【題目】從廢電池外殼中回收鋅(鋅皮中常有少量鐵、外表沾有NH4Cl、ZnCl2、MnO2等雜質(zhì)),制取ZnSO4·7H2O可以采取如下工藝流程:
金屬氫氧化物沉淀的pH:
氫氧化物 | 開始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Zn(OH)2 | 5.7 | 8.0 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
回答下列問題:
(1)酸溶時常常加入少量的CuSO4,其目的是 。
(2)寫出氧化時的離子方程式 。該過程中加入的H2O2量要遠(yuǎn)多于理論值,原因除了提高另外反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率外,還可能是 。
(3)調(diào)節(jié)pH大于8后會造成鋅元素轉(zhuǎn)化率降低,其原因是 。
(4)從濾液B獲得Na2SO4應(yīng)該采用的方法是蒸發(fā)結(jié)晶, ,洗滌干燥。(部分物質(zhì)的溶解度曲線見下圖)
(5)由濾渣B制備ZnSO4·7H2O的實驗方案為:_ __ __,干燥得到ZnSO4·7H2O (實驗中須使用的試劑有:1mol/LH2SO4,蒸餾水,乙醇;除常用儀器外須使用的儀器有:pH計)。
【答案】
(1)鋅置換出銅后形成銅鋅原電池加快反應(yīng)速率(2分)
(2)2Fe2++H2O2+2H+ =2Fe3++ 2H2O(3分)
Fe3+(或Fe2+)催化分解雙氧水(2分)
(3)堿性過強氫氧化鋅可能溶解(2分)
(4)趁熱過濾(2分)
(5)用pH計測定,1mol/LH2SO4加水配制成pH為4(3.7—5.7) 的溶液,加入到濾渣B中充分反應(yīng),過濾,將濾液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,用乙醇洗滌(4分)
【解析】
試題分析:
(1)在溶液中加入硫酸銅后,鋅置換出銅形成銅鋅原電池加快反應(yīng)速率;
(2)酸溶過程中產(chǎn)生Fe2+,雙氧水氧化Fe2+為Fe3+,然后調(diào)節(jié)pH形成氫氧化鐵沉淀分離;雙氧水易分解,F(xiàn)e3+(或Fe2+)可為雙氧水分解的催化劑,加快雙氧水分解,所以應(yīng)增加雙氧水的用量;
(3)pH為8時鋅的存在形式為氫氧化鋅,堿性增強鋅元素轉(zhuǎn)化率降低說明氫氧化鋅為兩性,溶解于強堿;
(4)濾液B中含有NH4+、Na+、SO42-、Cl-,根據(jù)溶解度曲線,硫酸鈉溶解度在超過40℃時,隨溫度升高而降低,氯化銨隨溫度升高而升高,故采用蒸發(fā)濃縮,結(jié)晶出硫酸鈉晶體,趁熱過濾,防止溫度降低氯化銨析出;
(5)濾渣B為氫氧化鐵和氫氧化鋅,根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出氫氧化鋅在pH小于5.7時溶解,氫氧化鐵在pH小于3.7時溶解,所以采用pH為4(3.7—5.7),溶解氫氧化鋅,從而分離鐵和鋅;然后通過濃縮,冷卻結(jié)晶,用乙醇洗滌、干燥得到產(chǎn)品。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】磷元素在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用
(1)P原子價電子排布圖為_________。
(2)四(三苯基膦)鈀分子結(jié)構(gòu)如下圖1:
P原子以正四面體的形態(tài)圍繞在鈀原子中心上,鈀原子的雜化軌道類型為_________;判斷該物質(zhì)在水中溶解度并加以解釋_________,該物質(zhì)可用于圖2所示物質(zhì)A的合成:
物質(zhì)A中碳原子雜化軌道類型為 _________;一個A分子中手性碳原子數(shù)目為 _________。
(3)在圖3中表示出四(三苯基膦)鈀分子中配位鍵:
(4)PCl5是一種白色晶體,在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化,形成一種能導(dǎo)電的熔體,測得其中含有一種正四面體形陽離子和一種正六面體形陰離子,熔體中P-Cl的鍵長只有198nm和206nm兩種,這兩種離子的化學(xué)式為_________;正四面體形陽離子中鍵角小于PCl3的鍵角原因為_________;該晶體的晶胞如右圖4所示,立方體的晶胞邊長為apm,NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,則該晶體的密度為_________g/cm3.
