【題目】利用含銅、鐵的粗鋅制備硫酸鋅及相關(guān)物質(zhì)。工藝流程圖及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
物質(zhì) | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 | Fe(OH)3 | ZnS | CuS |
Ksp | 5.0×10-20 | 2.0×10-16 | 4.0×10-38 | 1.2×10-23 | 8.5×10-45 |
請(qǐng)回答下列問題:
(1)粗鋅中的銅與混酸的稀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________,圖中處理氣體X要能夠體現(xiàn)綠色化學(xué)思想,還需補(bǔ)充氣體______(填化學(xué)式)。
(2)若溶液I中c(Cu2+)為0.05mol·L-1,則溶液II中c(Fe3+)>____mol·L-1。
(3)若固體A是Zn,取9.61 g固體C溶解于足量的500mL 2 mol·L-1稀硝酸中,共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L的氣體,向所得溶液中加入2 mol·L-1NaOH溶液,則當(dāng)生成沉淀最多時(shí),沉淀的質(zhì)量為_____g;若固體A是另一種物質(zhì),取部分固體C于試管中,加入鹽酸產(chǎn)生有臭雞蛋味氣體,則該反應(yīng)的離子方程式為________________________。
(4)溶液Ⅲ經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、____________、過濾、洗滌、干燥,即得到較純凈的硫酸鋅晶體;溶液還可以制備ZnS,實(shí)際選擇的是(NH4)2S溶液而不是Na2S溶液作為反應(yīng)物,理由是后者制得的ZnS含有較多的雜質(zhì),則該雜質(zhì)是____________(填化學(xué)式)。
(5)金屬鋅常用作酸性干電池的負(fù)極,干電池不使用時(shí),由于負(fù)極與電解質(zhì)溶液接觸而發(fā)生自放電反應(yīng):2NH4++Zn=2NH3+H2↑+Zn2+,造成電量自動(dòng)減少。寫出鉛蓄電池不使用時(shí),其正極上發(fā)生自放電的化學(xué)方程式__________________________。
【答案】 (3Cu+2HNO3(稀)+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O O2 4.0×10-11 14.71 2H++ZnS=H2S↑+Zn2+ 冷卻結(jié)晶 Zn(OH)2 2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+O2↑+2H2O
【解析】試題分析:(1)粗鋅中的銅與混酸的稀溶液反應(yīng),銅被氧化成+2價(jià)的銅離子,硝酸被還原成+2價(jià)的一氧化氮,反應(yīng)為3Cu+2HNO3(稀)+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O。氣體X為一氧化氮,補(bǔ)充氧氣在溶液中可發(fā)生4NO+O2+2H2O=4HNO3,全部轉(zhuǎn)化成硝酸循環(huán)使用,能夠體現(xiàn)綠色化學(xué)思想;
(2)固體B為氫氧化銅沉淀,固體C含氫氧化鐵沉淀,若溶液I中c(Cu2+)為0.05molL-1,根據(jù)c(Cu2+)×c2(OH-)>Ksp[Cu(OH)2[,c2(OH-)=5×1020/5×102,c(OH-)=1×10-9mol/L,要得到固體氫氧化鐵根據(jù)c(Fe3+)×c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],c(Fe3+)>4×1016/(1×109)3=4×10-11mol/L;
(3)若固體A是Zn,取9.61g固體C溶解于足量的500mL2molL-1稀硝酸中,而最終為氫氧化物,故沉淀質(zhì)量為金屬質(zhì)量加上金屬陽離子結(jié)合氫氧根質(zhì)量,氫氧根物質(zhì)的量與金屬失電子物質(zhì)的量相等,而電子與硝酸根結(jié)合生成NO,故有氫氧根物質(zhì)的量為=0.3mol,所以總質(zhì)量為9.61g+0.3mol×17g/mol=14.71g;若固體A是另一種物質(zhì),取部分固體C于試管中,加入足量的鹽酸,有臭雞蛋氣味的氣體產(chǎn)生,氣體為硫化氫,該實(shí)驗(yàn)為制備硫酸鋅,所以陽離子為鋅,陰離子為硫,和鹽酸反應(yīng)生成硫化氫的物質(zhì)為硫化鋅,反應(yīng)為2H++ZnS=H2S↑+Zn2+;
(4)溶液Ⅲ為硫酸鋅溶液,制備七水合硫酸鋅,防止結(jié)晶水失水,需冷卻結(jié)晶,溶液Ⅲ還可以制備ZnS,實(shí)際選擇的是(NH4)2S溶液,銨根離子水解抑制鋅離子水解,因氫氧化鋅的Ksp小于硫化鋅,用Na2S溶液作為反應(yīng)物,制得的ZnS含有較多的雜質(zhì)Zn(OH)2;
