(Ⅰ)混合物的分离与提纯在化学实验中占有重要的位置。下图表示从固体混合物中分离X的方案,请回答有关问题。
(1)
若按照以上图示从某金属粉末(含有Au、Ag和Cu)中分离Au,加入的试剂是 ,有关反应的化学方程式为 ;
(2)为提纯某Fe2O3样品(主要杂质有SiO2、A12O3),请设计一种以框图形式表示的实验方案(注明物质和操作) 。
(Ⅱ)工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。
(1)该工艺的中间过程会发生反应:,反应的氧化剂是______________,氧化产物为__________
(2)在精炼铜的过程中,电解液中逐渐下降,
、
会逐渐增加,所以需定时除去其中的
、
。下表为几种物质的溶度积。
物质 |
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溶度积![]() |
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甲同学设计了如下除杂方案:
①试剂a是__________,其目的是____________________________________;根据溶度积该方案能够除去的杂质金属阳离子是____________。写出检验该杂质金属阳离子的操作方法:____________________________________________________________________________.
②乙同学在查阅资料时发现,“工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶入水,再加入氨水
调节pH至7~8,可使生成
。沉淀而除去。”乙同学认为甲同学的方案中也
应该将溶液pH调至7~8。你认为乙同学的建议是否正确?________(填“是”或“否”),
理由是________________________________________________________________________。
【化学一选修2:化学与技术】(15分)纳米材料二氧化钛(TiO2)具有很高的化学活性,可做性能优良的催化剂。
(1)工业上二氧化钛的制备是:
Ⅰ.将干燥后的金红石(主要成分TiO2,主要杂质SiO2)与碳粉混合装人氯化炉中,在髙温下通人Cl2,制得混有SiCl4杂质的TiCl4。
Ⅱ.将混有SiCl4杂质的TiCl4分离,得到纯净的TiCl4。
Ⅲ.在TiCl4中加水、加热,水解得到沉淀TiO2•xH2O。
Ⅳ.TiO2•xH2O高温分解得到TiO2。
①TiCl4与SiCl4在常温下的状态是。Ⅱ中所采取的操作名称。
②如实验IV中,应将TiO2•xH2O放在(填仪器编号)中加热。
(2)据报道“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO2,TiO2受太阳光照射后,产生的电子被空气或水中的氧获得,生成H2O2,其过程大致如下:.O2 → 2O
.O + H2O → 2OH(羟基)
.OH + OH → H2O2
① b中破坏的是(填“极性共价键”或“非极性共价键”)。
② H2O2能清除路面空气中的CXHY、CO等,其主要是利用了H2O2的_(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)过氧化氢是重要的化学试剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量。请填写下列空白:
①取10.00mL密度为g/mL的过氧化氢溶液稀释至250mL。取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数配平及化学式填写在方框里。
MnO4- + H2O2 + H+ ="=" Mn2+ + H2O +
②滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定到达终点的现象是。
③重复滴定三次,平均耗用cmol/L KMnO4标准溶液VmL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为。
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果(填“偏髙”或“偏低” 或“不变”)。
(15分)工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染。利用电化学原理吸收SO2和NO,同时获得 Na2S2O4和 NH4NO3产品的工艺流程图如下(Ce为铈元素)。
请回答下列问题:
(1)装置I中生成HSO-3的离子方程式为。
(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO-3和SO2-3)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如下图所示。
①下列说法正确的是(填标号)。
A.pH = 7时,溶液中c( Na+) < c (HSO-3) + c(SO2-3) |
B.由图中数据,可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数K2≈10-7 |
C.为获得尽可能纯的 NaHSO3,应将溶液的pH控制在 4~5为宜 |
D.pH = 9时溶液中 c(OH-)=" c" (H+) + c(HSO-3)+ 2c(H2SO3) |
②向pH = 5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的 CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,其pH 降为2 ,用化学平衡移动原理解释溶液 pH 降低的原因。
(3)装置Ⅱ中的反应在酸性条件下进行,写出NO被氧化为NO-2离子方程式。
(4)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如下图所示。
图中A为电源的(填“正”或“负”)极。右侧反应室中发生的主要电极反应式为。
