【題目】下圖是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計的對一種廢舊合金的各成分(含有Cu、Fe、Si 三種成分)進行分離、回收再利用的工業(yè)流程,通過該流程將各成分轉(zhuǎn)化為常用的單質(zhì)及化合物。
已知:298K時,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38, Ksp[Mn(OH)2] =1.9×10-13,
根據(jù)上面流程回答有關(guān)問題:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是 。
(2)加入過量FeCl3溶液過程中可能涉及的化學(xué)方程式: 。
(3)過量的還原劑應(yīng)是 。
(4)①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
②若用X mol/L KMnO4溶液處理溶液b,當恰好將溶液中的陽離子完全氧化時消耗KMnO4溶液YmL,則最后所得紅棕色固體C的質(zhì)量為 g(用含X、Y的代數(shù)式表示)。
(5)常溫下,若溶液c中所含的金屬陽離子濃度相等,向溶液c中逐滴加入KOH溶液,則三種金屬陽離子沉淀的先后順序為: ﹥ ﹥ 。(填金屬陽離子)
(6)最后一步電解若用惰性電極電解一段時間后,析出固體B的質(zhì)量為Z g,同時測得陰陽兩極收集到的氣體體積相等,則標況下陽極生成的最后一種氣體體積為 L(用含Z的代數(shù)式表示);該電極的反應(yīng)式為 .
【答案】(1)過濾(1分)
(2)2FeCl3 +Fe = 3FeCl2(2分); 2FeCl3 + Cu= 2FeCl2 +CuCl2(2分)
(3)Cu粉(2分)
(4)① MnO4 - + 5Fe2+ + 8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O(2分) ② 0.4XY(2分)
(5)Fe3+ >Cu2+ >Mn2+ (2分)
(6)22.4Z/64 (2分); 4OH- ―4e-=O2↑ + 4H2O(2分)
【解析】
試題分析:根據(jù)題給流程圖和信息知,廢舊合金(含有Cu、Fe、Si 三種成分)與過量FeCl3溶液混合發(fā)生的反應(yīng)為2FeCl3 +Fe = 3FeCl2;2FeCl3 + Cu= 2FeCl2 +CuCl2,過濾,固體A的成分為Si,溶液a的成分為FeCl3 、FeCl2 和CuCl2的混合液;電解含Cu2+、Cl—、K+的溶液的固體B,B的成分為Cu;溶液a加過量還原劑反應(yīng)后過濾得固體B(Cu),則還原劑為銅,發(fā)生的反應(yīng)為2FeCl3 + Cu= 2FeCl2 +CuCl2,溶液b的成分為FeCl2 和CuCl2的混合液;溶液b中加入酸性高錳酸鉀溶液,亞鐵離子被氧化為鐵離子,用氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)溶液的PH,鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,灼燒的氧化鐵,溶液d經(jīng)處理的金屬錳。(1)由流程圖知,操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為分離固液混合物的操作,指的是過濾;(2)加入過量FeCl3溶液過程中可能涉及的化學(xué)方程式:2FeCl3 +Fe = 3FeCl2;2FeCl3 + Cu= 2FeCl2 +CuCl2;(3)由上述分析知,過量的還原劑應(yīng)是Cu粉;(4)①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液亞鐵離子被氧化為鐵離子,反應(yīng)的離子方程式為MnO4 - + 5Fe2+ + 8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O;②根據(jù)相關(guān)反應(yīng)的關(guān)系式:2MnO4 -—— 10Fe2+——5Fe2O3,用X mol/L KMnO4溶液處理溶液b,當恰好將溶液中的陽離子完全氧化時消耗KMnO4溶液YmL,則最后所得紅棕色固體C的質(zhì)量為0.4XYg;(5)根據(jù)題意知,溶液c中所含的金屬陽離子為Fe3+ 、Cu2+ 和Mn2+,若三者濃度相等,向溶液c中逐滴加入KOH溶液,根據(jù)題給溶度積產(chǎn)生判斷,Fe3+ 所需氫氧根濃度最小先沉淀,Mn2+所需氫氧根濃度最大,最后沉淀,則三種金屬陽離子沉淀的先后順序為:Fe3+ >Cu2+ >Mn2+;(6)根據(jù)題意知,電解過程的電極反應(yīng)式依次為:陽極:4OH- ―4e-=O2↑ + 4H2O;陰極:Cu2+ + 2e- = Cu;2H+ + 2e- = H2↑;根據(jù)電子守恒計算,標況下陽極生成的最后一種氣體體積為22.4Z/64L。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A. 標準狀況下,2.24 L水含有的分子數(shù)為0.1NA
B. 12g14C含有的中子數(shù)為8NA
C. 1 L0.1 mol·L-1 FeCl3溶液含陽離子數(shù)大于0.1NA
