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科目: 來(lái)源: 題型:解答題

18.工業(yè)上以軟錳礦(主要成分MnO2)為原料,通過(guò)液相法生產(chǎn)KMnO4.即在堿性條件下用氧氣氧化MnO2得到K2MnO4,分離后得到的K2MnO4,再用惰性材料為電極電解K2MnO4溶液得到KMnO4,其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)略如下:
(1)反應(yīng)器中反應(yīng)的化學(xué)方程式為4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O.
(2)生產(chǎn)過(guò)程中最好使用含MnO280%以上的富礦,因?yàn)镸nO2含量最低的貧礦中Al、Si的氧化物含量較高,會(huì)導(dǎo)致KOH消耗量偏高 (填“偏高”或“偏低”).
(3)電解槽中總的離子反應(yīng)方程式為2MnO42-+2H2O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2MnO4-+2OH-+H2↑.
(4)在傳統(tǒng)工藝中得到K2MnO4后,向其中通入適量CO2反應(yīng)生成黑色固體、KMnO4等,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2+2K2CO3
上述反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1:2.與該傳統(tǒng)工藝相比,電解法的優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)率更高、KOH循環(huán)利用.
(5)用高錳酸鉀測(cè)定草酸結(jié)晶水合物的純度:稱(chēng)草酸晶體樣品0.500g溶于水配制成100ml溶液,取出20.00ml用0.0200mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定(雜質(zhì)不反應(yīng)),至溶液呈淺粉紅色且半分鐘內(nèi)不褪去,消耗KMnO4溶液14.80mL,則該草酸晶體的純度為93.2%.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(已知該草酸結(jié)晶水合物H2C2O4•2H2O的相對(duì)分子質(zhì)量為126)

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科目: 來(lái)源: 題型:解答題

17.CuCl晶體呈白色,熔點(diǎn)為430℃,沸點(diǎn)為1490℃,見(jiàn)光分解,露置于潮濕空氣中易被氧化,難溶于水、稀鹽酸、乙醇,易溶于濃鹽酸生成H3CuCl4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuCl(s)+3HCl(aq)?H3CuCl4(aq).

(1)實(shí)驗(yàn)室用如圖1所示裝置制取CuCl,反應(yīng)原理為:
2Cu2++SO2+8Cl-+2H2O═2CuCl43-+SO42-+4H+
CuCl43-(aq)?CuCl(s)+3Cl-(aq)
①裝置C的作用是吸收未反應(yīng)的二氧化硫.
②裝置B中反應(yīng)結(jié)束后,取出混合物進(jìn)行所示操作,得到CuCl晶體.
混合物$→_{i}^{冷卻}$ $→_{ii}^{倒入溶有SO_{2}的水中}$ $→_{iii}^{過(guò)濾}$ $→_{iV}^{洗滌}$ $→_{v}^{干燥}$CuCl晶體
操作ⅱ的主要目的是促進(jìn)CuCl析出、防止CuCl被氧化;操作ⅳ中宜選用的試劑是水、稀鹽酸或乙醇.
③實(shí)驗(yàn)室保存新制CuCl晶體的方法是避光、密封保存.
④欲提純某混有銅粉的CuCl晶體,請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方案將固體溶于濃鹽酸后過(guò)濾,去濾液加入大量的水稀釋?zhuān)^(guò)濾、洗滌、干燥得到CuCl.
(2)某同學(xué)利用如圖2所示裝置,測(cè)定高爐煤氣中CO、CO2、N2和O2的百分組成.
已知:i.CuCl的鹽酸溶液能吸收CO形成Cu(CO)Cl•H2O.
ii.保險(xiǎn)粉(Na2S2O4)和KOH的混合溶液能吸收氧氣.
①D、F洗氣瓶中宜盛放的試劑分別是氫氧化鋇溶液、CuCl的鹽酸溶液.
②寫(xiě)出保險(xiǎn)粉和KOH的混合溶液吸收O2的離子方程式:2S2O42-+3O2+4OH-=4SO42-+2H2O.

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科目: 來(lái)源: 題型:解答題

16.(Ⅰ)二氧化鈦廣泛應(yīng)用于各類(lèi)結(jié)構(gòu)表面涂料、紙張涂層等,二氧化鈦還可作為制備鈦單質(zhì)的原料.
二氧化鈦可由以下方法制備:
TiCl4水解生成TiO2•xH2O,過(guò)濾、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2,此方法制備得到的是納米二氧化鈦.
(1)①TiCl4水解生成TiO2•xH2O的化學(xué)方程式為T(mén)iCl4+(x+2)H2O?TiO2•xH2O↓+4HCl;
②檢驗(yàn)TiO2•xH2O中Cl-是否被除凈的方法是取最后一次的少量水洗液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,不產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明Cl-已除凈.
(2)TiO2制取單質(zhì)Ti,涉及到的步驟如下:
TiO2$\stackrel{①}{→}$TiCl4$→_{②}^{Mg_{800}℃}$Ti
反應(yīng)②的方程式是TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgCl2+Ti.
(Ⅱ)工業(yè)上以粗銅為原料采取如圖1所示流程制備硝酸銅晶體:

(1)在步驟a中,還需要通入氧氣和水,其目的是將NOx轉(zhuǎn)化為硝酸,提高原料的利用率,減少污染物的排放.
(2)圖2是某小組學(xué)生查閱資料后所繪出的硝酸銅晶體[Cu(NO32•nH2O]的溶解度曲線(溫度在30℃左右對(duì)應(yīng)不同的晶體),說(shuō)法正確的是BD
A.A點(diǎn)時(shí)的溶液為不飽和溶液
B.B點(diǎn)時(shí)兩種晶體可以共存
C.按上述流程最終得到的晶體一定是Cu(NO32•3H2O
D.若將C點(diǎn)時(shí)的溶液降溫至30℃以下,可以析出Cu(NO32•6H2O晶體
(3)某燃料電池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)為電解質(zhì),以丁烷為燃料,以空氣為氧化劑,以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極.正極電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-=2CO32-或13O2+26CO2+52e-=26CO32-,用該燃料電池來(lái)電解飽和食鹽水,若電解后得到200mL3.25mol•L-1 NaOH溶液,則消耗C4H10的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為560mL.

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15.工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O3•5H2O,實(shí)驗(yàn)室可用如下裝置(略去部分加持儀器)模擬生成過(guò)程.

燒瓶C中發(fā)生反應(yīng)如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+H2S(aq)   (I)
2H2S(aq)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l)                   (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq)                     (Ⅲ)
(1)儀器組裝完成后,關(guān)閉兩端活塞,向裝置B中的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液注,若柱高度保持不變,則整個(gè)裝置氣密性良好.裝置D的作用是防止倒吸.裝置E中為NaOH溶液.
(2)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率,其中的液體最好選擇c.
a.蒸餾水            b.飽和Na2SO3溶液   c.飽和NaHSO3溶液    d.飽和NaHCO3溶液
實(shí)驗(yàn)中,為使SO2緩慢進(jìn)入燒瓶C,采用的操作是控制滴加硫酸的速度.已知反應(yīng)(Ⅲ)相對(duì)較慢,則燒瓶C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液變澄清(或渾濁消失).反應(yīng)后期可用酒精燈適當(dāng)加熱燒瓶A,實(shí)驗(yàn)室用酒精燈加熱時(shí)必須使用石棉網(wǎng)的儀器還有ad.
a.燒杯    b.蒸發(fā)皿      c.試管      d.錐形瓶
(3)反應(yīng)終止后,燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮即可析出Na2S2O3•5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì).利用所給試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na2SO4,簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作,現(xiàn)象和結(jié)論:取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸,靜置,取上層清液(或過(guò)濾,取濾液),滴入幾滴BaCl2溶液,若產(chǎn)生白色沉淀則說(shuō)明產(chǎn)品中含有Na2SO4,若沒(méi)有產(chǎn)生白色沉淀則說(shuō)明產(chǎn)品中不含Na2SO4
已知:
1.Na2S2O3•5H2O遇酸易分解:S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O
2.供選擇的試劑:稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液.

