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 |
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 。
选考[化学一选修3:物质结构与性质]砷化稼为第三代半导体,以其为材料制造的灯泡寿命长,耗能少。己知砷化稼的晶胞结构如图所示。请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是____(填序号)。
A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同 |
B.第一电离能As>Ga |
C.电负性As>Ga |
D.原子半径As>Ga |
(2)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃下反应制得,反应的方程式为_________________;
(3)AsH3空间形状为_______;已知(CH3)3Ga为非极性分子,则其中镓原子的杂化方式为____________;
Ⅱ.金属铜的导电性仅次于银,居金属中的第二位,大量用于电气工业。
(4)请解释金属铜能导电的原因___________,Cu2+的核外电子排布式为_________________
(5)在硫酸铜溶液中通入过量的氨气,小心蒸发,最终得到深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4晶体,晶体中含有的化学键除普通共价键外,还有___________和____________。
选考[化学与技术]根据废水中所含有害物质的不同,工业上有多种废水的处理方法。
(1)①废水I若采用CO2处理,离子方程式是______.
②废水Ⅱ常用明矾处理.实践中发现废水中的c(HCO3-)越大,净水效果越好,这是因为______.
③废水Ⅲ中的汞元素存在如下转化(在空格上填相应的化学式):Hg2++______═CH3Hg++_____
我国规定,Hg2+的排放标准不能超过0.05mg/L.对于含Hg2+的污水,可加入沉淀剂_______(填写化学式),使Hg2+除去,降低污染。
④废水Ⅳ常用Cl2氧化CN-成CO2和N2,若参加反应的Cl2与CN-的物质的量之比为5:2,则该反应的离子方程式为______.
(2)化学需氧量(COD)可量度水体受有机物污染的程度,它是指在一定条件下,用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化刹的量,换算成氧的含量(以mg/L计).某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量(COD),过程如下:
Ⅰ.取V1 mL水样于锥形瓶,加入10.00mL 0.2500mol/L K2Cr2O7溶液.
Ⅱ.加碎瓷片少许,然后慢慢加入硫酸酸化,混合均匀,加热.
Ⅲ.反应完毕后,冷却,加指示剂,用c mol/L的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定.终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V2 mL.
①I中,量取K2Cr207,溶液的仪器是______.
②Ⅲ中,发生的反应为:Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3+7H2O由此可知,该水样的化学需氧量COD=______(用含c、V1、V2的表达式表示).
NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。
(1)Ⅰ中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是。
(2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(ρ1、ρ2)下随温度变化的曲线(如图)。
①比较ρ1、ρ2的大小关系:。
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是。
(3)Ⅲ中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。
(1)已知:2NO(g)N2O4(g)ΔH1
2NO2(g)N2O4(l)ΔH2
下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)。
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是。
(4)Ⅳ中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。A是,说明理由。
Al、Fe、Cu、S都是中学化学常见元素。
某混合物由Al2O3、Cu2O、Fe3O4组成,将该混合物进行如下处理:
①滤渣A的化学成分为____________(填化学式),则上述过程中,含“铜”物质发生反应的离子方程式为Cu2O+2H+ Cu+Cu2++H2O、__________________________;
②滤液A中有无Fe3+?___________(填“有”或“无”),验证方法是_____________(所述验证方法需与前一空的结论一致)
③向滤液A中加入过量NaOH溶液时Al3+发生反应的离子方程式为______________________。
(1)CuFeS2中Fe的化合价为_______价,CuFeS2与氧气反应可得产物Cu2S、FeS和SO2,则该反应的氧化产物为_______________________(填化学式)。
(2)SO2的排放会造成大气污染,可设计如图所示装置用SO2生产硫酸。写出SO2的电极反应方程式:________,也可用NaOH溶液吸收SO2,所得NaHSO3溶液pH<7,则该溶液中存在离子的物质的量浓度由大到小的顺序是____________________。
[化学—选修3:物质结构与性质](15分)
Ⅰ.德国和美国科学家首先制出由20个碳原子组成的空心笼状分子C20,该笼状结构是由许多正五边形构成如图。
①C20分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;
②多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2,
请回答:C20分子共有个正五边形,共有条棱边。
Ⅱ.A、B、C是短周期非金属元素,核电荷数依次增大。A原子外围电子排布为ns2np2,C是地壳中含量最多的元素。D元素的核电荷数为29。请用对应的元素符号或化学式填空:
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为。
(2)分子(AB)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,每个原子最外层电子数均满足八电子,其结构式为 ,1mol该分子中含有π键的数目为 。该分子中碳原子的杂化轨道类型是 ,该分子属于分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)基态D原子的电子排布式为。