(5)PBr5氣態(tài)分子的結(jié)構(gòu)與PCl5相似,它的熔體也能導(dǎo)電,經(jīng)測定知其中只存在一種P-Br鍵長,試用電離方程式解釋PBr5熔體能導(dǎo)電的原因_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定條件下,將3molA和1molB兩種氣體混合于固定容積為2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g) xC(g)+2D(s)。2min末該反應(yīng)達(dá)到平衡,生成0.8molD,并測得C的濃度為0.2mol/L。下列判斷正確的是( )
A.該條件下此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)約為0.91
B.A的平均反應(yīng)速率為0.3mol/(L·s)
C.B的轉(zhuǎn)化率為60%
D.若混合氣體的密度不再改變時,該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下表為烯類化合物與溴發(fā)生加成反應(yīng)的相對速率(以乙烯為標(biāo)準(zhǔn))。
烯類化合物 | 相對速率 |
(CH3)2C=CHCH3 | 10.4 |
CH3CH=CH2 | 2.03 |
CH2=CH2 | 1.00 |
CH2=CHBr | 0.04 |
(1)下列化合物與氯化氫加成時,取代基對速率的影響與表中規(guī)律類似,其中反應(yīng)速率最快的是______(填序號)。
A.(CH3)2C=C(CH3)2 B.CH3CH=CHCH2CH3
C.CH2=CH CH3 D.CH2=CHCl
(2)烯烴與溴化氫、水加成時,產(chǎn)物有主次之分,例如:
CH2=CHCH3+HBr→CH3CHBrCH3+CH3CH2Br
(主要產(chǎn)物)(次要產(chǎn)物)
請寫出與HBr反應(yīng)的主要產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]某綠色農(nóng)藥結(jié)構(gòu)簡式為,回答下列問題。
(1)N元素的基態(tài)原子核外有_____種空間運動狀態(tài)的電子,該農(nóng)藥組成元素中,第一電離能較大的前三種元素是(按由大到小順序排列)__________________(用元素符號回答,下同),基態(tài)硒原子的價層電子排布式為________________________。
(2)該物質(zhì)中雜化軌道類型為sp2的原子有__________,分子內(nèi),分子中編號為①的碳原子和與其成鍵另外幾個原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為_____________。
(3)碳、氫、氧元素可形成一系列的化合物,如CH4、C2H6、CH3OH等。三種物質(zhì)的沸點高低順序為CH4<C2H6<CH3OH,其原因是_______________________________________,三種物質(zhì)中屬于極性分子的物質(zhì)是__________,與CH4互為等電子體的一種微粒是______。
(4)硒化鋅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則硒的配位數(shù)為_______,若晶胞邊長為d pm,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則硒化鋅的密度為____________(不必化簡)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】物質(zhì)(t-BuNO)2在正庚烷或CCl4中均可以發(fā)生反應(yīng):(t-BuNO)22(t-BuNO)。在20℃時,向2L正庚烷中加入(t-BuNO)2 1.00 mol,10 min時反應(yīng)達(dá)平衡,此時(t-BuNO)2的平衡轉(zhuǎn)化率為65%(假設(shè)反應(yīng)過程中溶液體積始終保持不變)。下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)在前10 min內(nèi)的平均速率為ν(t-BuNO)=0.0325 mol·L-1·min-1
B.保持其他條件不變,若此時再向溶液中加入1.0 mol (t-BuNO)2,重新達(dá)平衡時(t-BuNO)2
的轉(zhuǎn)化率增大
C.保持其他條件不變,若該反應(yīng)在CCl4中進(jìn)行,其平衡常數(shù)為1.9,則(t-BuNO)2的平衡轉(zhuǎn)化率小于65%
D.保持其他條件不變,升高溫度,(t-BuNO)2的平衡轉(zhuǎn)化率大于65%,則其能量關(guān)系可用下圖表示:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上曾經(jīng)通過反應(yīng)“3Fe+4NaOHFe3O4+2H2↑+4Na↑”生產(chǎn)金屬鈉。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.該反應(yīng)中NaOH為還原劑
B.該反應(yīng)可以在水溶液中進(jìn)行
C.將生成的氣態(tài)物質(zhì)在空氣中冷卻可獲得鈉
D.每生成22.4L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為4×6.02×1023
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,國家擬于“十二五”期間,將二氧化硫(SO2)排放量減少8%,氮氧化物(NOx)排放量減少10%,二氧化碳(CO2)的排放量也要大幅減少。
