jié)晶,抑制BeCl2水解,故答案為:要在HCl氣流中蒸發(fā)結(jié)晶;
(3)①反應(yīng)II中CuS中S轉(zhuǎn)化為S單質(zhì),MnO2中Mn被還原為Mn2+,根據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平可得反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為MnO2+CuS+2H2SO4=S+MnSO4+CuSO4+2H2O,故答案為:MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+S+CuSO4+2H2O;
②若用濃HNO3溶解金屬硫化物,硝酸會(huì)被還原生成氮的氧化物,污染環(huán)境,故答案為:會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體;
(4)由題給溶度積可知,Cu2+開(kāi)始沉淀時(shí)c(OH-)=1×10-10mol/L,溶液pH為4;Fe3+開(kāi)始沉淀時(shí),c(OH-)=1×10-12mol/L;Mn2+開(kāi)始沉淀時(shí)c(OH-)=1×10-6mol/L,因此首先沉淀的是Fe3+,即生成的沉淀F為Fe(OH)3,故答案為:Fe3+;4;
(5)①由圖可知,鉑電極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,為電解池的陽(yáng)極,則石墨電極為陰極,鈹離子在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鈹,電極反應(yīng)式為Be2++2e-=Be,故答案為:Be2++2e-=Be;
②由表格數(shù)據(jù)可知,鈹?shù)娜鄯悬c(diǎn)高于鈉,則可以控制溫度11563243K之間冷卻除去Be蒸氣中少量Na,故答案為:可以控制溫度1156~3243K之間冷卻。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用 NA 表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是()
A.電解精煉銅,當(dāng)外電路通過(guò) NA 個(gè)電子時(shí),陽(yáng)極質(zhì)量減小 32 g
B.反應(yīng) 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)ΔH=-92 kJ·mol-1,當(dāng)放出 9.2 kJ 熱量時(shí),反應(yīng)的 N2 為2.24L
C.常溫常壓下 27 克 Al 與 33.6L 氯氣完全反應(yīng),電子轉(zhuǎn)移數(shù)小于 3NA
D.1 mol·L-1 氯化銅溶液中,若 Cl-的數(shù)目為 2NA,則 Cu2+的數(shù)目略小于 NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鉻是一種銀白色的金屬,常用于金屬加工、電鍍等。工業(yè)以鉻鐵礦[主要成分是Fe(CrO2)2]為原料冶煉鉻及獲得強(qiáng)氧化劑Na2Cr2O7。其工藝流程如圖所示:
已知:高溫氧化時(shí)發(fā)生反應(yīng)Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2(未配平)
回答下列問(wèn)題:
(1)將鉻鐵礦的主要成分Fe(CrO2)2寫(xiě)成氧化物的形式:__,高溫氧化時(shí)可以提高反應(yīng)速率的方法為___(寫(xiě)出一條即可)。
(2)Na2CrO4加入硫酸酸化的離子方程式為__;在實(shí)驗(yàn)室中,操作a所用到的玻璃儀器有__。
(3)Na2CrO4中鉻元素化合價(jià)為__;生成1molNa2CrO4時(shí)共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__mol。
(4)根據(jù)有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),含CrO42-的廢水要經(jīng)化學(xué)處理,使其濃度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放,可采用加入可溶性鋇鹽生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸處理多余的Ba2+的方法處理廢水,加入可溶性鋇鹽后,廢水中Ba2+的濃度應(yīng)大于__mol·L-1,廢水處理后達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)才能排放。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知溶解度也可用物質(zhì)的量濃度表示,25℃時(shí),Ag2CrO4在不同濃度CrO42-溶液中的溶解度如圖所示,下列說(shuō)法正確的是
A.圖中a、b兩點(diǎn)c(Ag+)相同
B.圖中a點(diǎn)與b點(diǎn)Ag2CrO4溶度積相等
C.在a點(diǎn)向溶液中加入少量AgNO3,溶解度可變?yōu)?/span>c點(diǎn)
D.該溫度下,Ag2CrO4溶度積的數(shù)量級(jí)為10-12
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】和充入體積不變的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng):,到達(dá)平衡時(shí),為,如果此時(shí)移走和,在相同溫度下再達(dá)平衡時(shí)的物質(zhì)的量是( )
