【題目】鎂在工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域均有重要用途。某化學(xué)小組利用硼砂工廠的固體廢棄物(主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等),設(shè)計了回收其中鎂的工藝流程:
(1)酸浸前,將固體廢棄物研磨的目的是_______,為達到此目的,還可以采取的措施是_____(任寫一條)。
(2)酸浸時,生成濾渣I的離子方程式為_________。
(3)第一次調(diào)節(jié)pH的目的是_____。當(dāng)加入氨水使Al3+開始沉淀時,溶液中c(Fe3+)/c(Al3+)為 _________ 。已知Ksp[Fe(OH)3 ]=4×10-38,Ksp[Al(OH)3 ]=1×10-33.
(4)設(shè)計簡單方案分離濾渣2,簡述實驗過程:______。
(5)濾液3中可回收利用的物質(zhì)主要是_____(填化學(xué)式),其陽離子的電子式為 _______。
(6)寫出工業(yè)上從濾渣3中獲得鎂錠的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______。
【答案】 加快浸出速率 提高反應(yīng)溫度或適當(dāng)增加硫酸濃度(或其他合理答案) MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3 使Fe3+、Al3+沉淀從而分離出來 4.0×10-5 溶于適量氫氧化鈉溶液,過濾得Fe(OH)3;向濾液中通入過量CO2,過濾得Al(OH)3 (NH4)2SO4 Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O、MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
【解析】浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應(yīng),從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素來看,可通過升高溫度提高硫酸鎂的溶解度,或通過攪拌使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng),或通過過濾后濾渣多次浸取以提高轉(zhuǎn)化率;因MgCO3、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3能與硫酸反應(yīng),生成了MgSO4、Al2(SO4)2 和Fe2(SO4)3 ,其中H2SiO3形成濾渣1,濾液1中MgSO4、Al2(SO4)2 和Fe2(SO4)3,根據(jù)陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH,在調(diào)節(jié)pH至5.5時,F(xiàn)e3+和Al3+已經(jīng)完全沉淀,濾渣2的主要成分是Fe(OH)3 、Al(OH)3 ,濾液2中陰離子主要是SO42-,加入NH3·H2O后在調(diào)節(jié)pH至12.5時Mg2+完全沉淀,溶質(zhì)主要成分是(NH4)2SO4。
(1)酸浸前,將固體廢棄物研磨的目的是加快浸出速率,浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應(yīng),從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素來看,可通過升高溫度提高硫酸鎂的溶解度,或通過攪拌使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng),或通過過濾后濾渣多次浸取以提高轉(zhuǎn)化率,故答案為:加快浸出速率,適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時間(或其他合理答案)
(2)因MgCO3、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3能與硫酸反應(yīng),生成了MgSO4、Al2(SO4)2 和Fe2(SO4)3 ,其中H2SiO3形成濾渣;酸浸時,生成濾渣I的離子方程式為MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3;(3)濾液I中含有MgSO4、Al2(SO4)2 和Fe2(SO4)3 ,根據(jù)陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH,在調(diào)節(jié)pH至5.5時,F(xiàn)e3+和Al3+已經(jīng)完全沉淀,濾渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3 ,第一次調(diào)節(jié)pH的目的是使Fe3+、Al3+沉淀從而分離出來;當(dāng)加入氨水使Al3+開始沉淀時,溶液中c(Fe3+)/c(Al3+)=Ksp[Fe(OH)3 ]/Ksp[Al(OH)3 ]==4×10-38/1×10-33=4.0×10-5;(4)設(shè)計簡單方案分離濾渣2,濾渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3 ,利用Al(OH)3 具有兩性,分離操作:溶于適量氫氧化鈉溶液,過濾得Fe(OH)3;向濾液中通入過量CO2,過濾得Al(OH)3 ;(7)上述過濾后濾液中陰離子主要是SO42-,加入NH3·H2O后在調(diào)節(jié)pH至12.5時Mg2+完全沉淀,溶質(zhì)主要成分是(NH4)2SO4,故答案為:(NH4)2 SO4;其陽離子的電子式為,(6)濾渣3為Mg(OH)2 ,工業(yè)上從濾渣3生產(chǎn)鎂錠的反應(yīng):Mg(OH)2 +2HCl=MgCl2+2H2O、MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖為向25mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中逐滴滴加0.2 mol·L-1CH3COOH溶液過程中溶液pH的變化曲線。AB區(qū)間,c(OH-)>c(H+),則c(OH-)與c(CH3COO-)大小關(guān)系是
A.c(OH-)一定大于c(CH3COO-) B.c(OH-)一定小于c(CH3COO-)
C.c(OH-)一定等于c(CH3COO-) D.c(OH-)大于、小于或等于c(CH3COO-)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】游離態(tài)的氮經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化可以得到硝酸,如下圖所示。
(1)NH3和O2在催化劑作用下反應(yīng),其化學(xué)方程式是______________。
(2)NO2→HNO3反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為________________。
(3)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)是制造硝酸的重要反應(yīng)之一。在800℃時,向容積為1L的密閉容器中充入0.010molNO和0.005molO2,反應(yīng)過程中NO的濃度隨時間變化如下圖所示。
①2min內(nèi),v(O2)=________mol/(L·min)
②800℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為__________。
③判斷該反應(yīng)達到平衡的依據(jù)是(寫出2條即可)____________。
④已知:ⅰ.
