【題目】鎢是熔點(diǎn)最高的金屬,是重要的戰(zhàn)略物資。自然界中鎢主要存在于黑鎢礦中,其主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4),還含有少量Si、As的化合物。由黑鎢礦冶煉鎢的工藝流程如下:
已知:①濾渣Ⅰ的主要成分是Fe2O3、MnO2;②上述流程中,鎢的化合價(jià)只有在最后一步發(fā)生改變;③常溫下鎢酸溶于水。
(1)鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4)中鎢元素的化合價(jià)為______,請(qǐng)寫出FeWO4在熔融條件下發(fā)生堿分解生成Fe2O3的化學(xué)方程式:_____________。
(2)上述流程中向粗鎢酸鈉溶液中加硫酸中和至pH=10后,溶液中的雜質(zhì)陰離子含有SiO32—、HAsO32—、HAsO42—等,則“凈化”過(guò)程中,加入H2O2時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HAsO32—+H2O2===HAsO42—+H2O,濾渣Ⅱ的主要成分是________。
(3)已知?dú)溲趸}和鎢酸鈣(CaWO4)都是微溶電解質(zhì),兩者的溶解度均隨溫度的升高而減小。如圖為不同溫度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲線。則:
①T1_____T2(填“>”或“<”);T1℃時(shí)Ksp(CaWO4)=______。
②向鎢酸鈉溶液中加入石灰乳會(huì)得到大量鎢酸鈣,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________。
【答案】+6 4FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O HAsO32—+H2O2===HAsO42—+H2O MgSiO3、MgHAsO4 1×10-10 WO42—+Ca(OH)2===CaWO4+2OH-
【解析】
由黑鎢礦冶煉鎢的工藝流程:向黑鎢礦中(主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4),還含少量Si、As的化合物)中加入氧氣和氫氧化鈉,鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和鎢酸鈉,鎢酸錳和氫氧化鈉反應(yīng)生成鎢酸鈉和二氧化錳,Si、As生成相應(yīng)的鹽,水浸時(shí),氧化鐵和二氧化錳不溶于水,鎢酸鈉溶于水,故過(guò)濾后得到的濾液主要含鎢酸鈉,濾渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2;濾液中鎢酸鈉和濃硫酸反應(yīng)生成鎢酸和硫酸鈉;加入過(guò)氧化氫,HAsO32-被氧化為HAsO42-,加入氯化鎂,生成難溶于水的MgSiO3、MgHAsO4,過(guò)濾,濾渣Ⅱ為:MgSiO3、MgHAsO4,濾液為鎢酸鈉,酸化,加熱分解產(chǎn)生三氧化鎢和水,用還原劑還原三氧化鎢生成鎢,據(jù)此分析解答。
(1)由流程圖和信息知,鎢的化合價(jià)只有在最后一步發(fā)生改變,WO3中W的化合價(jià)為+6,則鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4)中鎢元素的化合價(jià)為+6,Fe的化合價(jià)為+2,FeWO4在熔融條件下發(fā)生堿分解反應(yīng),由流程圖可知有空氣中的氧氣和NaOH參加反應(yīng),生成Fe2O3、Na2WO4,氧化劑為O2,配平方程式得4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O;
(2)加入H2O2時(shí)陰離子HAsO32-能被氧化為HAsO42-,離子方程式為HAsO32-+H2O2=== HAsO42-+H2O;加入MgCl2生成沉淀,結(jié)合溶液中存在的陰離子,濾渣Ⅱ是MgSiO3、MgHAsO4;
(3)①氫氧化鈣和鎢酸鈣的溶解度均隨溫度升高而減小,Ksp值也隨之減小,由圖象可知,在陽(yáng)離子濃度相同時(shí)T1 ℃的陰離子濃度大于T2 ℃的陰離子濃度,則T1 ℃對(duì)應(yīng)的Ksp大于T2 ℃對(duì)應(yīng)的Ksp,所以T1<T2;取T1 ℃時(shí)的起點(diǎn),Ksp(CaWO4)=c(Ca2+)×c(WO42)=10-7×10-3=10-10;
②鎢酸鈉溶液中加入石灰乳,石灰乳微溶,不可拆,離子方程式為WO42+Ca(OH)2===CaWO4+2OH-。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氨在化肥生產(chǎn)、儲(chǔ)氫及環(huán)境治理等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
(1)中科院固體研究所的趙惠軍和張海民研究團(tuán)隊(duì)以MoS2為催化劑,通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑/電解質(zhì)的表界面相互作用,在不同電解質(zhì)溶液中實(shí)現(xiàn)常溫電催化合成氨,其反應(yīng)歷程與相對(duì)能量模擬計(jì)算結(jié)果如圖1。將Na2SO4溶液換成Li2SO4溶液后,反應(yīng)速率明顯加快的主要原因是加快了下列__轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率(填標(biāo)號(hào))。
A.N2→*N2 B.*N2→*N2H C.*N2H3→*N D.*NH→*NH2