A.B.C.大于,小于D.小于
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期元素a、b、c、d的原子序數(shù)依次增大。其中A為d元素組成的非金屬單質(zhì);甲、乙、丙、丁、戊為上述四種元素組成的二元或三元化合物,常溫下乙為液體。下列說(shuō)法正確的是( )
A.簡(jiǎn)單離子半徑:c>b
B.反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)
C.②反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:1
D.b、d分別與a形成的化合物中,化學(xué)鍵類型一定完全相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于有機(jī)物的說(shuō)法正確的是( )
A.乙醇和丙三醇互為同系物
B.環(huán)己烯()分子中的所有碳原子共面
C.分子式為C5H10O2,且屬于酯的同分異構(gòu)體共有9種(不考慮立體異構(gòu))
D.二環(huán)己烷( )的二氯代物有6種結(jié)構(gòu)(不考慮立體異構(gòu))
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】2硝基1,3苯二酚由間苯二酚先磺化,再硝化,后去磺酸基生成。原理如下:
部分物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)如下:
名稱 | 相對(duì)分子質(zhì)量 | 性狀 | 熔點(diǎn)/℃ | 水溶性(常溫) |
間苯二酚 | 110 | 白色針狀晶體 | 110.7 | 易溶 |
2硝基1,3苯二酚 | 155 | 桔紅色針狀晶體 | 87.8 | 難溶 |
制備過(guò)程如下:
第一步:磺化。稱取71.5g間苯二酚,碾成粉末放入燒瓶中,慢慢加入適量濃硫酸并不斷攪拌,控制溫度在一定范圍內(nèi)15min(如圖1)。
第二步:硝化。待磺化反應(yīng)結(jié)束后將燒瓶置于冷水中,充分冷卻后加入“混酸”,控制溫度繼續(xù)攪拌15min。
第三步:蒸餾。將硝化反應(yīng)混合物的稀釋液轉(zhuǎn)移到圓底燒瓶B中,然后用圖2所示裝置進(jìn)行水蒸氣蒸餾(水蒸氣蒸餾可使待提純的有機(jī)物在低于100℃的情況下隨水蒸氣一起被蒸餾出來(lái),從而達(dá)到分離提純的目的)。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)磺化步驟中控制溫度最合適的范圍為(填字母)__。
a.30℃~60℃ b.60℃~65℃ c.65℃~70℃ d.70℃~100℃
(2)圖2中的冷凝管是否可以換為圖1所用冷凝管___(填“是”或“否”)。
(3)硝化步驟中制取“混酸”的具體操作是__。
(4)圖2中,燒瓶A中長(zhǎng)玻璃管起穩(wěn)壓作用,既能防止裝置中壓強(qiáng)過(guò)大引起事故,又能防止__;冷凝管C中可能看到的現(xiàn)象是__,反應(yīng)一段時(shí)間后,停止蒸餾,此時(shí)的操作是__(填有關(guān)旋塞和酒精燈的操作)。
(5)水蒸氣蒸餾是分離和提純有機(jī)物的方法之一,被提純物質(zhì)必須具備的條件正確的是__。
a.不溶或難溶于水,便于最后分離
b.在沸騰下與水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
c.難揮發(fā)性
d.易溶于水
(6)本實(shí)驗(yàn)最終獲得12.0g桔紅色晶體,則2硝基1,3苯二酚的產(chǎn)率約為__。(保留3位有效數(shù)字)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】利用一種鈷礦石(主要成分為 Co2O3,含少量 SiO2及鐵、鋁、錳、鎂、鈣等金屬元素的氧化物)制取CoC2O42H2O 晶體的工藝流程如下:
已知部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液 pH 如表
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的 pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)溶浸過(guò)程中 Co2O3 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____。
(2)氧化除雜過(guò)程中加入 Na2CO3 的主要目的是__________,若不加入 NaClO3,其后果是_____。
(3)濾渣 3 的成分是____________,濾液中加入萃取劑的目的是除去_________元素(填元素符號(hào))。
(4)萃取余液中加入草酸銨后,獲取 CoC2O4·2H2O 晶體的操作是___________。
(5)含鈷化合物 LiCoO2是廢舊鋰電池的正極材料,可與雙氧水、稀 H2SO4 混合加熱得到 CoSO4回收利用,該過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________。
(6)已知某溫度下 Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.05×10-10,當(dāng)加入過(guò)量NaF溶液后,所得濾液中c(Ca2+)/c(Mg2+) =___________。
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