【題目】地球化學(xué)中,通常用熱重分析研究礦物在受熱時(shí)的質(zhì)量變化以確定其組成。取66.6 mg由高嶺石[Al4Si4O10(OH)8]和方解石(CaCO3)組成的礦物,加熱到673K~1123K區(qū)間內(nèi)分解為氧化物,樣品總失重13.8 mg。高嶺石受熱分解反應(yīng)方程式:Al4Si4O10(OH)8 →2Al2O3+4SiO2+4H2O
(1)硅原子核外電子排布在____個(gè)不同的電子層中,核外最外層電子分布在____個(gè)不同的軌道中。
(2)硅與鋁同周期且相鄰,化學(xué)性質(zhì)有相似性,寫(xiě)出Si與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式________。
(3)高嶺石是長(zhǎng)石的一種,不同類(lèi)長(zhǎng)石其氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同。由鈣長(zhǎng)石化學(xué)式CaAl2Si2O8可推知鈉長(zhǎng)石的化學(xué)式為_________________。
(4)此礦物中高嶺石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________。
a. 44% b. 56% c. 77.5% d. 80%
(5)若對(duì)高嶺土進(jìn)行煅燒活化,然后利用鹽酸進(jìn)行分解,對(duì)于分解出的氯化鋁溶液及二氧化硅再分別加入堿溶液進(jìn)行去雜提純,最后得到的氯化鋁溶液可制備氧化鋁。寫(xiě)出由氯化鋁溶液得到純凈氧化鋁的化學(xué)反應(yīng)方程式(要求最節(jié)約):_____________________。
(6)用焦炭與石英砂(SiO2)混合高溫,產(chǎn)生粗硅,現(xiàn)由兩種方法將粗硅提純:
第一種方法:Si+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2Si+4HCl
第二種方法:Si+3HCl SiHCl3 SiHCl3+H2Si+3HCl。
工業(yè)上常用第二種方法來(lái)提純單晶硅,其原因是_________________。
【答案】3 3 Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑ NaAlSi3O8 c 2AlCl3+3H2O→Al2O3+6HCl↑ 溫度較低,耗能少;HCl可以循環(huán)利用
【解析】
(1)根據(jù)硅原子核外電子排布分析;
(2)Si與NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣;
(3)根據(jù)不同類(lèi)長(zhǎng)石其氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同,結(jié)合化合價(jià)代數(shù)和是0可寫(xiě)出鈉長(zhǎng)石的化學(xué)式;
(4)由高嶺石[Al4Si4O10(OH)8]和方解石(CaCO3)組成的礦物,加熱到673K~1123K區(qū)間內(nèi)分解為氧化物,方解石分解生成CaO和二氧化碳,高嶺石受熱分解反應(yīng)方程式:Al4Si4O10(OH)8→2Al2O3+4SiO2+4H2O,所以減少的質(zhì)量為二氧化碳和水的質(zhì)量,列方程組計(jì)算;
(5)AlCl3水解生成氫氧化鋁,氫氧化鋁分解生成氧化鋁;
(6)根據(jù)反應(yīng)中能量的消耗和原料的使用來(lái)分析。
(1)硅為14號(hào)元素,其核外有14個(gè)電子,硅原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p2,則硅原子核外電子排布在3個(gè)電子層,核外最外層電子分布在3個(gè)不同的軌道中;
(2)硅與鋁同周期且相鄰,化學(xué)性質(zhì)有相似性,Si與NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣,則其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑;
(3)結(jié)合鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式可知鈉長(zhǎng)石就是將鈣長(zhǎng)石的中鈣更換為鈉,鋁硅酸陰離子不變,以及化合物中化合價(jià)代數(shù)和等于0可得鈉長(zhǎng)石的化學(xué)式為NaAlSi3O8;
(4)由高嶺石[Al4Si4O10(OH)8]和方解石(CaCO3)組成的礦物,加熱到673K~1123K區(qū)間內(nèi)分解為氧化物,方解石分解生成CaO和二氧化碳,高嶺石受熱分解反應(yīng)方程式:Al4Si4O10(OH)8→2Al2O3+4SiO2+4H2O,所以減少的質(zhì)量為二氧化碳和水的質(zhì)量,設(shè)礦物中高嶺石為x mol,方解石為y mol,則516x+100y=66.6×10-3 g,4x×18+44y=13.8×10-3 g
