【題目】氧化鉻(Cr2O3)主要用于冶煉金屬鉻、有機化學(xué)合成的催化劑等.工業(yè)上是以鉻鐵礦[主要成份為Fe(CrO2)2,還含有Al2O3、SiO2等雜質(zhì)]為主要原料進行生產(chǎn),其主要工藝流程如下:
(1)亞鉻酸亞鐵[Fe(CrO2)2]中Cr的化合價是___________。
(2)焙燒時的主要反應(yīng)為:4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2,其中被氧化的元素為___,每產(chǎn)生32g Fe2O3,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______,該步驟不能使用陶瓷容器,原因是_______。
(3)操作I包括過濾與洗滌,簡述實驗室中洗滌沉淀的操作:__________。
(4)硫磺在與鉻酸鈉的反應(yīng)中轉(zhuǎn)化為硫代硫酸鈉,反應(yīng)的離子方程式為___________,濾渣中除Al(OH)3外還有_______(填化學(xué)式)。
(5)某工廠用448 kg鉻鐵礦粉[含F(xiàn)e(CrO2)280%]制備Cr2O3,最終得到產(chǎn)品182.4 kg,產(chǎn)率為______。
(6)Cr3+也有一定毒性,會污染水體,常溫下要除去廢液中多余的Cr3+,調(diào)節(jié)pH至少為_______,才能使鉻離子沉淀完全 (已知:離子濃度小于1×10-5mol/L時沉淀就達完全, Cr(OH)3的Ksp=1.0×10-32)。
【答案】+3 Cr、Fe 2.8 mol 陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應(yīng) 將蒸餾水沿著玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸沒沉淀,待水自然流下后,再重復(fù)操作2~3次 4CrO42+6S+7H2O=4Cr(OH)3↓+3S2O32+2OH H2SiO3 75.0% 5
【解析】
鉻鐵礦與純堿、空氣混合焙燒Fe(CrO2)2、Fe2O3,Al2O3、SiO2分別轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉和硅酸鈉,加水浸取后得到氧化鐵,濾液1中加入適量稀硫酸得到濾渣硅酸和氫氧化鋁,鉻酸鈉溶液中加入硫磺生成氫氧化鉻和硫代硫酸鈉,氫氧化鉻受熱分解生成氧化鉻,據(jù)此分析。
(1)根據(jù)化合物的組成可知:Fe為+2價,O為-2價,根據(jù)化合物化合價代數(shù)和為零可知, Cr的化合價為+3
本題答案:+3
(2)反應(yīng)中Fe由+2價升高到+3價,Cr由+3升高到+6價,因此被氧化的元素為Fe、Cr。32g Fe2O3的物質(zhì)的量是0.2mol,消耗氧氣0.7mol,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2.8mol;該步驟不能使用陶瓷容器,原因是二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應(yīng)生成硅酸鹽和二氧化碳。
本題答案:Fe、Cr;2.8mol;陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應(yīng)
(3)洗滌沉淀要注意用玻璃棒引流且在過濾器中完成,其操作方法為:將蒸餾水沿著玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸沒沉淀,待水自然流下后,再重復(fù)操作2~3次
本題答案:將蒸餾水沿著玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸沒沉淀,待水自然流下后,再重復(fù)操作2~3次
(4)由電荷守恒和氧原子及氫原子守恒可知方程式為4CrO42+6S+7H2O=4Cr(OH)3↓+3S2O32+2OH;礦石中SiO2焙燒生成硅酸鈉,加入硫酸生成硅酸,即濾渣中除Al(OH3)外還有H2SiO3
本題答案:4CrO42+6S+7H2O=4Cr(OH)3↓+3S2O32+2OH;H2SiO3
(5)182.4 kg÷(448kg×80%÷224g/mol×152g/mol)×100%=75.0%
本題答案:75.0%
(6)要使鉻離子沉淀完全,c(Cr3+)<10-5mol/L,則c(OH-)= mol/L =1×10-9 mol/L,所以pH=5
本題答案:5
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【題目】探索二氧化碳在海洋中轉(zhuǎn)移和歸宿,是當(dāng)今海洋科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。研究表明,溶于海水的二氧化碳主要以無機碳形式存在,其中HCO3-占95%?茖W(xué)家利用下圖所示裝置從海水中提取CO2,有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。
下列說法不正確的是
A. a室中OH-在電極板上被氧化
B. b室發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:H+ + HCO3- = CO2↑ + H2O
C. 電路中每有0.2mol 電子通過時,就有0.2mol陽離子從c室移至b室
D. 若用氫氧燃料電池供電,則電池負(fù)極可能發(fā)生的反應(yīng)為:H2 + 2OH- - 2e- =2H2O
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【題目】鎂一空氣電池的工作原理如圖所示,電池反應(yīng)為Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是(已知陰離子交換膜的作用是只允許陰離子通過)( )
A.通入氧氣的電極為正極
B.放電時,溶液中的OH-移向負(fù)極
C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2
D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.04mol電子時,參加反應(yīng)的O2為0.02mol
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【題目】下表為某有機物與各種試劑的反應(yīng)現(xiàn)象,則這種有機物可能是( )
試劑 | 鈉 | 溴水 | NaHCO3 溶液 |
現(xiàn)象 | 放出氣體 | 褪色 | 放出氣體 |
A.CH2=CH—CH2—OHB.CH2=CH—COOH
C.D.CH3COOH
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【題目】甲烷是非常重要的能源和化工原料,請回答下列問題.
