【題目】釩鋼具有高強(qiáng)度、彈性優(yōu)良、抗磨損、抗沖擊等性能,可用于汽車和飛機(jī)制造。一種從石煤(含SiO2、V2O3、V2O5和少量Fe2O3)中提取V2O5的流程如下圖所示:
已知:
VO2+ | VO2+ | Fe2+ | Fe3+ | |
P2O4+TBP+煤油中的溶解度 | 很大 | 較小 | 0 | 很大 |
請(qǐng)回答下列問題:
(1)“酸浸”時(shí),為提高浸出速率,除適當(dāng)增加硫酸濃度、減小石煤礦粉粒徑外,還可采取的措施有__________(任寫一條);生成VO2+反應(yīng)的離子方程式為_______。
(2)從整個(gè)流程來(lái)看,“還原”的目的為_______。
(3)實(shí)驗(yàn)室模擬“萃取”時(shí),需用到的玻璃儀器有____________。
(4)“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________。
(5)上述流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有_________。
(6)全釩液流儲(chǔ)能電池的工作原理為VO2++V3++H2OVO2++V2++2H+。
①充電時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為______;
②兩極區(qū)被質(zhì)子交換膜隔開,放電時(shí),若外電路轉(zhuǎn)移2mole-,則正極區(qū)溶液中n(H+)________(填“增加”或“減少”)________mol。
【答案】適當(dāng)升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增大O2通入量、攪拌(其他合理答案均可,任寫一條) 2V2O3+8H++O2=4VO2++4H2O 將VO2+還原為VO2+、Fe3+還原為Fe2+,利于后續(xù)萃取分離 分液漏斗、燒杯 6VO2++ClO3-+3H2O=6VO2++Cl-+6H+ P2O4+TBP+煤油、NH3(或NH3·H2O) VO2+-e-+H2O=VO2++2H+ 減少 2
【解析】
石煤(含SiO2、V2O3、V2O5和少量Fe2O3)與硫酸和氧氣反應(yīng)生成的主要是含有VO2+、VO2+、Fe3+,經(jīng)過(guò)亞硫酸鈉還原,變?yōu)?/span>VO2+、Fe2+,經(jīng)過(guò)P2O4+TBP+煤油的萃取出VO2+,再用硫酸反萃取出VO2+,經(jīng)過(guò)NaClO3的氧化,再加氨水沉釩,再熱解得到V2O5。
⑴由流程圖可知,“酸浸”時(shí)需加入O2和H2SO4,為加快反應(yīng)速率,除了適當(dāng)增加硫酸濃度、減小石煤礦粉粒徑外,還可采取適當(dāng)升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增大O2通入量、攪拌等措施;生成VO2+反應(yīng)的離子方程式為2V2O3+8H++O2 = 4VO2++4H2O;故答案為:適當(dāng)升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增大O2通入量、攪拌(其他合理答案均可,任寫一條);2V2O3+8H++O2=4VO2++4H2O。
⑵分析反應(yīng)流程及表格數(shù)據(jù)可知,VO2+與Fe3+在P2O4+TBP+煤油中的溶解度很大,而VO2+與Fe2+在萃取劑中的溶解度較小,要除去含鐵雜質(zhì),可將VO2+還原為VO2+、Fe3+還原為Fe2+,利于后續(xù)萃取分離;故答案為:將VO2+還原為VO2+、Fe3+還原為Fe2+,利于后續(xù)萃取分離。
⑶在“萃取”操作中,需用到的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯;故答案為:分液漏斗、燒杯。
⑷“氧化”過(guò)程為加入NaClO3將VO2+氧化為VO2+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為6VO2++ClO3-+3H2O = 6 VO2++Cl-+6H+;故答案為:6VO2++ClO3-+3H2O = 6 VO2++Cl-+6H+。
⑸由流程圖可知,該流程進(jìn)行了“萃取”與“反萃取”,故萃取劑P2O4+TBP+煤油可循環(huán)使用,另外“熱解”產(chǎn)生的NH3可配制成NH3·H2O溶液,用于“沉釩”操作;故答案為:P2O4+TBP+煤油、NH3(或NH3·H2O)。
⑹①充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),其電極反應(yīng)式應(yīng)為VO2+-e-+H2O = VO2++2H+。②放電時(shí)正極反應(yīng)式為VO2++e-+2H+= VO2++H2O,負(fù)極反應(yīng)式為V2+-e-=V3+,故當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移2mole-時(shí),正極反應(yīng)消耗4molH+,負(fù)極區(qū)有2molH+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向正極區(qū),故正極區(qū)溶液中n(H+)將減少2mol;故答案為:VO2+-e-+H2O=VO2++2H+;減少;2。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)是一種肉制品生產(chǎn)中常見的食品添加劑,使用時(shí)必須嚴(yán)格控制其用量。在漂白、電鍍等方面應(yīng)用也很廣泛。某興趣小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的裝置制備NaNO2(A中加熱裝置已略去)。
已知:室溫下,①2NO+Na2O2===2NaNO2
②酸性條件下,NO 或NO2-都能與MnO4-反應(yīng)生成NO3-和Mn2+
(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。
(2)檢查完該裝置的氣密性,裝入藥品后,實(shí)驗(yàn)開始前通入一段時(shí)間N2,然后關(guān)閉彈簧夾,再滴加濃硝酸,加熱。通入N 2的作用是______________。
(3)裝置B中觀察到的主要現(xiàn)象為_________________
(4)①為保證制得的亞硝酸鈉的純度,C裝置中盛放的試劑可能是___________(填字母序號(hào))。
A.P2O5 B.無(wú)水CaCl2 C.堿石灰 D.濃硫酸
②如果取消C裝置,D中固體產(chǎn)物除NaNO2外,可能含有的副產(chǎn)物有________ 寫化學(xué)式)。
(5)E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。
(6)將1.56g Na2O2完全轉(zhuǎn)化為NaNO2,理論上至少需要木炭__________g。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】是一種常見的化學(xué)試劑,是制備其他含錳化合物的重要原料。某課外化學(xué)興趣小組利用軟錳礦主要成分為,含少量、和制備,設(shè)計(jì)流程如圖:注:試劑①②③按編號(hào)順序加入
已知:常溫時(shí)部分難溶化合物的近似值如表:
物質(zhì) |
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(1)該小組同學(xué)在酸浸之前,先將軟錳礦粉碎,其目的是________。
(2)“酸浸”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________。
(3)加入固體的作用是________,甲同學(xué)提出將上述流程中的氨水換成氫氧化鈉溶液,乙同學(xué)覺得不妥,乙同學(xué)的理由是________。
(4)丙同學(xué)認(rèn)為向?yàn)V液C中滴加溶液的過(guò)程中可能會(huì)生成沉淀,并提出可能的原因?yàn)?/span>,常溫時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)________填數(shù)值。已知,。
(5)操作Ⅰ的名稱為________。
(6)如圖是小組同學(xué)將晶體放在坩堝里加熱分解時(shí),固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線已知草酸錳不穩(wěn)定,但其中錳元素的化合價(jià)在以下不變。
試根據(jù)各點(diǎn)的坐標(biāo)近似值回答下列問題:
①的化學(xué)方程式為________。
②從D點(diǎn)到E點(diǎn)過(guò)程中固體失重的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降的原因是________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】油脂是重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì).某天然油脂A可發(fā)生下列反應(yīng):
已知:A的分子式為C57H106O6.1mol該天然油脂A經(jīng)反應(yīng)①可得到1molD、1mol不飽和脂肪酸B和2mol直鏈飽和脂肪酸C.經(jīng)測(cè)定B的相對(duì)分子質(zhì)量為280,原子個(gè)數(shù)比為C:H:O=9:16:1;
(1)寫出B的分子式:________________________;
(2)寫出反應(yīng)①的反應(yīng)類型:____________;C的名稱(或俗稱)是_________;
(3)近日,電視媒體關(guān)于“氫化油危害堪比殺蟲劑”的報(bào)道引發(fā)軒然大波,反應(yīng)②為天然油脂的氫化過(guò)程.下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是_______________;
a.氫化油又稱人造奶油,通常又叫硬化油.
b.植物油經(jīng)過(guò)氫化處理后會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品反式脂肪酸甘油酯,攝入過(guò)多的氫化油,容易堵塞血管而導(dǎo)致心腦血管疾病.