(1)在恒溫,容積為1 L恒容中,硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化,其反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖1所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1),請回答下列問題:
①寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式:_________________________________。
②ΔH2=__________kJ·mol-1。
③在相同條件下,充入1 mol SO3和0.5 mol的O2,則達(dá)到平衡時SO3的轉(zhuǎn)化率為______________;此時該反應(yīng)________(填“放出”或“吸收”)________kJ的能量。
(2)中國政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
①CO2可轉(zhuǎn)化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下反應(yīng):CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,測得CO2和CH3OH(g)濃度隨時間變化如圖2所示。從3 min到9 min,v(H2)=________mol·L-1·min-1。
②能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填編號)。
A.反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點)
B.混合氣體的密度不隨時間的變化而變化
C.單位時間內(nèi)消耗3 mol H2,同時生成1 mol H2O
D.CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變
③為了加快化學(xué)反應(yīng)速率且使體系中氣體的物質(zhì)的量減少,其他條件不變時,可采取的措施有________(填編號)。
A.升高溫度 B.縮小容器體積 C.再充入CO2氣體 D.使用合適的催化劑
(3)工業(yè)上,CH3OH也可由CO和H2合成。參考合成反應(yīng)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常數(shù)。下列說法正確的是________。
溫度/℃ | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 |
平衡常數(shù) | 667 | 13 | 1.9×10-2 | 2.4×10-4 | 1×10-5 |
A.該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.該反應(yīng)在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行,高溫下可自發(fā)進(jìn)行,說明該反應(yīng)ΔS<0
C.在T ℃時,1 L密閉容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,達(dá)到平衡時,CO轉(zhuǎn)化率為50%,則此時的平衡常數(shù)為100
D.工業(yè)上采用稍高的壓強(5 MPa)和250 ℃,是因為此條件下,原料氣轉(zhuǎn)化率最高
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲酸鈣廣泛用于食品、工、石油等工業(yè)生產(chǎn)上,300~400℃左右分解.
Ⅰ、實驗室制取的方法之一是:Ca(OH)2+2HCHO+H2O2=Ca(HCOO)2+2H2O+H2↑.
實驗室制取時,將工業(yè)用氫氧化鈣和甲醛依次加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-70%的過氧化氫溶液中(投料物質(zhì)的量之比依次為1:2:1.2),最終可得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%以上且重金屬含量極低的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品.
(1)過氧化氫比理論用量稍多,其目的是____________。
(2)反應(yīng)溫度最好控制在30-70℃之間,溫度不易過高,其主要原因是____________。
(3)制備時在混合溶液中要加入微量硼酸鈉抑制甲醛發(fā)生副反應(yīng)外,還要加入少量的Na2S溶液,加硫化鈉的目的是____________。
(4)實驗時需強力攪拌45min,其目的是____________;結(jié)束后需調(diào)節(jié)溶液的pH7~8,其目的是____________,最后經(jīng)結(jié)晶分離、干燥得產(chǎn)品.
Ⅱ、某研究性學(xué)習(xí)小組用工業(yè)碳酸鈣(主要成分為CaCO3;雜質(zhì)為:Al2O3、FeCO3)為原料,先制備無機鈣鹽,再與甲酸鈉溶液混合制取甲酸鈣.結(jié)合右圖幾種物質(zhì)的溶解度曲線及表中相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0molL-1計算)。
金屬離子 | 開始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
請補充完整由碳酸鈣制備甲酸鈣的實驗方案:稱取13.6g甲酸鈉溶于約20mL水,配成溶液待用,并稱取研細(xì)的碳酸鈣樣品10g待用;____________。
提供的試劑有:a.甲酸鈉,B.5molL-1硝酸,C.5molL-1鹽酸,D.5molL-1硫酸,e.3%H2O2溶液,f.澄清石灰水。
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