(5)已知进人装置Ⅳ的溶液中NO-2的浓度为 0.75 mol/L ,要使 1m3该溶液中的NO-2完全转化为 NH4NO3,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的 O2的体积为 L 。
Ⅰ.化学反应总是伴随能量变化,已知下列化学反应的焓变
2HI(g)=H2(g)+I2(g) △H1
SO2(g)+ I2(g) + 2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g) △H2
H2SO4(l)=H2O(g) + SO2(g) +1/2O2(g) △H3
2H2O(g)=2H2(g)+ O2 (g) △H4
(1)△H4与△H1、△H2、△H3之间的关系是:△H4=。
(2)若反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g) 在150℃下能自发进行,则△H ____ 0
A.大于B.小于C.等于 D.大于或小于都可
Ⅱ.以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:
2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=QkJ/mol (Q>0)
在密闭容器中,按CO2与H2的物质的量之比为1:3进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如下图所示。完成下列填空:
(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是____(选填序号)
(2)在一定温度下反应达到平衡的标志是_____
A.平衡常数K不再增大
B.CO2的转化率不再增大
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.反应物不再转化为生成物
(3)其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是_______(选填编号);达到平衡后,能提高H2转化率的操作是_______(选填编号)
A.降低温度B.充入更多的H2C.移去乙醇D.增大容器体积
(4)图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=_______%
【化学—选修3物质结构与性质】(1)A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料。已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能(KJ/mol) |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
A |
932 |
1821 |
15390 |
21771 |
B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
根据上述信息,写出B的基态原子核外电子排布式,预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为。
(2)钴(Co)可形成分子式均为Co(NH3)5BrSO4的两种配合物,往其中一种配合物的溶液中加入AgNO3溶液时,无明显现象,往其溶液中加BaCl2溶液时若,产生白色沉淀,则该配合物的化学式为,中心离子的配位数为。
(3)参考下表中的物质熔点回答下列问题
物质 |
NaF |
NaCl |
NaBr |
NaI |
NaCl |
KCl |
RbCl |
CsCl |
熔点(℃) |
995 |
801 |
755 |
651 |
801 |
776 |
715 |
646 |
根据上表数据解释钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点变化规律。
(4)C60可用作储氢材料。C60的结构如图1。已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm,C60中C-C键长为145~140pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确,并阐述理由。科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图2所示,该物质在低温时是一种超导体,该物质的K原子和C60分子的个数比为。
(5)三聚氰胺分子的结构简式如图3,则其中氮原子轨道杂化类型是,l mol三聚氰胺分子中含mol键。
(6)碳化硅的晶胞与金刚石的晶胞相似如图4,设晶胞边长为a cm,碳原子直径为b cm,硅原子直径为c cm,则该晶胞的空间利用率为(用含a、b、c的式子表示)。
【化学——选修2:化学与技术】(15分)利用生产磷铵[(NH4)3PO4]排放的废渣磷灰石[(Ca3(PO4)2)]制取硫酸并联产水泥的工艺流程如下:
(1)操作a的名称,实验室中进行此操作时用到的玻璃仪器有。
(2)在实验室中操作b包括____、冷却结晶。
(3)干燥机中发生反应的化学方程式为。
(4)水泥常用做建筑材料,是利用了水泥的性质。
(5)SO2的催化氧化反应为2SO2(g)十O2(g)2SO3(g)。实验测得压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为SO2:7%、02:11%、N2:82%)。
①实际生产中,SO2的催化氧化反应是在常压、400℃—500℃条件下进行。采用常压的主要原因是;该反应化学平衡常数大小关系是:K(400℃)K(500℃)(填“>”、“<”或“=”)。
②催化氧化时使用热交换器的原因是。
(6)制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾。下列能用于测定硫酸尾气中SO2含量的试剂组是。(填写相应字母)
a、NaOH溶液、酚酞试液b、Na2CO3溶液、酚酞试液
c、碘水、淀粉溶液d、KMnO4溶液、稀硫酸