解得:x=1×10-4 mol,y=1.5×10-4 mol,則高嶺石的質(zhì)量為1×10-4 mol×516 g/mol=51.6×10-3 g=51.6 mg,則此礦物中高嶺石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=77.5%,故合理選項(xiàng)是c;
(5)AlCl3是強(qiáng)酸弱堿鹽,在溶液中Al3+水解生成氫氧化鋁,氫氧化鋁分解生成氧化鋁,則氯化鋁溶液得到純凈氧化鋁的化學(xué)反應(yīng)方程式(要求最節(jié)約)為:2AlCl3+3H2O→Al2O3+6HCl↑;
(6)用焦炭與石英砂(SiO2)混合高溫,產(chǎn)生粗硅,現(xiàn)由兩種方法將粗硅提純:
第一種方法:Si+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2Si+4HCl
第二種方法:Si+3HCl SiHCl3 SiHCl3+H2Si+3HCl。
第二種方法反應(yīng)溫度較低,能量消耗少,而且HCl能循環(huán)使用。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某課外小組分別用如圖所示裝置對(duì)原電池和電解原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
請(qǐng)回答:
Ⅰ.用圖 1 所示裝置進(jìn)行第一組實(shí)驗(yàn)。
(1)在保證電極反應(yīng)不變的情況下,不能替代 Cu 作電極的是__(填字母序號(hào))。
A 鋁 B 石墨 C 銀 D 鉑
(2)N 極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為__。
Ⅱ.用圖 2 所示裝置進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,觀(guān)察到與第一組實(shí)驗(yàn)不同的現(xiàn)象:兩極均有氣體產(chǎn)生,Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色;停止實(shí)驗(yàn),鐵電極明顯變細(xì),電解液仍然澄清。 查閱資料得知,高鐵酸根離子(FeO42-)在溶液中呈紫紅色。
(3)電解過(guò)程中,X 極區(qū)溶液的 pH__(填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)電解過(guò)程中,Y 極發(fā)生的電極反應(yīng)之一為 Fe﹣6e﹣+8OH﹣= FeO42-+4H2O 若在 X 極收集到672 mL 氣體,在 Y 極收集到 168 mL 氣體(均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)氣體體積),則 Y 電極(鐵電極)質(zhì)量減少____g。
(5)在堿性鋅電池中,用高鐵酸鉀作為正極材料,電池反應(yīng)為 2K2FeO4+3Z=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,該電池正極發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)式為__。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】杯環(huán)芳烴因其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于酒杯而得名,其鍵線(xiàn)式如圖,下列關(guān)于杯環(huán)芳烴的說(shuō)法正確的是( 。
A.屬于芳香烴B.最多與6mol H2發(fā)生加成反應(yīng)
C.分子式為C44H56O4D.分子內(nèi)所有原子一定在同一平面上
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某溫度下,相同pH的氨水和氫氧化鈉溶液分別加水稀釋?zhuān)芤?/span>pH隨溶液體積變化的曲線(xiàn)如圖所示。據(jù)圖判斷正確的是( )
A.Ⅰ為氨水稀釋時(shí)的pH值變化曲線(xiàn)
B.a、b、c三點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性:c>b=a
C.a、b、c三點(diǎn)溶液中水的電離程度:c=b>a
D.用相同濃度的鹽酸分別與等體積的b、c處溶液恰好完全反應(yīng),消耗鹽酸的體積:Vb=Vc
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將17.6克Fe2O3和Cu的混合物溶解于足量的稀鹽酸中,再加鐵粉9.8克,待鐵粉溶解后,溶液中無(wú)Fe3+,此過(guò)程共產(chǎn)生2.24升H2(標(biāo)況),則下列判斷正確的是
A.混合物中Cu全部被氧化為Cu2+以后,Cu2+又全部被還原
