(7分)某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:
请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作①是_________;操作②是_________;操作⑤是_________。(填操作名称)
(2)操作②需要的主要玻璃仪器除烧杯外,还需要_________。
(3)加入足量的X、Y、Z是为了除去溶液中的杂质,它们依次是BaCl2溶液 、KOH溶液和 ____溶液。
(4)检验无色溶液B中是否含有SO42-的方法是_________。
对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。请回答以下问题:(1)硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素(主要以弱酸H3AsO3形式存在)含量极高,为控制砷的排放,某工厂采用化学沉降法处理含砷废水。
①已知砷是氮的同族元素,比氮原子多2个电子层,砷在元素周期表的位置为 ,AsH3的稳定性比NH3的稳定性 (填“强’’或“弱’’)。
②工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷,生成难溶的三硫化二砷,该反应的离子方程式为 。
(2)今年8月1 2日晚,天津滨海新区危险品仓库发生爆炸事故,少量氰化物因爆炸冲击发生泄漏,CN一有剧毒,泄露会污染水源和空气,需要处理。
①已知HCN力一元弱酸,则NaCN溶液的pH 7(填“>”“=”或“<”)。
②处理含CN一废水的方法之一是在微生物的作用下,CN-被氧气氧化成HCO3一,同时生成NH3,该反应的离子方程式为 方法二:用NaClO在碱性条件下跟NaCN反应生成无毒害的物质,试写出该反应的离子反应方程式 。
(3)电渗析法处理厨房垃圾发酵液,同时得到乳酸的原理如右图所示(图中“HA”表示乳酸分子,A表示乳酸根离子)。阳极的电极反应式为 简述浓缩室中得到浓乳酸的原理
高锰酸钾是一种典型的强氧化剂。完成下列填空:
I:在用KMnO4酸性溶液处理Cu2S和CuS的混合物时,发生的反应如下:
① MnO4-+Cu2S+H+Cu2++SO2↑+Mn2++H2O(未配平)
② MnO4-+CuS +H+Cu2++SO2↑+Mn2++H2O(未配平)
(1)下列关于反应①的说法中错误的是 (填字母序号)。
a.被氧化的元素是Cu和S
b.氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶5
c.生成2.24 L(标况下)SO2,转移电子的物质的量0.8 mol d.还原性的强弱:Mn2+>Cu2S
II:在稀硫酸中,KMnO4与 (NH4)2Fe(SO4)2也能发生氧化还原反应。
(2)写出KMnO4与(NH4)2Fe(SO4)2反应的离子方程式: 。
(3)欲配制480mL 0.1mol/L Fe2+溶液,需称取(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(M=392g/mol)的质量为 g。需要的玻璃仪器有.
III:实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:高温下使软锰矿与过量KOH(s)和KClO3(s)反应,生成K2MnO4(锰酸钾)和KCl;用水溶解,滤去残渣;酸化滤液,K2MnO4转化为MnO2和KMnO4;再滤去沉淀MnO2,浓缩结晶得到KMnO4晶体。请回答:
(4)用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是: 。
(5)K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。并用单线桥表示电子的转移情况 。
辉铜矿是一种重要的铜矿石,主要含有硫化亚铜(Cu2S),还有Fe2O3、SiO2及一些不溶性杂质。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜晶体的工艺流程如下:
已知:部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol.L-1计算)。
离子 |
开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
Fe3+ |
1.1 |
3.2 |
Mn2+ |
8.3 |
9.8 |
Cu2+ |
4.4 |
6.4 |
回答下列问题:
(1)浸取后得到的浸出液中含有CuSO4、MnSO4。写出浸取时产生CuSO4、MnSO4反应的化学方程式 。
(2)调节pH的目的是 ,pH的调节范围为_____________。
(3)生成MnCO3沉淀的离子方程式为 。
(4)操作A为 。
(5)由辉铜矿制取铜的反应过程可以表示为:
2Cu2S(s)+3O2 (g) =2Cu2O(s)+2SO2(g)△H="-" 768.2 kJ.mol-l
2Cu2O(s)+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2 (g)△H="+116.0" kJ.mol-l
则由Cu2S与O2加热反应生成Cu的热化学方程式为_____________。
(6)若用含85% Cu2S的辉铜矿来制备无水Cu(NO3)2。假设浸取率为95%,调节pH时损失Cu 3%,蒸氨过程中有5%未转化为CuO,其它过程中无损耗,则1.0 kg这样的辉铜矿最多能制备 kg无水Cu(NO3)2。
S02的含量是空气质量日报中一项重要检测指标,也是最近雾霾天气肆虐我国大部分地区的主要原因之一。加大S02的处理力度,是治理环境污染的当务之急。
I.电化学法处理SO2。
硫酸工业尾气中的SO2经分离后,可用于制备硫酸,同时获得电能,装置如右图所示(电极均为惰性材料):
(1)M极发生的电极反应式为________________。
(2)若使该装置的电流强度达到2.0A,理论上每分钟应向负极通入标准状况下气体的体积为 L(已知:1个e所带电量为1.6×10-19C)。
Ⅱ,溶液与电化学综合(钠碱循环法)处理SO2。
(3)钠碱循环法中,用Na2SO3溶液作为吸收液来吸收SO2,该反应的离子方程式为 。
(4)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-)/n(HSO3-)变化关系如右图所示:
①用图中数据和变化规律说明NaHSO3溶液呈酸性的原因 。
②n(SO32-)/n(HSO3-)=1:1时,溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(5)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽处理,直至得到pH>8的吸收液再循环利用,其电解示意图如下:
①写出阳极发生的电极反应式 ;
②当电极上有2 mol电子转移时阴极产物的质量为 。
周期表前四周期的元素Q、R、X、Y、Z原子序数依次增大,Q元素的原子形成的离子就是一个质子;R基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;X基态原子s能级的总电子数比p能级的总电子数多1;Y原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;Z原子的价电子排布为3d74S2。
回答下列问题:
(1)R、X、Y中第一电离能最大的是 (填元素符号),其中Y原子的电子排布式为 。
(2)Q、R元素形成的某分子中共有14个电子,该分子中R原子采取 杂化,该分子的立体构型为 。
(3)RY可以和很多过渡金属形成配合物,如Fe( RY)5、Ni(RY)4。其中Fe(RY)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe (RY)5晶体属于 (填晶体类型)。RY与N2互为等电子体,与RY互为等电子体的离子有 (任写一种)。
(4)向含Z2+的溶液中加入过量的氨水,并通入适量的Y2气体,生成有[Z(NH3)6]3+离子,则该反应的离子方程式为 。