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14.工業(yè)上利用氟碳鈰礦(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一種工藝流程如下:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)CeCO3F中,Ce元素的化合價(jià)為+3.
(2)酸浸過(guò)程中用稀硫酸和H2O2替換HCl不會(huì)造成環(huán)境污染.寫(xiě)出稀硫酸、H2O2與CeO2反應(yīng)的離子方程式:H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑.
(3)向Ce(BF43中加入KCl溶液的目的是避免三價(jià)鈰以Ce(BF43沉淀的形式損失或除去BF4-或提高CeCl3的產(chǎn)率.
(4)溶液中的C(Ce3+)等于1×10-5mol•l-1,可認(rèn)為Ce3+沉淀完全,此時(shí)溶液的PH為9.
(已知KSP[Ce(OH)3]=1×10-20
(5)加熱CeCl3.6H2O和NH4Cl的固體混合物可得到無(wú)水CeCl3,其中NH4Cl的作用是NH4Cl固體受熱分解產(chǎn)生HCl,抑制CeCl3水解.
(6)準(zhǔn)確稱(chēng)取0.7500gCeCl3樣品置于錐形瓶中,加入適量過(guò)硫酸銨溶液將Ce3+氧化為Ce4+,然后用0.1000mol.l-1(NH42Fe(SO42標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗25.00ml標(biāo)準(zhǔn)溶液.(已知:Fe2+Ce4+=Ce3++Fe3+
 ①該樣品中CeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82.2%.
 ②若使用久置的(NH42Fe(SO42標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,測(cè)得該CeCl3樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)

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科目: 來(lái)源: 題型:解答題

13.醋酸亞鉻水合物
{[Cr(CH3COO)2]2•2H2O,相對(duì)分子質(zhì)量為376}是一種深紅色晶體,不溶于冷水,是常用的氧氣吸收劑.實(shí)驗(yàn)室中以鋅粒、三氯化鉻溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物,其裝置如圖所示,且儀器2中預(yù)先加入鋅粒.已知二價(jià)鉻不穩(wěn)定,極易被氧氣氧化,不與鋅反應(yīng).制備過(guò)程中發(fā)生的相關(guān)反應(yīng)如下:
Zn(s)+2HCl(aq)═ZnCl2(aq)+H2(g)
2CrCl3(aq)+Zn(s)═2CrCl2(aq)+ZnCl2(aq)
2Cr2+(aq)+4CH3COO-(aq)+2H2O(l)═[Cr(CH3COO)2]2•2H2O(s)
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)儀器1的名稱(chēng)是分液漏斗.
(2)往儀器2中加鹽酸和三氯化鉻溶液的順序最好是C(選下面的A、B或C);目的是讓鋅粒與鹽酸先反應(yīng)產(chǎn)生H2,把裝置2和3中的空氣趕出,避免生成的亞鉻離子被氧化.
A.鹽酸和三氯化鉻溶液同時(shí)加入
B.先加三氯化鉻溶液一段時(shí)間后再加鹽酸
C.先加鹽酸一段時(shí)間后再加三氯化鉻溶液K]
(3)為使生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液順利混合,應(yīng)關(guān)閉閥門(mén)B(填“A”或“B”,下同),打開(kāi)閥門(mén)A.
(4)本實(shí)驗(yàn)中鋅粒要過(guò)量,其原因除了讓產(chǎn)生的H2將CrCl2溶液壓入裝置3與CH3COONa溶液反應(yīng)外,另一個(gè)作用是過(guò)量的鋅與CrCl3充分反應(yīng)得到CrCl2
(5)已知其它反應(yīng)物足量,實(shí)驗(yàn)時(shí)取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)9.51g,取用的醋酸鈉溶液為1.5L0.1mol/L;實(shí)驗(yàn)后得干燥純凈的[Cr(CH3COO)2]2•2H2O 啊9.4g,則該實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為83.3%(不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物).
(6)鉻的離子會(huì)污染水,常溫下要除去上述實(shí)驗(yàn)中多余的Cr2+,最好往廢液中通入足量的空氣或氧氣,再加入堿液,調(diào)節(jié)pH至少為5.6才能使鉻的離子沉淀完全(鉻的離子濃度應(yīng)小于10-5mol/L).
【已知Cr(OH)3的溶度積為6.3×10-31,$\root{3}{63}$≈4,lg2≈0.3】.

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12.硝酸銨鈣晶體[5Ca(NO32•NH4NO3•10H2O]極易溶于水,是一種綠色的復(fù)合肥料.
(1)硝酸銨鈣晶體的溶液顯酸性,原因是NH4++H2O?NH3•H2O+H+(用離子方程式表示).
(2)已知磷酸鈣是一種難溶物,常溫下,其Ksp=2.0×10-33,$\sqrt{2}$≈1.414.工業(yè)上生產(chǎn)硝酸銨鈣的方法是以硝酸浸取磷礦石得到的粗硝酸鈣(含硝酸鈣、磷酸鈣及硝酸)為原料制備,其生產(chǎn)流程如下:

①在粗硝酸鈣濁液中,c(Ca2+)≈0.1mol/L,則其中c(PO43-)約為1.414×10-15mol/L.
②加入適量的碳酸鈣后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O.
③硝酸銨是一種易分解的物質(zhì),保存和利用時(shí),需控制在較低溫度.230~400℃時(shí),它會(huì)分解成空氣中含量最大的兩種氣體,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4NO3$\frac{\underline{\;230~400℃\;}}{\;}$2N2↑+O2↑+4H2O.
(3)生產(chǎn)硝酸銨鈣工廠的廢水中常含有硝酸銨,凈化方法有反硝化凈化法和電解法.
①NO3-在酸性條件下可轉(zhuǎn)化為N2,該反硝化方法可用半反應(yīng)(同電極反應(yīng)式)表示2NO3-+10e-+12H+═6H2O+N2↑.
②目前常用電解法凈化,工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò));

Ⅰ.陽(yáng)極的電極反應(yīng)為2H2O-4e-═4H++O2↑,
Ⅰ室可回收的產(chǎn)品為硝酸(填名稱(chēng)).
Ⅱ.Ⅲ室可回收到氨氣,請(qǐng)結(jié)合方程式和文字解  釋其原因電解時(shí)Ⅲ室氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)(或2H++2e-=H2),使堿性增強(qiáng),同時(shí)NH4+通過(guò)陽(yáng)離子膜進(jìn)入III室,發(fā)生反應(yīng):NH4++OH-=NH3+H2O,生成氨氣.

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11.納米ZnO在催化、醫(yī)藥及橡膠等新材料方面有廣闊的應(yīng)用前景,下面是制備納米ZnO的相關(guān)工藝流程,試回答有關(guān)問(wèn)題:

已知:Ksp[Zn(OH)2]=4.5×10-17,且Zn(OH)2具有兩性.
(1)試劑A是氨水,試劑B是Ba(OH)2,步驟I生成BaSO4的離子方程式是Ba2++SO42-=BaSO4↓.
(2)步驟II中,pH應(yīng)調(diào)節(jié)至c(填序號(hào)).
a.3~5        b.5       c.8~9         d.12~14
(3)步驟II中“回流”時(shí)必須用到下列儀器中的d(填序號(hào)).
a.分液漏斗   b.溫度計(jì)  c.空氣冷凝管  d.球形冷凝管
(4)已知,在實(shí)驗(yàn)室中用200mL 0.25mol/L ZnSO4溶液與50mL 8mol/L的試劑A
反應(yīng),則加入固體試劑B的質(zhì)量為8.6g(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位).
(5)步驟II在加熱回流的同時(shí),要蒸出氨氣(填物質(zhì)名稱(chēng)),該物質(zhì)可循環(huán)使用.
(6)納米ZnO也可以用以下流程制備(其中反應(yīng)②生成了兩種碳的化合物).
書(shū)寫(xiě)相關(guān)的化學(xué)方程式①H2C2O4+ZnCl2+2H2O=ZnC2O4•2H2O+2HCl,②ZnC2O4•2H2O=ZnO+CO↑+CO2↑+2H2O.