D. 1molN2和3 mol H2充分反應(yīng)后,生成氣體的分子數(shù)為2NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知某原電池中一極的電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+,則另一極的電極反應(yīng)式可能是( )
A. H2-2e-=2H+ B. 2H++2e-=H2↑ C. Fe2++2e-=-Fe D. 2Ag++2e-=2Ag
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【題目】已知1 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出242 kJ的能量,且氧氣中1 mol O===O鍵完全斷裂時需要吸收496 kJ的能量,水蒸氣中1 mol H—O鍵形成時放出463 kJ的能量,則氫氣中1 mol H—H鍵斷裂時吸收的能量為
A.436 kJ B.557 kJ C.920 kJ D.181 kJ
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【題目】本題為《化學(xué)反應(yīng)原理(選修4)》選做題。
(1)在一固定容積的密閉容器中進行如下反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下:
T/℃ | 700 | 800 | 850 | 1 000 | 1 200 |
K | 2.6 | 1.7 | 1.0 | 0.9 | 0.6 |
①K的表達式為____________________;
②該反應(yīng)的正反應(yīng)為__________反應(yīng)(“吸熱”或“放熱”);
③下列選項中,能判斷該反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是____________(填字母代號)。
A.容器中壓強不變
B.混合氣體中CO濃度不變
C.v正(H2)=v逆(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(2)下列化合物:①HCl、贜aOH、跜H3COOH、躈H3·H2O、軨H3COONa、轓H4Cl,溶液呈堿性的有__________(填序號);常溫下0.01 mol/L HCl溶液的pH=________;pH=11的CH3COONa溶液中由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=________。
(3)已知在Cu2+、Mg2+、Fe2+濃度相同的溶液中,其開始沉淀時的pH如下:
離子 | Fe2+ | Cu2+ | Mg2+ |
pH | 7.6 | 5.2 | 10.4 |
①若向該溶液中滴加NaOH溶液,則先沉淀的是 ____________(填離子符號);
②判斷Ksp[Fe(OH)2] ____________Ksp[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”)。
(4)電解裝置如圖所示:
①當用惰性電極電解時,d電極的反應(yīng)式為____________________;
②若用此裝置進行鐵上鍍銅,已知鍍層金屬采用純銅且電鍍前兩電極材料質(zhì)量相等,電鍍一段時間后對電極進行稱量發(fā)現(xiàn)兩極質(zhì)量差為16 g,則電路中轉(zhuǎn)移的電子為____________mol。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫酸是一種重要的化學(xué)試劑。某實驗小組的同學(xué)利用濃硫酸制取二氧化硫并探究其性質(zhì)。請按要求回答下列問題。
(1)上圖裝置中的儀器a的名稱是______________。
(2)將產(chǎn)生的二氧化硫通入品紅溶液中,可觀察到的現(xiàn)象是______________。
(3)上述實驗所產(chǎn)生的二氧化硫尾氣需用____________溶液吸收。
(4)現(xiàn)用18 mol/L的濃硫酸來配制500 mL 1.8 mol/L的硫酸溶液,所需濃硫酸的體積為_____mL,配制時可供選擇的儀器有:①玻璃棒、跓、勰z頭滴管、芰客。上述儀器中,還缺少的一種儀器是__________(填數(shù)字代號)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下表是現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)教科書中元素周期表的一部分,表中的每個編號表示一種元素,請根據(jù)要求回答問題。
(1)② 表示的元素是______(填元素符號);
(2)①、⑤兩種元素的原子半徑大小為①______⑤(填“< ”或“>”);
(3)③、④兩種元素的金屬性強弱順序為:③______④(填“< ”或“>”);
(4)寫出③與⑥兩種元素所形成化合物的化學(xué)式_________。
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