【題目】釩被稱為“工業(yè)味精”“工業(yè)維生素”,在發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)、國防等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。某高鉻型釩渣含Fe2O3、Fe3O4、SiO2、Al2O3、V2O5、Cr2O3等物質(zhì),從中分離提取釩鉻的工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)“焙燒”時會生成NaVO3和Na2CrO4,生成Na2CrO4的化學方程式是_________。
(2)濾渣1中主要含_______。濾渣2的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3,對應調(diào)pH應不低于_____。(常溫下,當溶液中離子濃度小于1×10-6mol/L時認為沉淀完全, Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38、Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33)
(3)“沉釩”所用0.1mol/L (NH4)2SO4溶液中,離子濃度由大到小的順序是_______。
(4)“還原”時溶液的pH在2.5左右,此時控制酸度應選用_______(填標號)。
A.稀鹽酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.硫酸銨
(5)NH4VO3、Cr(OH)3煅燒時發(fā)生反應的類型是否相同?___________。
(6)工業(yè)上可用電解還原法處理含Cr2O72- 的酸性廢水。用鐵板作陽極,電解過程中,廢水pH逐漸上升,Cr3+、Fe3+都以氫氧化物沉淀析出,達到廢水凈化的目的。
①其中陽極的電極反應式是___________。
②電解過程中,廢水pH上升的原因是___________________。
【答案】2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2 H2SiO3 5 c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-) B 相同 Fe-2e-= Fe2+ 陽極放電生成的Fe2+與Cr2O72-反應消耗H+,陰極H+放電生成氫氣
【解析】
釩渣含Fe2O3、Fe3O4、SiO2、Al2O3、V2O5、Cr2O3等物質(zhì),通入空氣條件下,和碳酸鈉固體混合一起培燒,二氧化硅與碳酸鈉反應生成了硅酸鈉,Fe3O4被氧化成 Fe2O3 “焙燒”時V2O5會生成NaVO3,Cr2O3在通入空氣條件下被氧化和碳酸鈉固體反應生成Na2CrO4,加入硫酸,硅酸鈉變成硅酸沉淀,Fe2O3、Al2O3、NaVO3、Na2CrO4溶于硫酸,溶液中含有Al3+、Fe3+、VO3-、CrO42-,調(diào)pH值使Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,用 (NH4)2SO4溶液“沉釩”,加亞硫酸鈉將+6價的鉻還原成+3價的Cr3+。
(1)+3價的的鉻氧化成+6價,讀圖確定反應物有Cr2O3、O2、Na2CO3 “焙燒”時Cr2O3生成Na2CrO4的化學方程式是:2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2;
(2)加入硫酸,硅酸鈉變成硅酸沉淀,故濾渣1中主要含硅酸;根據(jù)題中數(shù)據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38、Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,同一類型的物質(zhì)Ksp越小越難溶,使Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀且沉淀完全, pH計算以Ksp[Al(OH)3]帶入計算:Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33=c(Al3+)×c3(OH-),c(Al3+)=1×10-6molL—1,解得c(OH-)=1×10-9molL—1,pH=5,對應調(diào)pH應不低于5;
(3)(NH4)2SO4溶液中,NH4+發(fā)生水解,溶液顯酸性,NH4+發(fā)生水解濃度會減小,但發(fā)生水解的NH4+畢竟少數(shù),NH4+離子濃度仍大于c(SO42-),(NH4)2SO4溶液中離子由大到小的順序是c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH—);
(4)A. CrO42—氧化性很強,會把鹽酸氧化;
B.硫酸是非氧化性酸,比較穩(wěn)定,B項正確;
C.硝酸具有強氧化性會消耗亞硫酸鈉,C項錯誤;
D.硫酸銨水解溶液呈酸性,但程度小達不到酸度要求,溶液的pH值不能達到2.5,D項錯誤;
答案選B;
(5)2NH4VO3V2O5 +2NH3 +H2O,2Cr(OH)3Cr2O3+3H2O,都是分解反應,反應類型相同;
(6)①Fe板作陽極,為活性電極,Fe失電子發(fā)生氧化反應生成亞鐵離子,陽極反應為Fe-2e-=Fe2+;
②陽極電解產(chǎn)生的Fe2+具有還原性,Cr2O72-具有強氧化性,能將Cr2O72-還原成Cr3+,由離子反應方程式:Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O可知,處理過程中消耗氫離子,溶液的酸性減弱,溶液pH增大;電解時,陰極H+放電發(fā)生還原反應,2H++2e-=H2↑,溶液中的H+減少,促進水的電離,氫氧根離子濃度增大,溶液pH增大。
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【題目】已知鉬(Mo)的晶胞如圖所示,鉬原子半徑為a pm,相對原子質(zhì)量為M,以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。
(1)鉬晶體的堆積方式為_______________,晶體中粒子的配位數(shù)為________________。
(2)構(gòu)成鉬晶體的粒子是________(填“原子”,“分子”或“離子”),晶胞中所含的該種粒子數(shù)為___________。
(3)金屬鉬的密度為______________g·cm-3。
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【題目】氯氣溶于水達到平衡后,若其他條件不變,只改變某一條件,下列敘述正確的是
A.再通入少量氯氣,c(H+)/c(ClO-)減小
B.通入少量SO2,溶液漂白性增強
C.加入少量固體NaOH,一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)