(2)2017年Dr.KatsutoshiNagaoka等帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種可以“快速啟動(dòng)的氨制氫工藝”。
已知:NH3(g)=H2(g)+N2(g) ΔH1=+45.9kJ·mol-1
NH3(g)+O2(g)=H2O(g)+N2(g) ΔH2=-318kJ·mol-1
則快速制氫反應(yīng)NH3(g)+O2(g)=H2(g)+H2O(g)+N2(g)的ΔH=___kJ·mol-1。
(3)氨在高溫下分解可以產(chǎn)生氫氣和氮?dú)狻?/span>1100℃時(shí),在鎢絲表面NH3分解的半衰期(濃度減小一半所需時(shí)間)如下表所示:
表中的t5的值為___。c(NH3)的值從2.28×10-3變化至1.14×10-3的過(guò)程中,平均反應(yīng)速率v(H2)=___ mol·L-1·s-1(保留三位有效數(shù)字)。
(4)氨催化氧化時(shí)會(huì)發(fā)生兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng):
Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.0kJ·mol-1
Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1266.6kJ·mol-1
為分析某催化劑對(duì)反應(yīng)的選擇性,在1L密閉容器中存入1mol氨氣和2mol的氧氣,測(cè)得有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化的關(guān)系如圖2。
①該催化劑在低溫時(shí),選擇反應(yīng)___(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②520℃時(shí),4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的平衡常數(shù)K=___(只需列出數(shù)字計(jì)算式,無(wú)需計(jì)算結(jié)果)。
(5)華南理工大學(xué)提出利用電解法制H2O2并用產(chǎn)生的H2O2處理廢氨水,裝置如圖3所示。
①IrRu惰性電極有吸附O2的作用,該電極上的反應(yīng)為__。
②理論上電路中每轉(zhuǎn)移3mol電子,最多可以處理NH3·H2O的物質(zhì)的量為__。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】采用電化學(xué)法還原CO2是一種使CO2資源化的方法。下圖是利用此法制備ZnC2O4的示意圖(電解液不參與反應(yīng))。下列說(shuō)法中正確的是
A. Zn與電源的負(fù)極相連
B. ZnC2O4在交換膜右側(cè)生成
C. 電解的總反應(yīng)為2CO2+ZnZnC2O4
D. 通入11.2 L CO2時(shí),轉(zhuǎn)移0.5 mol電子
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用如圖裝置制取表中的四種干燥、純凈的氣體(圖中鐵架臺(tái)、鐵夾、加熱及氣體收集裝置均已略去;必要時(shí)可以加熱;a、b、c、d表示相應(yīng)儀器中加入的試劑)。其中正確的是( )
選項(xiàng) | A | B | C | D |
氣體 | CO2 | Cl2 | NH3 | NO |
a | 鹽酸 | 濃鹽酸 | 飽和NH4Cl溶液 | 稀硝酸 |
b | CaCO3 | MnO2 | 消石灰 | 銅屑 |
c | 飽和Na2CO3溶液 | NaOH溶液 | H2O | H2O |
d | 濃硫酸 | 濃硫酸 | 固體NaOH | 濃硫酸 |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】固體粉末X中可能含有Fe、Fe2O3、K2SiO3、K2SO3、KAlO2、MgCl2、K2CO3中的若干種。為確定該固體粉末的成分,現(xiàn)取X進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象如下:
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),以下說(shuō)法正確的是( )
A.氣體A一定只是NO
B.由于在溶液A中加入BaCl2溶液有沉淀產(chǎn)生,因此可以判斷溶液甲中含有K2SO3
C.若向固體甲中加入足量濃鹽酸,再加KSCN溶液,沒(méi)有血紅色,則證明原混合物中一定沒(méi)有Fe2O3
D.溶液甲中一定含有K2SiO3,可能含有KAlO2、MgCl2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】是一種綠色易溶于水的晶體,廣泛用于化學(xué)鍍鎳、生產(chǎn)電泡等?捎呻婂儚U渣(除鎳元素外,還含有Cu、Zn、Fe、Cr等元素雜質(zhì))為原料獲得。工藝流程如下:
已知:①是一種不溶于水易溶于強(qiáng)酸的沉淀;②已知,的。
(1)Ni的原子序數(shù)為28,則它在周期表中的位置為______,寫出H2O2的結(jié)構(gòu)式______。
(2)步驟②,向?yàn)V液I中加入適量溶液的目的是除去Cu2+和,其中除去Cu2+的離子方程式為______;加之前需控制pH不能太低的目的是______。
(3)步驟③的目的是除去Fe和Cr,溫度不能太高的原因是___________。若在時(shí),調(diào)pH=4除去鐵,此時(shí)溶液中______________。
(4)粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),可用電解法制備高純度鎳,下列敘述正確的是_ ___(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)
