【題目】廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護(hù)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn 總含量約為99%)回收Cu并制備ZnO 的部分實(shí)驗(yàn)過程如下:
(1)寫出銅帽溶解時(shí)銅與加入的稀硫酸、30%H2O2反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式____;銅帽溶解完全后,需加熱(至沸)將溶液中過量的H2O2除去。
(2)為確定加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質(zhì)為鐵及其氧化物)的量,實(shí)驗(yàn)中需測(cè)定除去H2O2 后溶液中Cu2+的含量。實(shí)驗(yàn)操作為:準(zhǔn)確量取一定體積的含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中,加適量水稀釋,調(diào)節(jié)溶液pH=3~4,加入過量的KI,用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。上述過程中反應(yīng)的離子方程式如下:2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2 2S2O32-+I2=2I-+S4O62-
①滴定選用的指示劑為____,滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為___;
②某同學(xué)稱取1.0g電池銅帽進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到100.00mL含有Cu2+的溶液,量取20.00mL上述含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中,加適量水稀釋,調(diào)節(jié)溶液pH=3~4,加入過量的KI,用0.1000 mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。再重復(fù)操作實(shí)驗(yàn)3次,記錄數(shù)據(jù)如下:
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 1 | 2 | 3 | 4 |
V(Na2S2O3)(mL) | 28.32 | 25.31 | 25.30 | 25.32 |
計(jì)算電池銅帽中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____(結(jié)果保留四位有效數(shù)字),若滴定前溶液中的H2O2沒有除盡,則所測(cè)定c (Cu2+)將會(huì)____(填“偏高”、“偏低”或“無影響”);
(3)常溫下,若向50mL 0.0001 mol·L-1CuSO4溶液中加入50mL0.00022 mol·L-1NaOH溶液, 生成了Cu (OH)2沉淀。計(jì)算沉淀生成的溶液的pH= ___(假設(shè)Cu2+被完全沉淀,混合后溶液體積不發(fā)生變化);
(4)已知pH>11 時(shí)Zn(OH)2 能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH 按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計(jì)算)。
開始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Zn2+ | 5.9 | 8.9 |
實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑:30%H2O2、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1NaOH。由除去銅的濾液制備ZnO 的實(shí)驗(yàn)步驟依次為:
①向?yàn)V液中加入適量30% H2O2,使其充分反應(yīng);
②_______;
③過濾;
④______;
⑤過濾、洗滌、干燥;
⑥900℃煅燒。
【答案】Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O 淀粉溶液 滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且30s內(nèi)不恢復(fù) 80.99﹪或 0.8099 偏高 9 滴加1.0 mol·L-1NaOH,調(diào)溶液pH為3.2≤pH<5.9,使Fe3+沉淀完全 向?yàn)V液中滴加1. 0 mol·L-1NaOH,調(diào)節(jié)溶液pH 為8. 9≤pH≤11,使Zn2+沉淀完全
【解析】
利用廢舊電池的銅帽(Zn、Cu總含量約為99%)回收Cu并制備ZnO,電池銅帽加入水過濾后除去溶于水的雜質(zhì),在固體中加入稀硫酸酸化的過氧化氫溶解,銅生成硫酸銅溶液,加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH=2沉淀鐵離子,加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質(zhì)為鐵及其氧化物),反應(yīng)過濾得到海綿銅,沉淀鋅離子得到氫氧化鋅,熱分解得到到氧化鋅,據(jù)此判斷。
(1)雙氧水在酸性溶液中氧化銅轉(zhuǎn)化成硫酸銅,反應(yīng)的離子方程式為Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;
(2)①由于碘遇淀粉顯藍(lán)色,可淀粉溶液為指示劑,則當(dāng)最后一滴Na2S2O3溶液滴入時(shí),溶液藍(lán)色變?yōu)闊o色,且30s內(nèi)不恢復(fù),說明滴定到達(dá)終點(diǎn),故答案為:淀粉溶液;滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且30s內(nèi)不恢復(fù);