ⅱ.N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+68kJ·mol-1,寫出NO生成NO2熱化學(xué)方程式_____________,溫度對于NO生成NO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響是:___________________。
(4)電解法處理含氮氧化物廢氣,可以回收硝酸。實驗室模擬電解法吸收NO,裝置如圖所示(均為石墨電極)。請寫出電極過程中NO轉(zhuǎn)化為硝酸的電極反應(yīng)式:______________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),在不同情況下測得反應(yīng)速率,其中反速率最快的是 ( )
A.υ(D)=0.4 mol / L·s B.υ(C)=0.5 mol / L·s
C.υ(B)=0.6 mol / L·s D.υ(A)=0.15 mol / L·s
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)化學(xué)反應(yīng)速率是描述化學(xué)反應(yīng)進行快慢程度的物理量。如圖是某同學(xué)利用稀硫酸和硫代硫酸鈉(Na2S2O3)的反應(yīng)來測定化學(xué)反應(yīng)速率并探究其影響因素的實驗。
Ⅰ.測定化學(xué)反應(yīng)速率:已知:S2O+2H+ === H2O+S↓+SO2↑
① 除如圖裝置所示的實驗用品外,還需要的一件實驗用品是__________。
② 若在2 min時收集到224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體,可計算出該2 min內(nèi)H+的反應(yīng)速率,而該測定值比實際值偏小,其原因是_____________________。
③ 利用該化學(xué)反應(yīng),試簡述一種測定反應(yīng)速率的其他方法:_______________。
Ⅱ.探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素:已知 I2+2S2O32- === S4O62- +2I-
為探討反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計的實驗方案如下表。
(已知Na2S2O3溶液足量)
實驗序號 | 體積V/mL | 時間/s | |||
Na2S2O3溶液 | 淀粉溶液 | 碘水 | 水 | ||
① | 10.0 | 2.0 | 4.0 | 0.0 | t1 |
② | 8.0 | 2.0 | 4.0 | 2.0 | t2 |
③ | 6.0 | 2.0 | 4.0 | V | t3 |
④ 表中V =__________mL,t1、t2、t3的大小關(guān)系是____________________________。
( 2 ) 恒溫條件下,在體積固定的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)X(g)+3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為0),平衡時X、Y、Z的濃度分別為0.1molL﹣1、0.3molL﹣1、0.08molL﹣1。
請回答下列問題:
① c1+c2+c3的取值范圍為____________________
② c1:c2的值為__________________
③下列敘述能證明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 __________
A.混合氣體密度不再變化 B.v正(X)=2 v逆(Z)
C.容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化 D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量
E. X的物質(zhì)的量和Y的物質(zhì)的量之比
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】分為測定某有機化合物A的結(jié)構(gòu),進行如下實驗:
(1)將有機物A置于O2流中充分燃燒,實驗測得:生成5.4 g H2O和8.8 g CO2,消耗O26.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則該物質(zhì)中各元素的原子個數(shù)比是N(C):N(H):N(O)= 。
(2)用質(zhì)譜儀測定該有機化合物的相對分子質(zhì)量,該物質(zhì)的分子式是 。
(3)核磁共振氫譜能對有機物分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子給出不同的峰值(信號),根據(jù)峰值(信號)可以確定分子中氫原子的種類和數(shù)目。例如:甲基氯甲基醚(ClCH2OCH3)有兩種氫原子如圖②。經(jīng)測定,有機物A的核磁共振氫譜示意圖如圖③,則A的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(4)A在一定條件下脫水可生成B,B可合成包裝塑料C,請寫出B轉(zhuǎn)化為C的化學(xué)方程式: 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】物質(zhì)在水中可能存在電離平衡、鹽的水解平衡和沉淀的溶解平衡,它們都可看作化學(xué)平衡。有如下的A~G請根據(jù)所學(xué)知識回答:
