【題目】鋅鋇白是一種白色顏料,工業(yè)上由ZnSO4與BaS溶液混合而成,BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓。請(qǐng)根據(jù)以下工業(yè)生產(chǎn)流程回答有關(guān)問題。
Ⅰ.ZnSO4溶液的制備與提純:
有關(guān)資料:
a.菱鋅礦的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等;
b.Zn(OH)2與Al(OH)3相似,能溶于過量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;
(1)為了達(dá)到綜合利用、節(jié)能減排的目的,上述流程步驟④中的CO2可以來自于步驟____(選填①、②、③或⑤)。
(2)若步驟缺少②中加入的氧化劑為H2O2,寫出反應(yīng)的離子方程式_____________。
(3)濾渣2中主要成分為____________________(填化學(xué)式)。
(4)寫出步驟④后產(chǎn)生濾渣3的反應(yīng)的離子方程式________________。
(5)濾液3中含碳粒子的濃度大小順序?yàn)?/span>_____________。
Ⅱ.BaS溶液的制備
(6)寫出“煅燒還原”反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。BaSO4和BaCO3的Ksp數(shù)值接近,用平衡原理解釋為什么BaCO3可溶于鹽酸,而BaSO4難溶:______________。
Ⅲ.制取鋅鋇白
(7)如果上述工業(yè)生產(chǎn)流程中步驟⑤硫酸過量,則ZnSO4與BaS溶液混合制取鋅銀白產(chǎn)生的后果是_________。
【答案】 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O Fe(OH)3 Cu(OH)2 ZnO22-+ 2CO2 + 2H2O = Zn(OH)2↓ + 2HCO3- HCO3->H2CO3>CO32- BaSO4(s) + 4C(s) BaS(s) + 4CO↑ BaCO3溶解生成的CO32-能被H+結(jié)合而減少,促使溶解平衡正向移動(dòng),而SO42-不會(huì)被H+結(jié)合,所以BaSO4不會(huì)溶于強(qiáng)酸中 過量的硫酸與BaS溶液混合會(huì)產(chǎn)生有毒的H2S污染空氣,而且會(huì)降低鋅鋇白的產(chǎn)率
【解析】I.菱鋅礦的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等,加硫酸,只有SiO2不反應(yīng),經(jīng)過過濾進(jìn)行分離,則濾渣1為SiO2,濾液1含有硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鋅、剩余的硫酸,②加氧化劑將亞鐵離子氧化為鐵離子,再加過量的NaOH,Zn2+轉(zhuǎn)化ZnO22-,使Cu2+、Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀,通過過濾從溶液中除去,則濾渣2為Fe(OH)3、Cu(OH)2,濾液2中含有Na2ZnO2及過量的NaOH,④通二氧化碳將ZnO22-轉(zhuǎn)化為沉淀,則濾渣3為Zn(OH)2,步驟⑤主要發(fā)生氫氧化鋅與硫酸的反應(yīng),濾液3含有碳酸氫鈉。
(1)步驟①中FeCO3與硫酸反應(yīng)生成二氧化碳,為了達(dá)到綜合利用、節(jié)能減排的目的,上述流程步驟④中的CO2可以來自于步驟①,故答案為:①;
(2)若步驟②中加入的氧化劑為H2O2,雙氧水將亞鐵離子氧化,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,故答案為:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
(3)根據(jù)上述分析,濾渣2中主要成分為Fe(OH)3、Cu(OH)2,故答案為:Fe(OH)3、Cu(OH)2;
(4)步驟④中通二氧化碳將ZnO22-轉(zhuǎn)化為沉淀,反應(yīng)的離子方程式為ZnO22-+ 2CO2 + 2H2O = Zn(OH)2↓ + 2HCO3-,故答案為:ZnO22-+ 2CO2 + 2H2O = Zn(OH)2↓ + 2HCO3-;
(5)濾液3是碳酸氫鈉溶液,電離程度小于水解程度,溶液顯堿性,其中含碳粒子的濃度大小順序?yàn)?/span>HCO3->H2CO3>CO32-,故答案為:HCO3->H2CO3>CO32-;
(6)煅燒發(fā)生反應(yīng):BaSO4+4CBaS+4CO↑,BaCO3溶解生成的CO32-能被H+結(jié)合而減少,促使溶解平衡正向移動(dòng),而SO42-不會(huì)被H+結(jié)合,所以BaSO4不會(huì)溶于強(qiáng)酸中,故答案為:BaSO4(s) + 4C(s) BaS(s) + 4CO↑ (7). BaCO3溶解生成的CO32-能被H+結(jié)合而減少,促使溶解平衡正向移動(dòng),而SO42-不會(huì)被H+結(jié)合,所以BaSO4不會(huì)溶于強(qiáng)酸中;
(7)步驟⑤中硫酸過量,過量的酸與BaS溶液混合會(huì)發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生有毒的H2S污染空氣,而且會(huì)降低鋅鋇白的產(chǎn)率,故答案為:過量的酸與BaS溶液混合會(huì)產(chǎn)生有毒的H2S污染空氣,而且會(huì)降低鋅鋇白的產(chǎn)率。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮及其化合物在人們的日常生活、生產(chǎn)和環(huán)保事業(yè)中屬于“明星物質(zhì)”。回答下列問題:
(1)氨氣是農(nóng)業(yè)肥料和化工生產(chǎn)的重要原料,其電子式為____。
(2)疊氮化鈉(NaN3)在藥物制備、合成影像、化學(xué)分析、汽車制造等行業(yè)有著廣泛的用途,但該物質(zhì)極易爆炸,且有副毒?捎NaClO溶液對(duì)含有疊氮化鈉的溶液進(jìn)行處理,生成一種無污染的氣體單質(zhì),反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。
(3)“固氮”是農(nóng)業(yè)科學(xué)家研究的永恒主題。在某特殊催化劑和光照條件下,N2與水反應(yīng)可生成NH3。