D.加入少量水,水的電離平衡向正反應方向移動
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【題目】W、X、Y、Z為短周期內(nèi)除稀有氣體外的4種元素,它們的原子序數(shù)依次增大,其中只有Y為金屬元素。Y和W的最外層電子數(shù)都是1,Y、Z兩元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為W、X兩元素質(zhì)子數(shù)之和的3倍,且X與Z同主族。由此可知:
(1)寫出元素符號:W為_________,Z為_________
(2)W2X是由_________鍵組成的分子,其電子式為_________
(3)寫出Y的最高價氧化物對應水化物與Z的最高價氧化物對應水化物反應的離子方程式_________
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【題目】下列物質(zhì)既能跟稀硫酸反應,又能跟氫氧化鈉溶液反應的是
①KHCO3 ②(NH4)2CO3③Al2O3④Al(OH)3
A.全部B.只有①③④C.只有③④D.只有②③④
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【題目】利用下圖所示裝置可以模擬鐵的電化學腐蝕。下列說法中,正確的是
A. 若X為碳棒,開關(guān)K置于M處可以減緩鐵的腐蝕
B. 若X為銅棒,開關(guān)K置于N處可以加快鐵的腐蝕
C. 若X為碳棒,開關(guān)K置于M處,則為犧牲陽極的陰極保護法
D. 若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,則為外加電流的陰極保護法
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【題目】某小組設(shè)計如圖裝置(部分夾持裝置已略去),以探究潮濕的Cl2與Na2CO3反應得到固體物質(zhì)的成分。
(1)試劑X的化學式________。A中制取Cl2的離子方程式____________________。
(2)試劑Y的名稱為______________。
(3)通入一定量潮濕的Cl2反應后,經(jīng)檢測,D中只有Cl2O一種氣體,C中除含一種氯鹽外,同時含有NaHCO3等,某同學對C中所得固體殘渣的成分進行探究。
①提出合理假設(shè)。
假設(shè)1:存在兩種成分:NaHCO3和____________________________;
假設(shè)2:存在三種成分:NaHCO3和__________________________。
②設(shè)計方案,進行實驗。寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結(jié)論。
限選實驗試劑和儀器:蒸餾水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、試管、小燒杯。
實驗步驟 | 預期現(xiàn)象和結(jié)論 |
步驟1:取C中的少量固體樣品于試管中,滴加足量蒸餾水至固體溶解,然后將所得溶液分別置于A、B試管中 | |
步驟2:向A試管中滴加BaCl2溶液 | __________________ |
步驟3:______________ | __________________ |
(4)已知Cl2O與水反應生成次氯酸,則D中Cl2O進入E反應的化學方程式為____________。
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【題目】中學化學常見的有機化合物A(C6H6O)是重要的化工原料,在工業(yè)上能合成紫外線吸收劑BAD和治療心臟病藥物的中間體F,合成路線如下:
已知:BAD的結(jié)構(gòu)簡式為:
F的結(jié)構(gòu)簡式為:
試回答:
(1)H中含有的官能團名稱是____________________。
(2)寫出X的結(jié)構(gòu)簡式____________________________________,推測B的核磁共振氫譜中顯示有__________種不同化學環(huán)境的氫原子。
(3)寫出反應類型A→B______________;W→BAD______________。
(4)1mol C可以和______________mol Br2反應。
(5)C→D的過程中可能有另一種產(chǎn)物C1,請寫出在加熱條件下C1與足量稀NaOH水溶液反應的化學方程式:__________________________。
(6)B與HCHO在一定條件下反應生成高分子化合物的原理,與酚醛樹脂的制備原理相似。請寫出該反應的化學方程式___________________。
(7)W的同分異構(gòu)體有多種,寫出所有符合以下要求的W的同分異構(gòu)體:________________。
①與FeCl3溶液反應,溶液呈紫色; ②能發(fā)生銀鏡反應;③苯環(huán)上的一氯代物只有兩種。
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【題目】硼氫化鈉(NaBH4)是有機合成中常用的還原劑。一種制備硼氫化鈉工藝如下(部分條件和產(chǎn)物省略):
已知:MgH2、NaBH4遇水蒸氣劇烈反應并放出H2。
回答下列問題:
(1)Mg2B2O5H2O中B的化合價為_______________。MgH2和NaBO2必須在干燥條件下合成硼氫化鈉,其原因是_____________________________________________。
(2)難溶的Mg2B2O5與濃氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為__________。
(3)SOCl2溶于水能產(chǎn)生兩種氣體,其中一種氣體能使品紅溶液褪色,則灼燒時加入SOCl2的目的是______________________________。
(4)已知鎂—H2O2酸性燃料電池反應為Mg+H2O2+H2SO4MgSO4+2H2O。常溫下,電解質(zhì)溶液為200 mL 0.1 mol·L1硫酸溶液。
①寫出正極的電極反應式:______________________________。
②若電路中有0.038 mol轉(zhuǎn)移電子時,則溶液pH約為_____(忽略體積變化,不考慮H2O2電離)。
(5)“有效氫”是衡量含氫還原劑的還原能力指標,定義為1 g含氫還原劑的還原能力與多少克H2相當。NaBH4的“有效氫”等于_________________(結(jié)果保留2位小數(shù))。
(6)工業(yè)上,可以利用NaBO2、HCHO和生石灰在加熱下生成NaBH4和難溶的鹽,寫出化學方程式________________________________________。
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