②②根據(jù)題中數(shù)據(jù)可知,第一次數(shù)據(jù)偏差較大,為偶然誤差,應(yīng)去掉,所以Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為mL=25.31mL,則消耗的Na2S2O3的物質(zhì)的量為0.1000mol/L×0.02531L=0.002531mol,根據(jù)反應(yīng)2Cu2++4I-═2CuI(白色)↓+I2、2S2O32-+I2═2I-+S4O62-得關(guān)系式2Cu2+~I2~2S2O32-,根據(jù)關(guān)系可求得銅元素的質(zhì)量為0.002531mol××64g/mol=0.8099g,所以銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=80.99%;若留有H2O2,加入KI后,會(huì)有以下反應(yīng):H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,誤當(dāng)成2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2生成的碘,使測(cè)定結(jié)果偏高,故答案為:80.99%;偏高;
(3)50mL 0.0001 mol·L-1CuSO4溶液與50mL0.00022 mol·L-1NaOH混合后n(Cu2+)=50 ×10-3L×0.0001 mol·L-1=5×10-6 mol,n(OH-) =50 ×10-3L×0.00022 mol·L-1=1.1×10-5 mol,則CuSO4溶液與NaOH溶液按1:2生成Cu (OH)2后氫氧根離子過量,過量的c(OH-)==1×10-5 mol/L,故溶液的pH==9;
(4)除去銅的濾液中含有Fe3+、Fe2+、Zn2+等,若制備ZnO應(yīng)除去Fe3+和Fe2+。由表中信息可知,Fe2+和Zn2+開始沉淀和沉淀完全的pH均相差較小,但Fe3+與Zn2+開始沉淀和沉淀完全的pH均相差較大,故可加入30%H2O2將Fe2+氧化成Fe3+,再滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH(3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全,此時(shí)Zn2+不產(chǎn)生沉淀,充分反應(yīng)后過濾,向?yàn)V液中滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH(8.9≤pH≤11),使Zn2+產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀,并對(duì)Zn(OH)2沉淀進(jìn)行洗滌、干燥、煅燒,即可得到ZnO,故答案為:滴加1.0 mol·L-1NaOH,調(diào)溶液pH為3.2≤pH<5.9,使Fe3+沉淀完全;向?yàn)V液中滴加1. 0 mol·L-1NaOH,調(diào)節(jié)溶液pH 為8. 9≤pH≤11,使Zn2+沉淀完全。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)代煉鋅的方法可分為火法和濕法兩大類。火法煉鋅是將閃鋅礦(主要含ZnS)焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅,再把氧化鋅和焦炭混合,在鼓風(fēng)爐中加熱至1100℃~1300℃,使鋅蒸餾出來(設(shè)空氣中N2、O2的體積分?jǐn)?shù)分別為0.80、0.20),主要反應(yīng)為:焙燒爐中:2ZnS(s)+3O2(g) →2ZnO(s)+2SO2(g)①,鼓風(fēng)爐中:2C(s)+O2(g) →2CO②,鼓風(fēng)爐中: ZnO(s)+CO(g) Zn(g)+CO2(g)③。
(1)已知閃鋅礦中含硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.0%,而所含雜質(zhì)不含硫,則閃鋅礦中硫化鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__,F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)多采用聯(lián)合生產(chǎn),可將閃鋅礦中的硫用于生產(chǎn)硫酸,F(xiàn)有此閃鋅礦100 t,在理論上可生產(chǎn)出98.0%的硫酸___t。
(2)焙燒爐產(chǎn)生的爐氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)不超過__%(保留小數(shù)點(diǎn)后一位小數(shù),下同)。
(3)鼓風(fēng)爐容積固定,爐內(nèi)部分氣態(tài)物質(zhì)其物質(zhì)的量濃度(mol/L)變化如下:
時(shí)間/min | CO | Zn | CO2 |
0 | 0.11 | 0 | 0 |
2 | 0.10 | 0.01 | 0.01 |
3 | 0.01 | 0.10 | 0.10 |
4 | 0.01 | 0.10 | 0.10 |
則鼓風(fēng)爐中CO總的轉(zhuǎn)化率為___;若生產(chǎn)中CO總的利用率為95.0%,列式計(jì)算每生產(chǎn)1molZn,至少需要補(bǔ)充焦炭多少克___?
(4)若ZnS全部轉(zhuǎn)化為Zn,焙燒爐出來的N2、O2、SO2混合氣體中N2占82.5%,鼓風(fēng)爐中CO的轉(zhuǎn)化率為62.5%,而O2無剩余,試列式計(jì)算每生產(chǎn)1molZn,應(yīng)向焙燒爐和鼓風(fēng)爐中鼓入新鮮空氣共多少升(S.T.P) ____?
