[選修2—化學(xué)與技術(shù)](15分)金屬釩被譽為“合金的維生素”,釩及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。從廢釩催化劑(主要成分有V2O5,VOSO4,K2SO4,SiO2等)中回收V2O5的生產(chǎn)流程圖如下:
請回答:
(1)進(jìn)行步驟①前,將廢釩催化劑粉碎的目的是 。寫出步驟①中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式 。
(2)實驗室中進(jìn)行萃取分液操作時,用到的玻璃儀器有 。②③變化過程可簡化為(下式R表示VO2+,HA表示有機萃取劑)R2(SO4)n(水層)+2n HA(有機層)2RAn(有機層) + n H2SO4(水層),為提高②中萃取百分率,應(yīng)采取的措施是____ ;
(3)25°C時,取樣進(jìn)行試驗分析,得到釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系如下表:
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
釩沉淀率% | 88.1 | 94.8 | 96.5 | 98.0 | 98.8 | 98.8 | 96.4 | 93.1 | 89.3 |
通過上表數(shù)據(jù)分析,在實際生產(chǎn)中,⑤中加入氨水,調(diào)節(jié)溶液的最佳pH為______;
(4)在焙燒NH4VO3的過程中,固體質(zhì)量的減少值(縱坐標(biāo))隨溫度變化的曲線如下圖所示,則NH4VO3在分解過程中 。
A.先分解失去H2O,再分解失去NH3
B.先分解失去NH3,再分解失去H2O
C.同時分解失去H2O和NH3
D.同時分解失去H2、N2和H2O
(5)全釩液儲能電池的電解質(zhì)溶液為VOSO4溶液,電池的工作原理為VO2++V2++2H+VO2++H2O+V3+,電池放電時正極的電極反應(yīng)式為 。
(1)增大固液接觸面積,加快浸出速率,提高浸出率 V2O5+ SO32-+4H+=2VO2+ + SO42-+2H2O
(2)分液漏斗和燒杯 加入堿中和硫酸使平衡正移、多次連續(xù)萃取
(3)1.7~1.8 (4)B (5)VO2++2H++ e-= VO2++H2O
【解析】
試題分析:(1)粉碎固體催化劑,能增大固液接觸面積,加快浸出速率,提高浸出率,步驟①是加入水溶解,再加入酸溶解VOSO4,加入亞硫酸鉀還原V2O5;從流程圖可知,得到的離子是VO2+,SO42-,可知酸性溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng),離子方程式為V2O5+ SO32-+4H+=2VO2+ + SO42-+2H2O;
(2)萃取分液操作用到的玻璃儀器有分液漏斗和燒杯,R2(SO4)n(水層)+2nHA(有機層)2RAn(有機層)+nH2SO4(水層),加入堿中和酸可以促進(jìn)平衡正向進(jìn)行,提高萃取百分率,所以為提高②中萃取百分率,應(yīng)采取的措施是加入堿中和硫酸使平衡正移和多次連續(xù)萃取。
(3)釩沉淀率最高時最佳,依據(jù)圖表分析可知溶液的PH需要調(diào)節(jié)到1.7-1.8,釩的沉淀率最大。
(4)根據(jù)NH4VO3在焙燒變化的圖象可知:
2NH4VO3═V2O5+2NH3↑+H2O
234g 34g 18g
減少值開始為0~17g,曲線到200℃時(約為16.0g)曲線開始平直;到約為300℃時又開始減少9g(H2O的質(zhì)量),到350℃時減少24g時就不再變化,所以NH4VO3在焙燒過程中200℃時左右先失去氨;在300~350℃再失去水,選B.
(5)放電是原電池理論,正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以電池放電時正極的電極反應(yīng)式為VO2++2H++ e-= VO2++H2O。
考點:考查物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合利用,電解原理的應(yīng)用等知識。
科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015江蘇省高二上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:計算題
(8分)將0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出649.5KJ的熱量。
(1)寫出上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(2)已知H2O(l)轉(zhuǎn)化為H2O(g)的△H=44KJ.mol_1,試計算11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣態(tài)乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量。(請寫出計算過程)
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年浙江省溫州市高三一模理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
下列說法正確的是
A.試管、燒杯、表面皿、蒸發(fā)皿、圓底燒瓶都能用酒精燈加熱
B.用玻璃棒蘸取新制氯水,滴在pH試紙上,然后與比色卡對照,可測定新制氯水的pH值
C.用新制氫氧化銅懸濁液可以鑒別乙酸、葡萄糖和淀粉三種溶液
D.用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定鹽酸,滴定管尖嘴部分在滴定前無氣泡,滴定終點時出現(xiàn)氣泡,則測定結(jié)果將偏大
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年河南省高三下學(xué)期第一次月考理科綜合化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
(15分)
(1)已知:
甲醇制烯烴反應(yīng)①:2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g) △H1=-29.0 KJ·mol-1
甲醇脫水反應(yīng)②:2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-24.0 KJ·mol-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)③:CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)) △H3=+50.8 KJ·mol-1
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H= KJ·mol-1
(2)在精制飽和食鹽水中加入碳酸氫銨可制備小蘇打(NaHCO3),并提取氯化銨作為肥料或進(jìn)一步提純?yōu)楣I(yè)氯化銨。
①寫出上述制備小蘇打的化學(xué)方程式:__________________________________。
②濾出小蘇打后,母液提取氯化銨有兩種方法:Ⅰ、通入氨,冷卻、加食鹽,過濾;Ⅱ、不通氨,冷卻、加食鹽,過濾。其中方法Ⅰ析出的氯化銨的純度更高,其原因是 。而方法Ⅱ的優(yōu)點是其濾液可以 。
