工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是 (写化学式),操作I的名称 。
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA(有机层)2RAn(有机层) + nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 。
③中X试剂为 。
(3)⑤的离子方程式为 。
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
pH |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
2.0 |
2.1 |
钒沉淀率% |
88.1 |
94.8 |
96.5 |
98.0 |
98.8 |
98.8 |
96.4 |
93.1 |
89.3 |
结合上表,在实际生产中,⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH为 ;若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)< 。〖已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39〗
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 和 。
(13分)根据要求完成下列各小题实验目的。(a、b为弹簧夹,加热及固定装置已略去)
(1)验证碳、硅非金属性的相对强弱。(已知酸性:亚硫酸>碳酸)
①连接仪器、 、加药品后,打开a关闭 b,然后滴入浓硫酸,加热。
②铜与浓硫酸反应的化学方程式是__________________,装置A中的试剂是 。
③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是:_______________________。
(2)验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
①打开b,关闭a。能验证SO2具有氧化性的化学方程式是:___________。
②若大量的SO2通入NaOH溶液中,其化学方程式是:__________________。
③BaCl2溶液中无沉淀现象,将其分成两份,分別滴加下列溶液,将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。
滴加的溶液 |
氯 水 |
氨 水 |
沉淀的化学式 |
写出其中SO2显示还原性并生成沉淀的离子方程式___________________。
某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下的实验装置。
(1)实验室用装置A制备SO2.某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,你认为原因可能: ;
(2)实验室用装置E制备Cl2,其反应的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。若有0.6 mol的HCl参加反应,则转移的电子总数为 mol;
(3)①反应开始一段时间后,观察到B、D两个试管中的品红溶液出现的现象是:
B: ,D: ;
②停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,两个试管中的现象是:
B: ,D: ;
(4)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定会更强.他们将制得的SO2和Cl2按1:1同时通入到品红溶液中,结果发现褪色效果并不像想象的那样.请你分析该现象的原因(用化学方程式表示): 。如果用0.01 mol SO2与0.01 mol Cl2同时非常缓慢地通入100 mL水中,假如得到的溶液体积仍为100 mL,则所得溶液中氢离子的物质的量浓度约为 。
黄铜矿CuFeS2可用于冶炼铜,冶炼原理为:2CuFeS2+2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2。
(1)黄铜矿冶炼铜产生的炉渣中主要含Fe2O3、FeSiO3、SiO2、Al2O3等,请完成以下验证炉渣中含有+2价的铁的探究过程中的有关问题:
仅限选择的试剂有:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水
①应选用试剂为 。
②有关的实验现象为 。
(2)据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下,酸性溶液中,将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐:4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。利用反应后的溶液,按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O):
①操作a的名称是 ,操作b的操作方法是 。
②检验溶液B中Fe3+是否被除尽的试剂是 ,证明Fe3+已被除尽的现象是 。
③在实验室中,设计两个原理不同的方案,从溶液B中提炼金属铜(要求:一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案的化学方程式:
方案一: ;方案二: 。
(共12分)如图所示是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。
(l)写出装置A中所发生的化学反应
(2)装置B中盛放试剂是
(3)点燃C处酒精灯,关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗,稍后片刻,装置C中黑色固体逐渐变红,装置E中溶液里出现大量气泡,同时产
生 (填写反应现象);从E中逸出液面的气体可以直接排入空气,请写出在C中发生反应的化学方程式
(4)已知Cu2O是一种红色固体物质, 在高温条件下可由CuO分解得到:4CuO=2Cu2O+O2↑,生成的Cu2O 也能被NH3还原。当C中固体全部变红色后,关闭弹簧夹1,慢慢移开酒精灯,待冷却后,称量C中固体质量。若反应前固体质量为16g,反应后称重固体质量减少2.4g。通过计算确定该固体产物的成分是 (用化学式表示)
(5)在关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入F中,很快发现装置F中产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中。写出产生白烟的化学方程式
(共12分)下图是一套制取并验证氯气部分化学性质的实验装置。
图中,A是Cl2的发生装置,B、C是气体的净化装置,D中盛放浸有有色布条的CCl4溶液,E中盛放浸有有色布条的水溶液,F中盛有淀粉-碘化钾溶液,G烧杯中盛放NaOH溶液。
(1)写出A装置中发生的反应方程式,并用 “ 双线桥法”标出电子的转移方向和数目。
(2)若生成2.8L标准状况时的氯气,被氧化的HCl的物质的量为多少?
(3)上述装置中有一处错误,请指出是 处(用装置字母表示)。
(4)B中饱和食盐水的作用是 ;C中浓硫酸的作用是
(5)有色布条褪色的是 (选择 “D”或“E”或“D、E”),由此可知具有漂白作用的物质是 (填化学式)。F中出现的现象是
(6)G烧杯中NaOH溶液的作用是 ,发生的化学反应方程式: