硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生产工艺流程示意如图下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是____________________________________。
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
□Fe(OH)2+□______+□______=□Fe(OH)3+□Cl-
(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是________________。
(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为___。
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Mg(OH)2 |
Zn(OH)2 |
MgCO3 |
CaCO3 |
开始沉 淀的pH |
10.4 |
6.4 |
|
|
沉淀完全 的pH |
12.4 |
8.0 |
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开始溶 解的pH |
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10.5 |
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Ksp |
5.6×10-12 |
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6.8×10-6 |
2.8×10-9 |
(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是________(选填序号)。
a.大理石粉 b.石灰乳 c.纯碱溶液 d.烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为________、________、过滤、洗涤、干燥。
(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________。
氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,在干燥空气中稳定,但在湿空气中则放出氨而变成碳酸氢铵、59℃时分解为氨及二氧化碳、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组用模拟制备氨基甲酸铵,反应的化学方程式如下:2 NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH<0
(1)如用图1装置制取氨气,你所选择的试剂是 。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如图2所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。 当悬浮物较多时,停止制备。
①发生器用冰水冷却的原因是___________ __________________。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是_____________________________ _。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是_______(填写操作名称)。 为了得到干燥产品,应采取的方法是________(填写选项序号)。
a. 常压加热烘干 b. 高压加热烘干 c.真空40℃以下烘干
(3)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为___________。
氯化铁是一种重要的化工原料,无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3·nH2O。
(1)实验室用如下装置(部分加热、夹持等装置已略去)制备无水氯化铁固体。
①装置A中仪器z的名称是___________。
②简述检验装置A气密性的操作:______________________。
③按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→_________ →__________ →_________ →__________→b→c→_________→__________,装置D的作用是______________________。
(2)工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下:
①吸收塔中发生反应的离子方程式为_________________________________________。
②简述由FeCl3·6H2O晶体得到无水氯化铁的操作:________________________________。
③用碘量法测定所得无水氯化铁的质量分数:称取m克无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,再转移到100 mL容量瓶中,用蒸馏水定容;取出10 mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入指示剂_________(填试剂名称),用c mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定,终点时消耗V mLNa2S2O3溶液(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。则样品中氯化铁的质量分数为____________。
(3)若已知:
Fe(OH)3(aq)Fe3+(aq)+3OH-(aq) △H=a kJ/mol
H2O(l)H+(aq)+OH-(aq) △H=b kJ/mol
请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式________________________________________。
【改编】(15分)用二氧化氯(ClO2)、高铁酸钠(Na2FeO4摩尔质量为166 g·mol-1)等新型净水剂替代传统的净水剂Cl2对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl-和Fe3+。
(1)如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是 > > 。(填化学式)
(2)二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸在60℃时反应制得。某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO2,其中A为ClO2的发生装置,B为ClO2的凝集装置,C为尾气吸收装置。请问:
①A部分还应添加温度控制装置,请你说出一种温度控制方法 ,B部分还应补充什么装置 ;
②C中烧杯中所盛试剂为NaOH溶液,反应时生成氯酸钠和亚氯酸钠(NaClO2),发生该反应的离子方程式为 。
(3)工业也可以用CH3OH与NaClO3为原料在酸性(硫酸酸化)条件下制取ClO2,同时产生CO2气体,已知该反应分为两步进行,第一步为2ClO3-+2Cl-+4H+ ="=" 2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
①写出第二步反应的离子方程式 。
②工业生产时需在反应物中加少量Cl-,其作用是 。
③生产中会发生副反应ClO3-+Cl-+H+ ="=" Cl2↑+H2O(未配平),若测得反应后的混合气体中Cl2的体积分数为,则起始投料时CH3OH与NaClO3的物质的量之比为 。
(4)Na2FeO4在水溶液中不稳定,一段时间后转化为红褐色沉淀,同时生产一种无色无味的单质气体,写出Na2FeO4与水反应的离子方程式 ;Na2FeO4可作为一种“绿色多功能”水处理剂的原因是 。
孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。以孔雀石为原料可制备CuSO4·5H2O及纳米材料G,步骤如下:
请回答下列问题:
(1)溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择:实验步骤中,试剂①最佳为_______(填代号)。
a.KMnO4 b.(NH4)2S c.H2O2 d.HNO3
沉淀D中除了过量的CuO外,还存在另一种固体,其化学式为______________。加入CuO的作用是_____________________。
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过一系列操作。除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是______________。
(3)制备纳米材料G时,应向CaCl2溶液中先通入(或先加入) _______ (填化学式)。写出该反应的化学方程式_______________________________________。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,可用KMnO4标准溶液滴定,取用KMnO4标准溶液应用_______ (填写仪器名称);取A溶液稀释一定倍数后,用KMnO4标准溶液滴定,终点现象为_______。
(15分)纯净的过氧化钙(CaO2)是白色粉末,难溶于水,不溶于乙醇、乙醚,常温下较为稳定,是一种新型水产养殖增氧剂,常用于鲜活水产品的运输。已知:在实验室可用钙盐制取CaO2·8H2O,再经脱水制得CaO2。其制备过程如下:
(1)“溶解”过程需要的玻璃仪器有 ,“沉淀”时需控制反应温度在0℃左右,比较简单易行的方法是 。为检验“水洗”是否合格,可取少量洗涤液于试管中,再滴加 (填试剂),无明显现象说明“水洗”合格。
(2)“沉淀”时发生反应的离子方程式为 ;
该制法的副产品为 (填化学式);若称取11.1克无水CaCl2,理论上应该量取质量分数30﹪、密度1.1g/cm3的H2O2溶液 mL。
(3)测定产品中CaO2的含量的实验步骤是:
第一步,准确称取a g产品于有塞锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体,再滴入少量2 mol/L的H2SO4溶液,充分反应;
第二步,向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液;
第三步,逐滴加入浓度为c mol/L的Na2S2O3溶液至反应完全,消耗Na2S2O3溶液V mL。
【已知:I2+2S2O32-→ 2I-+S4O62-(无色)】
①第三步中说明反应恰好完全的现象是
②CaO2的质量分数为 (用字母表示);
③某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的CaO2的质量分数可能
(填“偏高”、“偏低”、“无影响”、“不能确定”)。
CS2和S2Cl2都是硫的重要化合物,在工业上有广泛的用途。二者的部分性质如下:
|
熔点/℃ |
沸点/℃ |
密度/g·cm—3[来源 |
水 |
CS2 |
—110.8 |
46.5 |
1.26 |
难溶 |
S2Cl2 |
—76 |
138 |
1.75 |
水解 |
(1)①在 CS2+3Cl2=CCl4(g)+S2Cl2反应中,化合价没发生变化的元素是 。
②在CS2和S2Cl2中,含有非极性键的是 。
(2)以CS2或单质硫做原料与氯气反应都可以制得S2Cl2。下图是实验室里通过在熔融的单质硫中通入少量氯气的方法制取S2Cl2的装置(夹持装置、加热装置均已略去)。
①装置a中的试剂是 ,其作用是 ;
装置d的名称是 ,其作用是 。
②该实验的操作顺序应是 (用序号表示)。
A.加热装置c B.通入Cl2 C.通冷凝水 D.停止通入Cl2
E.停止加热装置c
③f装置中的试剂是 ,其作用是 。
计算:
(1)同温同压下的两个相同容器中分别装有O2和O3气体,则两瓶气体中分子数之比是 ,质量之比是 ,密度之比是
(2)下列所给出的几组物质中:含有分子数最多的是 ;含有原子数最多的是 ;标准状况下体积最大的是 。(填序号)
①1gH2; ②2.408×1023个CH4;③10.8gH2O; ④ 标准状况下6.72LCO2
(3)设NA表示阿伏加德罗常数,如果ag某气体含有的分子数是b,则cg该气体在标准状况下的体积是 (用含NA的式子表示)。
(4)工业上,向500—600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验。
回答下列问题:
①制取无水氯化铁的实验中,装置B中加入的试剂是 。
②制取无水氯化亚铁的实验中若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3,欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先 ,再 。
利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO,制备流程图如下:
已知:Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。
回答下列问题:
(1)步骤I中所用的试剂是___________。
(2)步骤III中反应的离子方程式是__________________________________。
(3)步骤V可选用的试剂是_________(填序号)。
a.NaOH溶液 b.氨水 c.盐酸
(4)步骤VI的实验操作是_____________。
已知孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3,还含少量FeO、SiO2。现以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O。
(1)实验步骤中试剂①最佳选择 (填代号);
a.H2O2 b.Cl2 c.KMnO4 d.HNO3
请写出其对应的离子方程式 。
(2)溶液B中加入CuO作用是 。
(3)由溶液C获得CuSO4·5H2O晶体,需要经___________、____________和过滤。
(4)25 ℃,Fe(OH)3的Ksp=1×10-38,若要将溶液中的Fe3+沉淀完全,必需调节溶液pH> 。
(5)实验室用惰性电极电解500ml的CuSO4溶液一段时间后,撤去电源,若加入0.2mol Cu(OH)2恰好使电解液恢复到原来状态,则电解过程中转移电子的物质的量为__________mol,原CuSO4溶液的物质的量浓度为________mol·L-1。
铁及其化合物有重要用途,如聚合硫酸铁[]是一种新型高效的水处理混凝剂,而高铁酸钾(其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂,某课题小组设计如下方案制备上述两种产品:
请回答下列问题:
(1)若A为H2O(g),写出反应方程式___________________________;
(2)若B为NaClO3与稀硫酸,写出其氧化Fe2+的离子方程式(还原产物为Cl-)_________________;
(3)若C为KNO3和KOH的混合物,写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾(K2FeO4)的化学方程式,并配平:
□Fe2O3+□KNO3+□KOH→□ ________ +□KNO2+□ ______
(4)为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量,实验操作如下:准确量取20.00mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<3,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用0.1000mol・L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL.