已知:
(i)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H1=-1266 kJ/mol;
(ii)H2O(g)=H2O(l) △H2= -44.0kJ/mol。
則2N2(g) +6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) △H3=______kJ/mol。
(4)目前“人工固氮”最成功的應(yīng)用就是工業(yè)合成氨:
N2(g) +3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。將1.00molN2和3.00molH2充入到容積為3L的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng)。
①圖甲是測(cè)得X、Y 的濃度隨時(shí)間變化的曲線.其中Y 為_____(寫化學(xué)式),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的平均反應(yīng)速率v(N2) =_________。
②在不同溫度和壓強(qiáng)下,平衡體系中NH3的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)關(guān)系如圖乙,則壓強(qiáng)p1_____p2(填“>”“<”“=”或“不確定”,下同),B、D 兩點(diǎn)的平衡常數(shù)KB____KD,B 點(diǎn)N2 的轉(zhuǎn)化率=_________(保留3位有效數(shù)字)。
(5)“綠水青山就是金山銀山”,利用原電池原理(6NO2 +8NH3=7N2+12H2O)可以處理氮的氧化物和NH3 尾氣,裝置原理圖如圖丙:
負(fù)極反應(yīng)式為__________,當(dāng)有標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L NO2被處理時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_____mol。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知分解反應(yīng)2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)的速率方程式v = k·cm(N2O5),k是與溫度有關(guān)的常數(shù),實(shí)驗(yàn)測(cè)定340K時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)及根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)做出的圖像如下:
依據(jù)圖表中的有關(guān)信息,判斷下列有關(guān)敘述中不正確的是
A. 340K時(shí),速率方程式中的m = 1
B. 340K時(shí),速率方程式中的k = 0.350 min-1
C. 340K時(shí),c(N2O5)= 0.100 mol·l-1時(shí),v = 0.035 mol·l-1 ·min-1
D. 340K時(shí),壓強(qiáng)增大一倍,逆反應(yīng)速率不變,正反應(yīng)速率是原來的2倍
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某元素原子L層電子數(shù)比K層的多5個(gè),該元素的最高正化合價(jià)為( )
A.+5
B.+6
C.+7
D.無最高正化合價(jià)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度時(shí),在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。
(1)起始時(shí)X的濃度為c(X)=________;反應(yīng)從開始至2分鐘末,Y的轉(zhuǎn)化率為α(Y)=________;用Z的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為v(Z)=________。
(2)由圖中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。
(3)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到第___min,該反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí),v(正)____v(逆) (填“>”、“<”或“=”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Na及其化合物是生活、生產(chǎn)實(shí)踐中的重要物質(zhì).請(qǐng)回答下列有關(guān)問題.
(1)鈉跟水劇烈反應(yīng),生成和 , 此實(shí)驗(yàn)說明鈉的化學(xué)性質(zhì)活潑.
(2)鈉有兩種氧化物,其中用于呼吸面具和潛水艇中作為氧氣來源的氧化物是 , 該物質(zhì)中氧元素的化合價(jià)為 .
(3)固體碳酸鈉中含有碳酸氫鈉雜質(zhì),除去此雜質(zhì)的簡(jiǎn)單方法是 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】據(jù)報(bào)道,科學(xué)家開發(fā)出了利用太陽(yáng)能分解水的新型催化劑.下列有關(guān)水分解過程的能量變化示意圖正確的是( 。
A.
B.
C.
D.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí):①電子總數(shù)②原子總數(shù)③分子總數(shù)④物質(zhì)的種類⑤物質(zhì)的總質(zhì)量 ⑥物質(zhì)的總能量,反應(yīng)前后肯定不發(fā)生變化的是
A.①②⑥B.①②⑤C.②⑤⑥D.①⑤⑥
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某元素X的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為HX,則X的最高氧化物的水化物的化學(xué)式為( )
A.H2XO4
B.H3XO4
C.HXO3
D.HXO4
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