c.氫化油的制備原理是在加熱植物油時(shí),加入金屬催化劑,通入氫氣,使液態(tài)油脂變?yōu)榘牍虘B(tài)或固態(tài)油脂.
d.油脂的氫化與油脂的皂化都屬于加成反應(yīng)
(4)D和足量金屬鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列敘述不正確的是( )
A. CCl4可由CH4制得,可萃取碘水中的碘
B. 乙烯和甲苯分子中所有原子都在同一個(gè)平面上
C. 煤油可由石油分餾獲得,可用作燃料和保存少量金屬鈉
D. 和CH3-CH=CH2互為同分異構(gòu)體
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】現(xiàn)有短周期主族元素X、Y、Z、R、T,R原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍;Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型離子化合物,Z與T形成的Z2T型化合物能破壞水的電離平衡,五種元素的原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是( 。
A.原子半徑和離子半徑均滿足:Y<Z
B.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)和熱穩(wěn)定性均滿足:Y>T
C.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性:T<R
D.常溫下,0.1mol·L-1由X、Y、Z、T四種元素組成的化合物的水溶液的pH一定大于1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】以紅土鎳礦(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)為原料,獲取凈水劑黃鈉鐵礬[NaFe(SO4)2(OH)6]和納米鎳粉的部分工藝流程如下:
(1)“酸浸”過(guò)程,為提高鐵和鎳元素的浸出率,可采取的措施有___________(寫出兩種)。
(2)“過(guò)濾Ⅰ”濾渣的主要成分是______。
(3)“氧化”過(guò)程欲使0.3molFe2+轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Fe3+,則需氧化劑NaClO至少為________ mol。
(4)“沉鐵”過(guò)程中加入碳酸鈉調(diào)節(jié)浴液的pH至2,生成黃鈉鐵礬沉淀,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______。若碳酸鈉過(guò)多會(huì)導(dǎo)致生成的沉淀由黃鈉鐵礬轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>_____(填化學(xué)式)。
(5)向“過(guò)濾Ⅱ”所得濾液(富含Ni2+)中加入N2H4·H2O,在不同濃度的氫氧化鈉溶液中反應(yīng),含鎳產(chǎn)物的XRD圖譜如下圖所示(XRD圖譜可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在,不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。欲制得高純納米鎳粉最適宜的NaOH的物質(zhì)的量濃度為_____。寫出該條件下制備納米鎳粉同時(shí)生成N2的離子方程式_____。
(6)高鐵酸鹽也是一種優(yōu)良的含鐵凈水劑,J.C.Poggendor早在1841年利用純鐵作電極插入濃的NaOH溶液電解制得Na2FeO4,陽(yáng)極生成FeO42-的電極反應(yīng)式為______;Deininger等對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),在陰、陽(yáng)電極間設(shè)置陽(yáng)離子交換膜,有效提高了產(chǎn)率,陽(yáng)離子交換膜的作用是_______。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)化學(xué)平衡的影響,得到如圖所示變化規(guī)律(p表示壓強(qiáng),T表示溫度,n表示物質(zhì)的量):根據(jù)以上規(guī)律判斷,下列結(jié)論正確的是( )
A.反應(yīng)Ⅰ:△H>0,p2>p1
B.反應(yīng)Ⅱ:△H>0,T1>T2
C.反應(yīng)Ⅲ:△H>0,T2>T1或△H<0,T2<T1
D.反應(yīng)Ⅳ:△H<0,T2>T1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】海洋動(dòng)物海鞘中含有種類豐富、結(jié)構(gòu)新穎的次生代謝產(chǎn)物,是海洋抗腫瘤活性物質(zhì)的重要來(lái)源之一。一種從海鞘中提取具有抗腫瘤活性的天然產(chǎn)物的流程如下:
下列關(guān)于該流程中各步驟的說(shuō)法中,錯(cuò)誤的是( )
選項(xiàng) | 步驟 | 采用裝置 | 主要儀器 |
A | ① | 過(guò)濾裝置 | 漏斗 |
B | ② | 分液裝置 | 分液漏斗 |
C | ③ | 蒸發(fā)裝置 | 坩堝 |
D | ④ | 蒸餾裝置 | 蒸餾燒瓶 |
A. A B. B C. C D. D
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