B.混合物中Cu全部被氧化為Cu2+以后,Cu2+又部分被還原
C.混合物中Cu部分被氧化為Cu2+以后,Cu2+又全部被還原
D.混合物中Cu部分被氧化為Cu2+以后,Cu2+又部分被還原
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某研究小組利用下圖裝置探究溫度對(duì)氨氣還原 Fe2O3 的影響(固定裝置略)。完成下列填空:
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí) A 中有大量紫紅色的煙氣,則 NH4I 的分解產(chǎn)物為 ___(至少填三種),E裝置的作用是___。
(2)裝置B中的反應(yīng)方程式:______,D裝置的作用是______。
某研究小組按上圖裝置進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),甲組用酒精燈、乙組用酒精噴燈對(duì)裝置 C 加熱,反應(yīng)產(chǎn)物均為黑色粉末(純凈物),兩組分別用各自的產(chǎn)物進(jìn)行以下探究,完成下列填空:
步驟 | 操作 | 甲組現(xiàn)象 | 乙組現(xiàn)象 |
1 | 取黑色粉末加入稀鹽酸 | 溶解,無(wú)氣泡 | 溶解,有氣泡 |
2 | 取步驟 1 中溶液,滴加 KSCN 溶液 | 變紅 | 無(wú)現(xiàn)象 |
3 | 向步驟 2 溶液中滴加新制氯水 | 紅色先變深后褪去 | 先變紅后也褪色 |
(3)乙組得到的黑色粉末是______。
(4)甲組步驟1中反應(yīng)的離子方程式為______。
(5)乙組步驟3中,溶液變紅的原因?yàn)?/span>______;溶液褪色可能的原因及其驗(yàn)證方法為______。
(6)若裝置C中Fe2O3反應(yīng)后的產(chǎn)物是兩種氧化物組成的混合物,為研究氧化物的組成,研究小組取樣品7.84克在加熱條件下通入氨氣,完全反應(yīng)后,停止加熱,反應(yīng)管中鐵粉冷卻后,稱(chēng)得質(zhì)量為5.6克,則混合物的組成為______。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)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(jìn)行提純。
請(qǐng)參照下表給出的數(shù)據(jù)填空。
氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH | 氫氧化物沉淀完全時(shí)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(shí)驗(yàn)的X物質(zhì)可以是(填選項(xiàng))_________ 。
A、KMnO4 B、NaClO C、H2O2 D、Cl2
(3)操作II的Y試劑為_(kāi)___________(填化學(xué)式),并調(diào)節(jié)溶液的pH在______范圍。
(4)實(shí)驗(yàn)室在配制CuCl2溶液時(shí)需加入少許_________(填物質(zhì)名稱(chēng)),理由是(文字?jǐn)⑹霾⒂糜嘘P(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(wú)水CuCl2,請(qǐng)簡(jiǎn)述操作方法_________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,將一根較純的鐵棒垂直沒(méi)入水中,由于深水處溶氧量較少,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)AB段產(chǎn)生較多鐵銹,BC段腐蝕嚴(yán)重。下列關(guān)于此現(xiàn)象的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.該腐蝕過(guò)程屬于電化腐蝕
B.鐵棒AB段電極反應(yīng)為O2 + 2H2O+ 4e-→ 4OH-
C.鐵棒AB段是負(fù)極,BC段是正極
D.產(chǎn)生此現(xiàn)象的根本原因是鐵棒所處化學(xué)環(huán)境的不同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】水的電離平衡曲線(xiàn)如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.圖中五點(diǎn)Kw間的關(guān)系B>C>A=D=E
B.若從A點(diǎn)到D點(diǎn),可采用在水中加入少量酸的方法
C.若處在B點(diǎn)時(shí),將pH=2的硫酸與pH=12的KOH等體積混合后,溶液顯堿性
D.若從A點(diǎn)到C點(diǎn),可用溫度不變時(shí)在水中加入適量NH4Cl固體的方法
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