已知:2Fe3++2I-═2Fe2++I2; I2+2S2O32-═2I-+S4O42-
①滴定选用的指示剂及滴定终点观察到的现象__________________________;
②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为__________ g・L-1.若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的铁元素的含量将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(14分)尿素可作为H2O2的稳定载体,生产一种固态、耐储存、易运输的新型氧化剂和消毒剂—过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2],其合成工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)操作I、II的名称分别是________、_________。CO(NH2)2·H2O2分子中尿素和过氧化氢之间以________结合,其结合力较弱,具有尿素和过氧化氢双重性质。
(2)工业上生产尿素所需的原料气可由天然气与水反应制备,已知:
①甲烷、氢气的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol
②H2O(l)=H2O(g) H =+44.0kJ/mol
写出CH4与水蒸气作用生产CO2和H2的热化学方程式: 。
(3)为测定产品中H2O2的含量,称取干燥样品12.0g配成250mL溶液,取25.00mL
于锥形瓶中,加入适量硫酸酸化,用0.20mol/LKMnO4标准溶液滴定,三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.00mL.(KMnO4溶液与尿素不反应).
①完成并配平方程式:
②计算出产品中H2O2的质量分数为_____________。
(4)电解含尿素的废水既可以处理废水,又可制得纯氢,电解原理如图所示。电解池中隔膜仅阻止气体通过,A、B两极均为惰性电极。请写出阳极的电极反应方程为_____________。
(15分)电子垃圾含70%Cu、25%Al、4%Fe以及少量Pt、Au)实验室现欲回收处理制备硫酸铜和硫酸铝晶体,合成路线如下
查阅资料获取下列信息Cu可与H2SO4、H2O2反应生成CuSO4;铁铝铜等离子沉淀为氢氧化物的PH值如表所示
请回答下列问题
(1)写出Cu与稀H2SO4、H2O2反应的离子方程式 ;
(2)操作Ⅱ中X的取值范围 ;
(3)操作Ⅲ中蒸发浓缩所需的玻璃仪器 ;
(4)操作中的滤渣生成Al2(SO4)3·18H2O的化学方程式 ;
(5)为测定CuSO4 ·5H2O晶体的纯度,取ag试样配成100ml溶液,取25.00ml,消除干扰离子后,用 b mol.L-1EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定Cu2+(离子方程式为Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+)滴定至终点平均消耗EDTA12.00ml,则CuSO4·5H2O的纯度为 。
高氯酸铵可用于火箭推进剂,实验室可由NaClO3等原料制取(部分物质溶解度如图),其实验流程如下:
(1)氯酸钠受热分解生成高氯酸钠和氯化钠的化学方程式为 。
(2)80℃时浸取液冷却至0℃过滤,滤渣的主要成分为: (写化学式)。
(3)反应器中加入氯化铵饱和溶液发生反应的离子方程式为 。
(4)已知:2NH4ClO4 N2↑+ 2O2↑ + Cl2↑ +4H2O,现可提供
下列试剂:a 饱和食盐水 b 浓H2SO4 c NaOH溶液 d Mg e Cu f Fe
利用下图装置对高氯酸铵热分解产生的三种气体进行分别吸收或收集。
①E中收集到的气体可能是 (填化学式) 。
②A、B、C中盛放的药品依次可以是 (选填:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。
Ⅰ. a b d Ⅱ. c b e Ⅲ. b c f
碳酸钙常用作牙膏的摩擦剂。某同学设计了一种制备碳酸钙的方案,其流程图如下:(所用石灰石含有杂质SiO2)
回答下列问题:
(1)充分煅烧110吨石灰石得到固体66吨。标准状况下生成二氧化碳的体积为______________L,石灰石中碳酸钙的质量分数为______________%。
(2)假设第①步反应完全进行,则第②步反应过滤后得到的不溶性滤渣的成分为________________________。
(3)第③步反应一般不采用通入CO2的主要原因是______________________,
相应的离子方程式为_____________________________________。
(4)CaCO3是一种难溶物质,25℃时其Ksp=2.8×10-9。现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2.0×10-4 mol/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的物质的量浓度最小是______________。
(5)某学生用石灰石为原料,设计了另一种制备碳酸钙的实验方案,其流程图如下:
与前一方案相比较,该方案的优点是_________________________________。