(5)鉛蓄電池放電時(shí),Pb作負(fù)極、PbO2作正極,負(fù)極上Pb失電子與硫酸根離子結(jié)合生成PbSO4,反應(yīng)式為Pb+SO42--2e-=PbSO4,正極上PbO2得電子和硫酸根、氫離子反應(yīng)生成PbSO4和H2O,正極反應(yīng)式為:2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O+O2↑,鉛蓄電池不使用時(shí),正極PbO2與硫酸發(fā)生還原反應(yīng),Pb(+4→+2),O(-2→0),發(fā)生氧化還原反應(yīng)的方程式為2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+O2↑+2H2O。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知非金屬單質(zhì)硫(S)是淡黃色固體粉末,難溶于水。為了驗(yàn)證氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng),某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問題:
(1)裝置A的分液漏斗中盛裝的試劑是 ,燒瓶中加入的試劑是 。
(2)虛線框內(nèi)的實(shí)驗(yàn)裝置的作用 。
(3)裝置B中盛放的試劑是 (選填下列所給試劑的代碼),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 ,化學(xué)反應(yīng)方程式是 ,該反應(yīng)屬于四種基本反應(yīng)類型中的 _______反應(yīng)。
A.Na2S溶液 B.Na2SO3溶液 C.Na2SO4溶液
(4)還有哪些事實(shí)能夠說明氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng)(試舉一例)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硝基苯是重要的化工原料,用途廣泛。制備反應(yīng)如下:
組裝如右上圖反應(yīng)裝置。 制備、提純硝基苯流程如下:
可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
物 質(zhì) | 熔點(diǎn)/℃ | 沸點(diǎn)/℃ | 密度(20 ℃)/g · cm-3 | 溶解性 |
苯 | 5.5 | 80 | 0.88 | 微溶于水 |
硝基苯 | 5.7 | 210.9 | 1.205 | 難溶于水 |
濃硝酸 | — | 83 | 1.4 | 易溶于水 |
濃硫酸 | — | 338 | 1.84 | 易溶于水 |
請(qǐng)回答下列問題:
(1)配制混酸應(yīng)在燒杯中先加入 ;實(shí)驗(yàn)裝置中長玻璃管最好用________代替(填儀器名稱);恒壓滴液漏斗的優(yōu)點(diǎn)是 。
(2)反應(yīng)溫度控制在50~60 ℃的原因是 ;反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)物在 層(填“上”或者“下”),步驟②分離混酸和產(chǎn)品的操作名稱是 。
(3)用Na2CO3溶液洗滌之后再用蒸餾水洗滌時(shí),怎樣驗(yàn)證液體已洗凈? 。
(4)固體D的名稱為 。
(5)用鐵粉、稀鹽酸與硝基苯(用Ph-NO2表示 )反應(yīng)可生成染料中間體苯胺(Ph-NH2),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】[化學(xué)—選修2:化學(xué)與技術(shù)]粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為SiO2、Al2O3、CaO等。一種利用粉煤灰制取氧化鋁的工藝流程如下:
(1)粉煤灰研磨的目的是_______________________。
(2)第1次過濾時(shí)濾渣的主要成分有__________、__________(填化學(xué)式,下同),第3次過濾時(shí)濾渣的成分是__________。
(3)在104℃用硫酸浸取時(shí),鋁的浸取率與時(shí)間關(guān)系如圖1,適宜的浸取時(shí)間為__________h;鋁的浸取率與的關(guān)系如圖2所示,從浸取率角度考慮,三種助溶劑NH4F、KF及NH4F與KF的混合物,在相同時(shí),浸取率最高的是__________(填助溶劑化學(xué)式);用含氟的化合物作這種助溶劑的缺點(diǎn)是__________(舉一例)。
(4)流程中循環(huán)使用的物質(zhì)有__________。(填化學(xué)式)
(5)用鹽酸溶解硫酸鋁晶體,再通入HCl氣體,析出AlCl3·6H2O,請(qǐng)簡要說明該過程能夠發(fā)生的原因____________________。
(6)用粉煤灰制取含鋁化合物的主要意義是____________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】1.52g 銅鎂合金完全溶解于50mL 密度為1.40 g/mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸中,得到NO2和N2O4的混合氣體1120 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液,當(dāng)金屬離子全部沉淀時(shí),得到2.54 g沉淀。下列說法不正確的是( )。