(3)鉛及其化合物可用于蓄電池,耐酸設(shè)備及X射線防護(hù)材料等。PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得,反應(yīng)的離子方程式為 :PbO2也可以通過石墨為電極,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式 ,電解液中加入Cu(NO3)2的原因是 。
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年河南省高三下學(xué)期第一次月考理科綜合化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
下列水溶液中能大量共存的一組離子是
A.K+、Al3+、CO32-、Cl- B.Na+、H+、SO42-、SiO32-
C.H+、Mg2+、SO42- 、I- D.H+、Fe2+、Cl—、NO3—
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年甘肅省蘭州市高三下學(xué)期診斷考試?yán)砭C化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四種短周期元素,它們之間的關(guān)系如下:
Ⅰ.原子半徑:甲<丙<乙<丁
Ⅱ.原子的最外層電子數(shù):甲+丙=乙+丁=8
Ⅲ.原子的核外電子層數(shù):丁>乙=丙=2甲
Ⅳ.乙元素的主要化合價:最高正價+最低負(fù)價=2
則下列說法不正確的是
A.乙元素的最外層有5個電子,其氫化物含有極性鍵
B.四種元素中丙的非金屬性最強,其最高價氧化物對應(yīng)的含氧酸酸性最強
C.丁元素的氧化物對應(yīng)的水化物與乙元素最高價氧化物對應(yīng)水化物恰好完全反應(yīng)形成的鹽溶液顯酸性
D.乙、丙兩元素形成的簡單氫化物穩(wěn)定性丙的強于乙
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年福建省廈門市高三質(zhì)量檢查理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
選考〔化學(xué)—物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)](13分)
鋼鐵分析中常用過硫酸鹽氧化法測定鋼中錳的含量,
反應(yīng)原理為: 2Mn2++5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+
(1)基態(tài)錳原子的核外電子排布式為 _
(2)上述反應(yīng)涉及的元素屬于同主族元素,其第一電離能由大到小的順序為 (填元素符號)。
(3)已知H2.S2O8的結(jié)構(gòu)如圖。
①H2.S2O8硫原子的軌道雜化方式為 。
②上述反應(yīng)中被還原的元素為 。
③上述反應(yīng)每生成1 mol MnO4 -,S2O82- 斷裂的共價鍵類型及其數(shù)目為 。
(4)一定條件下,水分子間可通過O一H...O氫鍵將從H2O分子結(jié)合成三維骨架結(jié)構(gòu),其中的多面體孔穴中可包容氣體小分子,形成籠形水合包合物晶體
①下圖是一種由水分子構(gòu)成的正十二面體骨架(“o”表示水分子),其包含的氫鍵數(shù)為 ;
②實驗測得冰中氫鍵的作用能為18.8目kJ·mol-1,而冰的熔化熱為5.0kJ·mol-1,其原因可能是 。
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年福建省泉州市高三3月教學(xué)質(zhì)量檢查理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
一種三室微生物燃料電池可用于污水凈化、海水淡化,其工作原理如圖所示。以下說法不正確的是
A.中間室Cl—移向左室
B.X氣體為CO2
C.處理后的含硝酸根廢水pH降低
D.電路中每通過1 mol電子,產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮氣的體積為2.24L
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科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015廣東省汕頭市等三校高二上學(xué)期期末化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
(14分)二甲醚(CH3OCH3)是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作制冷劑等,對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上以CO和H2為原料生產(chǎn)二甲醚CH3OCH3的新工藝主要發(fā)生三個反應(yīng):
①CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H1=-Q1 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2=-Q2 kJ·mol-1
③ CO(g)+ H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H3=-Q3 kJ·mol-1
回答下列問題:
(1)新工藝的總反應(yīng)3H2(g)+ 3CO(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g)的熱化學(xué)方程式為_________。
(2)工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇:CO(g) + 2H2(g)CH3OH (g) △H
下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(Κ)。
溫度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中數(shù)據(jù)判斷ΔH 0 (填“>”、“=”或“<”)。能夠說明某溫度下該反應(yīng)是平衡狀態(tài)的是
A.體系的壓強不變 B.密度不變
C.混合氣體的相對分子質(zhì)量不變 D.c(CO)=c(CH3OH)
②某溫度下,將 2mol CO和 6mol H2 充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng) 10min后,達(dá)到平衡時測得c(CO)=0.2mol/L,計算此溫度下的平衡常數(shù)K= 。
(3)工業(yè)生產(chǎn)是把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后獲得的較純H2用于合成氨。合成氨反應(yīng)原理為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJmol-1。實驗室模擬化工生產(chǎn),在恒容密閉容器中沖入一定量N2和H2后,分別在不同實驗條件下反應(yīng),N2濃度隨時間變化如圖。請回答下列問題:
①與實驗Ⅰ比較,實驗Ⅱ改變的條件為 。
②在實驗Ⅲ中改變條件為采用比實驗Ⅰ更高的溫度,請在下圖中畫出實驗I和實驗Ⅲ中NH3濃度隨時間變化的示意圖。
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