软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下:
已知:Fe3+、Al3+、Mn2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、10.4、12.4;温度高于27℃时,MnSO4的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为________。
(2)“浸出”过程中Fe2O3转化为Fe3+和Fe2+,相关反应的离子方程式为________。
(3)“滤渣1”的主要成分是__________,“调pH至5~6”所加的试剂是_________(填“石灰水”或“稀硫酸”)。
(4)根据下表数据,选择“第2步除杂”所加的物质A(由一种阳离子和一种阴离子组成),物质A的化学式为________。
![]() Ksp ![]() 阳离子 |
CO32- |
F- |
OH- |
Ca2+ |
5.0×10-9 |
1.5×10-10 |
4.7×10-6 |
Mg2+ |
3.8×10-6 |
7.4×10-11 |
5.6×10-12 |
Mn2+ |
2.2×10-11 |
5.3×10-3 |
2.1×10-13 |
Zn2+ |
1.2×10-10 |
3.0×10-2 |
6.9×10-17 |
(5)采用“趁热过滤”操作的原因是________。
氮气与氢气反应生成氨气的平衡常数见下表:
N2+3H2![]() |
||||
温度 |
25℃ |
200℃ |
400℃ |
600℃ |
平衡常数K |
5×108 |
650 |
0.507 |
0.01 |
(1)工业上合成氨的温度一般控制在500℃,原因是。
(2)在2 L密闭容器中加入1 mol氮气和3 mol氢气,进行工业合成氨的模拟实验,若2分钟后,容器内压强为原来的0.8倍,则0到2分钟,氨气的反应速率为________mol/(L·min)。
(3)下列说法能表明该反应达到平衡的是________
A.气体的平均分子量不再变化 B.密闭容器内的压强不再变化
C.v (N2) =" 2" v (NH3) D.气体的密度不再变化
(4)下列措施,既能加快该反应的反应速率,又能增大转化率的是______________
A.使用催化剂 B.缩小容器体积 C.提高反应温度 D.移走NH3
(5)常温下,在氨水中加入一定量的氯化铵晶体,下列说法错误的是______。
A.溶液的pH增大 B.氨水的电离度减小 C.c(OH-)减小 D.c(NH4+)减小
(6)将氨水与盐酸等浓度等体积混合,下列做法能使c(NH4+)与c(Cl-)比值变大的是________
A. 加入固体氯化铵 B.通入少量氯化氢
C. 降低溶液温度 D.加入少量固体氢氧化钠
铁是人类生产和生活中必不可少的重要金属。
(1)自然界一共存在四种稳定的铁原子,分别是54Fe、56Fe、57Fe和58Fe,其中58Fe原子中子数与质子数之差为___________。
计算铁元素的近似相对质量的计算式为:54×a1%+56×a2%+57×a3%+58×a4%,其中a1%、a2%……是指各同位素的____________________。
(2)铁原子中有______种能量不同的电子,铁原子次外层的电子云有_____种不同的伸展方向。
(3)与铁同周期的主族元素中,最高价氧化物对应水化物中,碱性最强的化合物与酸性最强的化合物的化学反应方程式为________________________________。
(4)要用铁片、锌片、直流电源和导线完成铁片镀锌的实验,铁片应置于_________极,电解质溶液是____________________。
(5)高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾更强,本身在反应中被还原为Fe3+,配平制取高铁酸钠的化学方程式:
___Fe(NO3)3 + ___NaOH + ___Cl2 →___Na2FeO4 + ___NaNO3 + ___NaCl + ___H2O
高铁酸钠除了能消毒杀菌外,还能吸附水中的悬浮物,其原因是______________________。
(6)0.03mol的铁加到过量的HNO3中,加热,铁完全溶解,若生成NO、NO2的混和气体共1.12L(标准状况)。将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入标准状况下一定体积的O2,恰好使气体全部溶于水生成HNO3,则通入O2的体积________________L。
氨有着广泛的用途,可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。
(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应可生成氨气:
该反应在固定体积的密闭容器中进行,有关说法正确的是_____________(填序号字母)。
A.反应处于平衡状态时,![]() |
B.反应达到平衡后,![]() |
C.体系的总压强不变,说明反应已达平衡 |
D.混合气体的密度保持不变,说明反应已达平衡 |
(2)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有:①
②
③
请写出上述三个反应中、
、
三者之间关系的表达式,
=_________。
(3)工业制硝酸的主要反应是:=
①升高温度,反应的K值减小,则Q______(填“>”、“<”或“=”)0。
②若反应起始的物质的量相同,下列关系图错误的是________(填序号)。
③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的浓度如下表:
时间/浓度 |
![]() ![]() |
![]() ![]() |
![]() ![]() |
![]() ![]() |
起始 |
4.0 |
5.5 |
0 |
0 |
第2min |
3.2 |
a |
0.8 |
1.2 |
第4min |
2.0 |
3.0 |
2.0 |
3.0 |
第6min |
2.0 |
3.0 |
2.0 |
3.0 |
反应在第2 min到第4 min时,O2的平均反应速率为________。
反应在第2 min时改变了条件,改变的条件可能是______________________________。
该条件下,反应的平衡常数K=________。
某化学兴趣小组利用废弃铝矿(含CuO、Al2O3及SiO2),模拟工业上提取铝的工艺,设计如下图所示的简单操作流程:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
![]() |
![]() |
![]() |
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
回答下列问题:
(1)滤渣主要成分的化学式为______________________。
(2)灼烧时,用到多种硅酸盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有___________(填仪器名称)。
(3)溶液Y中要加入稍过量原料A,原料A的化学式是_________,步骤⑤反应的离子方程式是_______________________。
(4)操作流程中③的离子方程式为_______________________。
(5)铝电池性能优越,Al—Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如图所示:
请写出该电池正极反应式_________________;常温下,用该化学电源和惰性电极电解300mL氯化钠溶液(过量),消耗27mg Al,则电解后溶液的pH=_________(不考虑溶液体积的变化)。
(6)以熔融盐为电镀液可以在钢材表面镀铝,镀铝电解池中,钢材为________极;镀铝后能防止钢材腐蚀,其原因是____________________________________。
已知:A为淡黄色固体,E、X常温下为气体,A、B、C、D含有相同的金属离子,其转化关系如下图(部分产物已略去)。
请回答下列问题:
(1)B中所含化学键的类型是______________;
(2)常温常压下,7.8g A与足量的水充分反应放出热量a kJ,写出该反应的热化学方程式____________________。
(3)①C也可转化为B,写出该转化的化学方程式_______________;
②B与D反应的离子方程式为__________________________。
(4)将一定量的气体X通入2L B的溶液中,向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸边振荡至过量,产生的气体与盐酸物质的量的关系如图(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。
请回答:a点溶液中所含溶质的化学式为__________,b点溶液中各离子浓度由大到小的关系是___________________。
(5)将C溶液与氢氧化钡溶液混合可得不溶物F,F的=2.5×
。现将该沉淀放入0.5 mol·
的BaCl2溶液中,其
________(填“增大”、“减小”或“不变”),组成不溶物F的阴离子在溶液中的浓度为________mol·
。