(1)如下圖所示,裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液),通過裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒鍍銅。
①a處應(yīng)通入______(填“CH4”或“O2”),b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是___________;
②電鍍結(jié)束后,裝置Ⅰ中溶液的pH______(填寫“變大”“變小”或“不變”,下同),裝置Ⅱ中Cu2+的物質(zhì)的量濃度_______;
③若實驗過程中Ⅱ中的銅片質(zhì)量減少了2.56g,則Ⅰ中理論上消耗CH4的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)______L。
(2)若將裝置Ⅱ中的兩電極均改為石墨惰性電極:
①寫出裝置Ⅱ中發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)方式________________________________。
②若用Ⅱ電解200 mL 0.05 mol·L-1的CuSO4溶液,一段時間后溶液中的Cu2+恰好完全析出,恢復(fù)至室溫,溶液pH=__________(忽略電解過程中溶液體積變化);若想將上述電解后的溶液恢復(fù)為與電解前的溶液相同,可以加入一定質(zhì)量的__________(填序號);
a.Cu b.CuO c.Cu(OH)2 d.CuSO4
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【題目】在第3周期中,置換酸中氫的能力最強的元素的元素符號為______,化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定的元素符號是________,最高價氧化物的水化物的酸性最強的化合物的化學(xué)式是_______,堿性最強的化合物的化學(xué)式是__________,顯兩性的氫氧化物的化學(xué)式是_________,該兩性氫氧化物與鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應(yīng)的離子方程式為______________________________、________________________,原子半徑最大的金屬元素的名稱是_______________________,離子半徑最小的離子結(jié)構(gòu)示意圖是______。
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【題目】純凈物X、Y、Z轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,下列判斷正確的是( )
A. X可能是金屬銅 B. Y不可能是氫氣
C. Z可能是氯化鈉 D. Z可能是三氧化硫
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【題目】粉煤灰是燃煤產(chǎn)生的重要污染物,主要成分有A12O3、Fe2O3、Fe3O4和SiO2等物質(zhì)。綜合利用粉煤灰不僅能夠防止環(huán)境污染,還能獲得納米Fe2O3等重要物質(zhì)。
已知:i伯胺R-NH2能與Fe3+反應(yīng):3R-NH2+Fe3++SO42-+H2OFe(NH2-R)(OH)SO4+H+生成易溶于煤油的產(chǎn)物。
ii Fe3+在水溶液中能與Cl-反應(yīng):Fe3++6Cl-[FeCl6]3-
(1)寫出過程I中Fe2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:____。
(2)過程II加入過量H2O2的作用是 ___ 。
(3)過程II加入伯胺一煤油對浸取液進行分離,該操作的名稱是_____。
(4)從化學(xué)平衡角度解釋過程III利用NaCI溶液進行反萃取的原理:_____。
(5) N2H4具有堿性,可與H+結(jié)合生成N2H5+。過程IV中先用過量的N2H4將水層2中Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+并生成N2,反應(yīng)的離子方程式為____,得到的Fe2+再被O2氧化為FeOOH。
(6)納米Fe2O3在常壓電化學(xué)法合成氨過程中起催化作用。該電解裝置如圖所示。
已知熔融NaOH-KOH為電解液,Fe2O3在陰極發(fā)生電極反應(yīng)生成中間體Fe。用化學(xué)用語表示Fe2O3在陰極催化生成NH3的反應(yīng)過程。
第一步:____,
第二步:____。
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【題目】“酒是陳的香”,是因為酒在儲存過程中生成了有香味的乙酸乙酯。在實驗室我們可以用如圖所示的裝置來制取乙酸乙酯;卮鹣铝袉栴}:
(1)寫出試管a中發(fā)生的化學(xué)方程式:_____________________________________;
(2)試管b中的導(dǎo)管要在液面的稍上方,不能插入液面以下,其目的是 ________________;
(3)濃硫酸的作用為___________________________________________________;
(4)試管b中所盛的溶液為________________,其主要作用是 _________________________。
(5)分離乙酸乙酯、乙醇、乙酸的混合物,可按下列步驟進行:
①試劑1最好選用_________________,
②操作1是________________,所用的主要儀器名稱是_______________;
③操作2是_____________,試劑2最好選用_______________,操作3是__________。
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