A. 該合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是2:1
B. 該濃硝酸中HNO3的物質(zhì)的量濃度是14.0 mol/L
C. NO2和N2O4的混合氣體中,NO2的體積分?jǐn)?shù)是80%
D. 得到2.54 g沉淀時(shí),加入NaOH溶液的體積是600 mL
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】中藥狼把草全草浸劑給動(dòng)物注射,有鎮(zhèn)靜、降壓及輕度增大心跳振幅的作用。有機(jī)物M是中藥狼把草的成分之一,其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述不正確的是( )
A.M是芳香族化合物,它的分子式為C9H6O4
B.1 mol M最多能與3 mol Br2發(fā)生反應(yīng)
C.1 mol M最多能與含有3 mol NaOH的溶液發(fā)生反應(yīng)
D.在一定條件下能發(fā)生取代、加成、水解、氧化等反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】青銅器的制造是中華民族勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶,成為一個(gè)時(shí)代的象征,但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕。如圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。環(huán)境中的 Cl- 擴(kuò)散到孔口,并與各電極產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹 Cu2(OH)3Cl 。
下列說法不正確的是( )
A. 腐蝕過程中,負(fù)極 a被氧化
B. 環(huán)境中的Cl-擴(kuò)散到孔口,并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極
反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl,其離子方程式為2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓
C. 若生成 2.145gCu2(OH)3Cl,則理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況氧氣體積為 0.448L
D. 正極的電極反應(yīng)式為: 正極反應(yīng)是 O2+ 4e-+2H2O=4OH-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以乙烯為原料合成化合物C的流程如圖所示:
(1)A和B中含有的官能團(tuán)名稱分別為___ _____,____________。
(2)寫出A的結(jié)構(gòu)簡式:____________ ___________。
(3)①③的反應(yīng)類型分別為______ __反應(yīng)和____ ____反應(yīng)。
(4)寫出乙醇的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:______________ ______。
(5)寫出反應(yīng)②和③的化學(xué)方程式:
②____________________________;④_____________________________。
(6)寫出B與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____ ___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】[化學(xué)—選修2:化學(xué)生活與技術(shù)]以黃鐵礦為原料,采用接觸法生產(chǎn)硫酸的流程可簡示如下:
請(qǐng)回答下列問題:
(1)在爐氣制造中,生成SO2的化學(xué)方程式為_________________________________________;
(2)爐氣精制的作用是將含SO2的爐氣________、________及干燥,如果爐氣不經(jīng)過精制,對(duì)SO2催化氧化的影響是___________________________________________;
(3)精制爐氣(含SO2體積分?jǐn)?shù)為7%、O2為11%、N2為82%)中SO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)關(guān)系如下圖所示。在實(shí)際生產(chǎn)中,SO2催化氧化反應(yīng)的條件選擇常壓、450 ℃左右(對(duì)應(yīng)圖中A點(diǎn)),而沒有選擇SO2轉(zhuǎn)化率更高的B或C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)條件,其原因分別是____________。
(4)在SO2催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交換器的目的是________,從而充分利用能源。
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