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一密閉容器中,反應(yīng)a A(g)+b B(s)c C(g)+d D(g)達(dá)平衡后,保持溫度不變,將容器縮小為原來的一半,達(dá)到新的平衡時(shí),A的濃度是原來的1.6倍,則下列說法正確的是
A. 平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)B. a<c+d
C. 物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率增大D. 物質(zhì)D的濃度減小
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】TK時(shí),向2.0 L恒容密閉容器中充入0.10 mol COCl2,發(fā)生反應(yīng)COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表:
t/s | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 |
n(Cl2)/mol | 0 | 0.030 | 0.039 | 0.040 | 0.040 |
下列說法正確的是
A. 保持其他條件不變,升高溫度,平衡時(shí)c(Cl2)=0.022 mol·L-1,則反應(yīng)的ΔH<0
B. 反應(yīng)在前2 s的平均速率v(CO)=0.015 mol·L-1·s-1
C. 保持其他條件不變,起始向容器中充入0.12 mol COCl2、0.06 mol Cl2和0.06 mol CO,反應(yīng)達(dá)到平衡前的速率:v正<v逆
D. 保持其他條件不變,起始向容器中充入0.10 mol Cl2和0.08 mol CO,達(dá)到平衡時(shí),Cl2的轉(zhuǎn)化率小于60%
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究和深度開發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對(duì)構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)具有重要的意義。
(1)①將合成氣以n(H2)∶n(CO)=2通入1 L的反應(yīng)器中,一定條件下發(fā)生反應(yīng):4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH,CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)變化關(guān)系如圖1所示,下列說法正確的是__(填字母)。
A. ΔH<0
B. p1<p2<p3
C. 若在p3和316 ℃時(shí),起始時(shí)n(H2)∶n(CO)=3,則達(dá)到平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化率小于50%
②采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn合金),利用CO和H2制備二甲醚(DME)。觀察圖2回答問題:催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為____時(shí)最有利于二甲醚的合成。
(2)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖3所示。該反應(yīng)ΔH_____0(填“>”或“ <”)。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右,選擇此壓強(qiáng)的理由是______。
(3)在一定條件下,可發(fā)生反應(yīng)6H2(g)+2CO2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。
500K | 600K | 700K | 800K | |
n(H2)∶n(CO2)=1.5 | 45 | 33 | 20 | 12 |
n(H2)∶n(CO2)=2 | 60 | 43 | 28 | 15 |
n(H2)∶n(CO2)=3 | 83 | 62 | 37 | 22 |
根據(jù)上表中數(shù)據(jù)
①溫度一定時(shí),提高氫碳比n(H2)∶n(CO2)],CO2的轉(zhuǎn)化率__(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②該反應(yīng)的正反應(yīng)為___熱反應(yīng)(填“吸”或“放”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽(K2SO4KHSO42KHSO5)易分解,可用作漂白劑、NOx和SO2等的脫除劑。某研究小組制備過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽的流程如圖所示。
已知:濃硫酸與H2O2反應(yīng),部分轉(zhuǎn)化為過硫酸(化學(xué)式為H2SO5,是一種一元強(qiáng)酸)
(1)H2SO5中硫元素的化合價(jià)為+6價(jià),其中過氧鍵的數(shù)目為________;工業(yè)上用過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽溶液脫除NO時(shí),反應(yīng)的離子方程式為___________________________。
(2)若反應(yīng)物的量一定,在上述流程的“轉(zhuǎn)化”步驟中需用冰水浴冷卻,且緩慢加入濃硫酸,其目的是___________________________。
(3)“結(jié)晶”操作中,加入K2CO3即可獲得過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽晶體,該過程的化學(xué)方程式為______________________________。過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽產(chǎn)率(以產(chǎn)品含氧量表示)隨溶液pH和溫度的變化關(guān)系如圖所示,則該過程適宜的條件是_________________。
(4)產(chǎn)品中KHSO5含量的測(cè)定:取1.000g產(chǎn)品于錐形瓶中,用適量蒸餾水溶解,加入5mL5%的硫酸和5mL25%的KI溶液,再加入1mL淀粉溶液作指示劑,用0.2000mol·L-1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為25.00mL。
已知:2KHSO5+4KI+H2SO4 = 2I2+3K2SO4+2H2O I2+2Na2S2O3 =Na2S4O6+2NaI
①用_____滴定管盛裝標(biāo)準(zhǔn)濃度的硫代硫酸鈉溶液(填“甲”或“乙”)。
②產(chǎn)品中KHSO5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示,將大燒杯丙扣在甲乙兩個(gè)小燒杯(口向上)上。向兩個(gè)小燒杯中分別裝入如下表所列的試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)測(cè)現(xiàn)象不同的是
甲中試劑 | 乙中試劑 | 預(yù)測(cè)現(xiàn)象 | |
A | 濃鹽酸 | 硝酸銀溶液 | 乙中產(chǎn)生白色沉淀 |
B | 濃氨水 | 硫酸鐵溶液 | 乙中產(chǎn)生紅褐色沉淀 |
C | 濃鹽酸 | 濃氨水 | 丙中產(chǎn)生白色煙霧 |
D | 氯化鋁溶液 | 濃氨水并加入 固體氫氧化鈉 | 甲中先產(chǎn)生白色沉淀,后又沉淀消失 |
A. AB. BC. CD. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】第4周期的A、B、C、D四種元素,其最外層電子數(shù)依次為1、2、2、7。其原子序數(shù)按A、B、C、D順序增大,已知A和B的次外層電子數(shù)均為8,而C與D的次外層電子數(shù)均為18,根據(jù)結(jié)構(gòu)用元素符號(hào)或化學(xué)式填空:
(1)寫出元素名稱:A____、B_____、C _____、D ____。
(2)D的簡(jiǎn)單離子的電子排布式_______________。
(3)元素的氫氧化物堿性最強(qiáng)的是______________。
(4)B原子與D原子間形成化合物的電子式為____________。
(5)寫出A、B的第一電離能大小____________________。
(6)寫出C基態(tài)原子的外圍電子排布圖______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知烴A的分子式為C6H12,分子中含有碳碳雙鍵,且僅有一種類型的氫原子,在下面的轉(zhuǎn)化關(guān)系中,D1、D2互為同分異構(gòu)體,E1、E2互為同分異構(gòu)體。
(1)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為
___________________________________________________________;
(2)C的化學(xué)名稱是_____________________________;E2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______________________;
(3)④、⑥的反應(yīng)類型依次是_________________________、__________________________
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