(1)A為0.1 mol·L-1的(NH4)2SO4溶液,實驗測得A的pH<7,原因是(用離子方程式表示): ;在該溶液中各種離子濃度由大到小的順序為_______________。
(2)B為0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液,實驗測得B的pH>7,請分析B顯堿性的原因: ____________________。
(3)C為Al2(SO4)3溶液,把C蒸干,灼燒,最后得到的固體產(chǎn)物是 。若把B和C混合,將產(chǎn)生白色沉淀和無色氣體,該反應(yīng)的離子方程式為__________________。
(4)D為CH3COONa溶液,常溫下,pH=9的D中,水電離出來的c(OH-)=________。
(5)E為某濃度的NH4Cl溶液,常溫下, 測得該溶液的pH=5,寫出該溶液中下列算式的精確結(jié)果(列式):c(Cl-)-c(NH4+)=_____________ mol/L。
(6)F為Mg(OH)2溶液,求室溫下F飽和溶液中Mg2+的物質(zhì)的量濃度=____________ mol/L(已知室溫時,Mg(OH)2的溶度積Ksp=3.2×10-11)。
(7)G為硫化鈉溶液,在配制G時,為了防止發(fā)生水解,可以加入少量的 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯化銅晶體(CuCl2·2H2O)中含有FeCl2雜質(zhì),為制得純凈的氯化銅晶體,首先將其制成水溶液,再按下圖所示的操作步驟進行提純。
請參照下表給出的數(shù)據(jù)填空。
氫氧化物開始沉淀時的pH | 氫氧化物沉淀完全時的pH | |
Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
Fe3+ | 1.9 | 3.7 |
(1)操作I加入X的目的是_________________。
(2)下列物質(zhì)都可以作為X,適合本實驗的X物質(zhì)可以是(填選項)_________ 。
A、KMnO4 B、NaClO C、H2O2 D、Cl2
(3)操作II的Y試劑為____________(填化學(xué)式),并調(diào)節(jié)溶液的pH在______范圍。
(4)實驗室在配制CuCl2溶液時需加入少許_________(填物質(zhì)名稱),理由是(文字敘述并用有關(guān)離子方程式表示)_________________ __________。
(5)若將CuCl2溶液蒸干灼燒,得到的固體是_________________(填化學(xué)式);若要得無水CuCl2,請簡述操作方法_________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】能源短缺是人類社會面臨的重大問題,利用化學(xué)反應(yīng)可實現(xiàn)多種形式的能量相互轉(zhuǎn)化。請回答以下問題:
(1)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。已知反應(yīng):
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93 kJ/mol。
試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù),計算a 的數(shù)值為_______kJ/mol。
化學(xué)鍵 | H-H | N-H | N≡N |
鍵kJ/mol | 436 | a | 945 |
(2)甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。已知在常壓下有如下變化:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =a kJ/mol
②H2O(g)=H2O(l) ΔH =b kJ/mol
寫出液態(tài)甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式: 。
(3)己知:HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的焓變 △H=-12.1 kJ·mol-1;HCl(aq)與 NaOH(aq)反應(yīng)的焓變△H=-55.6 kJ·mol-1。則HCN在水溶液中電離的焓變△H等于 。
(4) 己知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(I) △H =-285.83 kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H =-282.9 kJ/mol
若氫氣與一氧化碳的混合氣體完全燃燒可生成5.4gH2O(I),并放出114.3kJ熱量,則混合氣體中CO的物質(zhì)的量為 (計算結(jié)果保留一位小數(shù))。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com