A.粗鎳作陽(yáng)極,純鎳作陰極
B.陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式:
C.電解過(guò)程中,陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等
D.電解后,溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Cu2+和
E.電解后,電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示是一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料氧氣為氧化劑,某固體氧化物為電解質(zhì)的新型燃料電池。該固體氧化物電解質(zhì)的工作溫度高達(dá)700—900℃時(shí),O2—可在該固體氧化物電解質(zhì)中自由移動(dòng),反應(yīng)生成物均為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.電池內(nèi)的O2—由電極甲移向電極乙
B.電池總反應(yīng)為N2H4+2O2=2NO+2H2O
C.當(dāng)甲電極上有1molN2H4消耗時(shí),標(biāo)況下乙電極上有22.4LO2參與反應(yīng)
D.電池外電路的電子由電極乙移向電極甲
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予約翰·古迪納夫、斯坦利·威廷漢和吉野彰,表彰他們對(duì)鋰離子電池研究的貢獻(xiàn)。磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動(dòng)力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片(除LiFePO4外,還含有Al箔、少量不溶于酸堿的導(dǎo)電劑)中的資源,部分流程如圖:
(1)從“正極”可以回收的金屬有___________。
(2)“堿溶”時(shí)Al箔溶解的離子方程式_________。
(3)“酸浸”時(shí)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L NO時(shí),則被氧化的LiFePO4為______mol。(其他雜質(zhì)不與HNO3反應(yīng))
(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)得濾液②中c(Li+)=4 mol·L-1,加入等體積的Na2CO3溶液后,Li+的沉降率到99%,則濾液③中c(CO32-)=________ mol·L-1。 [Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3]
(5)磷酸亞鐵鋰電池總反應(yīng)為:LiFePO4+6C Li1-xFePO4+LixC6,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+。充電時(shí),Li+移向_______(填“陽(yáng)極”或“陰極”);放電時(shí),正極反應(yīng)式為_______。
(6)磷酸亞鐵鋰電池中鐵的含量可通過(guò)如下方法測(cè)定:稱取1.40g試樣用鹽酸溶解,在溶液中加入稍過(guò)量的SnCl2溶液,再加入HgCl2飽和溶液,用二苯胺磺酸鈉作指示劑,用0.030 mol·L-1重鉻酸鉀溶液滴定至溶液由淺綠色變?yōu)樗{(lán)紫色,消耗重鉻酸鉀溶液40.00mL。
已知:2Fe3++Sn2++6Cl-=SnCl62-+2Fe2+
4Cl-+Sn2++2HgCl2=SnCl62-+Hg2Cl2
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
① 實(shí)驗(yàn)中加入HgCl2飽和溶液的目的是__________。
② 磷酸亞鐵鋰電池中鐵的含量為_______。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知某溫度下CH3COOH的電離常數(shù)K=1.6×10-5。該溫度下向20 mL 0.01 mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入 KOH溶液,其pH變化曲線如圖(1)所示(忽略溫度變化)。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題:
(1)點(diǎn)溶液中c(H+)約為______________。
(2)、c、d三點(diǎn)中水的電離程度最大的是_________。
(3)若學(xué)習(xí)小組在該溫度下用此醋酸滴定某未知濃度的KOH溶液:
①滴定過(guò)程中宜選用____________作指示劑;滴定達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是_________________。
②下列操作會(huì)造成結(jié)果偏高的是_________。
A.酸式滴定管水洗后直接裝入醋酸 B.錐形瓶水洗后未干燥
C.滴定終點(diǎn)時(shí)俯視酸式滴定管的讀數(shù)D.部分酸滴到錐形瓶外面
③若滴定開(kāi)始和結(jié)束時(shí),酸式滴定管中的液面如圖(2)所示,則所用醋酸的體積為_______mL。
(4)常溫下,若向20 mL的稀氨水中逐滴加入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸,下列變化趨勢(shì)正確的是____(填序號(hào))。
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