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10.CoCl2•6H2O是一種飼料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑.一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3、Co(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2•6H2O的工藝流程如下:

已知:①浸出液中含有的陽(yáng)離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表:(金屬離子濃度為:0.01mol/L)
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2
開(kāi)始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔點(diǎn)為86℃,加熱至110~120℃時(shí),失去結(jié)晶水生成無(wú)水氯化鈷.
(1)寫(xiě)出浸出過(guò)程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O.
(2)寫(xiě)出NaClO3發(fā)生反應(yīng)的主要離子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;若不慎向“浸出液”中加過(guò)量NaClO3時(shí),可能會(huì)生成有毒氣體,寫(xiě)出生成該有毒氣體的離子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O.
(3)“加Na2CO3調(diào)pH至a”,過(guò)濾所得到的兩種沉淀的化學(xué)式為Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)制得的CoCl2•6H2O在烘干時(shí)需減壓烘干的原因是降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解.
(5)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖.向“濾液”中加入萃取劑的目的是除去溶液中的Mn2+;其使用的最佳pH范圍是B.

A.2.0~2.5   B.3.0~3.5   C.4.0~4.5  D.5.0~5.5
(6)為測(cè)定粗產(chǎn)品中CoCl2•6H2O含量,稱(chēng)取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水,加入足量AgNO3溶液,過(guò)濾、洗滌,將沉淀烘干后稱(chēng)其質(zhì)量.通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2•6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,其原因可能是粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水.(答一條即可)

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9.苯乙酸銅是合成優(yōu)良催化劑、傳感材料--納米氧化銅的重要前驅(qū)體之一.下面是它的一種實(shí)驗(yàn)室合成路線:

制備苯乙酸的裝置示意圖如下 (加熱和夾持裝置等略):
已知:苯乙酸的熔點(diǎn)為76.5℃,可升華,易溶于熱水,微溶于冷水,溶于乙醇.
請(qǐng)你根據(jù)提供的信息回答下列問(wèn)題:
(1)將裝置中的溶液加熱至100℃,緩緩滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升溫至130℃繼續(xù)反應(yīng).在裝置示意圖中,儀器a的名稱(chēng)是球形冷凝管,其作用是冷凝回流,防止苯乙酸的揮發(fā)而降低產(chǎn)品產(chǎn)率.
(2)反應(yīng)結(jié)束后加適量冷水,可分離出苯乙酸粗品.其加入冷水的目的是便于苯乙酸結(jié)晶析出.下列儀器中可用于分離苯乙酸粗品的是BCE(填標(biāo)號(hào)).
A.分液漏斗       B.漏斗    C.燒杯
D.直形冷凝管     E.玻璃棒
(3)如果要將苯乙酸粗品進(jìn)一步提純,你選擇的實(shí)驗(yàn)方法是重結(jié)晶、升華(填二種方法).
(4)用CuCl2•2H2O和NaOH溶液制備適量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸餾水洗滌沉淀,判斷沉淀洗干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是取少量最后一次洗滌液于試管中,加入稀硝酸,再加AgNO3溶液,無(wú)白色沉淀出現(xiàn).
(5)將苯乙酸加入到乙醇與水的混合溶劑中,充分溶解后,加入Cu(OH)2攪拌30min,過(guò)濾,濾液靜置一段時(shí)間,析出苯乙酸銅晶體,混合溶劑中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度,便于充分反應(yīng).

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