内容正文:
2026届高考化学二轮复习---硫及其化合物大题专练
一、实验题型
1.植物染作为非物质文化遗产,其靛蓝染色在现代工业中常使用二氧化硫脲作为还原剂。二氧化硫脲可溶于水,难溶于乙醇,但在受热或碱性条件下易水解。某课题组制取二氧化硫脲并测定其产品纯度的步骤如下:
步骤Ⅰ:硫脲的制备
将水与固体混合后再通入,控制温度30℃反应1小时,迅速升温至80℃反应4小时,趁热过滤,得到含硫脲的溶液。
步骤Ⅱ:二氧化硫脲的制备
将上述所得溶液降温至5℃,分批加入溶液,控制温度低于10℃和进行反应,反应完成后,结晶、减压过滤、乙醇洗涤、干燥得到产品二氧化硫脲。
部分实验装置如图所示:
回答下列问题:
(1)装置B中Y溶液是___________;仪器a的名称是___________。
(2)步骤Ⅱ中分批加入溶液的目的是___________。
(3)二氧化硫脲的制备中采用减压过滤的优点是___________。
(4)硫脲制备二氧化硫脲的化学方程式是___________。
步骤Ⅲ:测定二氧化硫脲产品纯度
(5)称取m g粗品(杂质不参与反应)于锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,加入酸性溶液充分反应,用 的标准溶液滴定剩余的,滴定至终点时消耗标准溶液 。
已知:
①滴定终点的现象是___________。
②测得的二氧化硫脲纯度是___________%。
2.某研究小组探究亚铁盐溶液与双氧水的反应,进行了如下实验。
已知:实验时使用硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液(已酸化)
回答下列问题:
(1)Ⅲ中溶液呈血红色的原因是___________、___________(用离子反应方程式表示)。
(2)针对Ⅳ中溶液变为黄色提出猜想:
ⅰ.SCN-发生转化
ⅱ.___________发生转化
ⅲ.二者都发生转化
设计实验:将Ⅳ中溶液平均分为2份,分别进行实验a、b。
实验
操作
现象
a
向试样中滴加___________
溶液变为血红色
b
向试样中滴加2滴0.05mol/L Fe2(SO4)3溶液
溶液无明显变化
请补全上述猜想和实验操作;实验现象证明猜想ⅰ正确。
(3)查阅资料发现SCN-具有还原性,能被H2O2氧化为。拟设计如下实验验证:取Ⅳ中溶液,加入盐酸,滴加BaCl2溶液,观察是否产生白色沉淀。该实验设计是否合理?___________(填“是”或“否”),说明原因:___________。
(4)探究Ⅴ中气泡成分及产生原因:
查阅资料:Fe2+能催化H2O2分解,其催化机理为:
故气泡成分为氧气。
结合上述催化机理,从平衡移动的角度解释Ⅳ中溶液为何静置3min后才出现气泡___________。
(5)根据上述实验,若用KSCN溶液和双氧水检验亚铁离子时,应注意___________。
3.碘钟反应(Iodine clock reaction)是一种化学振荡反应,充分体现了化学反应的魅力。在碘钟反应体系中,溶液的现象会在特定时间间隔内发生周期性变化,仿佛时钟一般规律。
最为典型的是以过氧化氢分解的碘钟反应体系,主要包含以下几种物质:过氧化氢()、硫代硫酸钠()、硫酸()、以及淀粉溶液。
反应具体过程及现象如下:
第一步:(无色→蓝色)
第二步:(蓝色→无色)
……(如此循环往复)
(1)配平第一步反应,并用单线桥法标出电子转移的方向和数目___________。
YA兴趣小组成员根据上述反应原理,猜测溶液、溶液、淀粉也可形成碘钟反应体系,进而设计了如下实验装置,并成功验证了猜想。
具体实验装置及K闭合后电流表的指针偏转情况记录如下表所示:
表盘
时间/min
偏转位置
右偏至Y处
指针回到“0”处,又返至“X”处;如此周期性往复多次
指针归零
(2)在上述装置中,b电极是___________极
A.正 B.负 C.阳 D.阴
(3)K闭合后,取b极区溶液加入盐酸酸化的溶液,现象是___________。
(4)时,直接向a极区滴加淀粉溶液,溶液未变蓝,由此判断在a极放电的产物是___________。
(5)时,指针回到“0”处的原因可能是发生___________(写离子方程式),不再与发生反应,因此外电路无电流通过。此后,Ⅲ中指针返回X处的原因,可能是___________。
(6)关于上述装置中的盐桥,下列说法错误的是___________。
A.盐桥两端可以用琼脂封口,可长期反复使用
B.盐桥内所用电解质溶液可选饱和KCl溶液或饱和溶液
C.盐桥的作用是形成闭合回路,平衡溶液中的电荷
D.盐桥中的正离子往U形管左侧a电极方向移动
YA兴趣小组成员在查阅文献后发现:一定条件下,溶液也能形成碘钟体系。在该体系中检测得到pH-时间振荡曲线如下图所示,同时观察到体系由澄清浑浊澄清的周期性变化。
(7)可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程,请补充其中的2个离子方程式。
Ⅰ.
Ⅱ.___________。
Ⅲ.;
Ⅳ.___________。
4.是一种良好的催化剂,其熔点、沸点分别为、,易被氧化为,易水解,类似于。一种制备纯净的实验装置如图(部分加热装置和夹持装置略)。回答下列问题:
(1)装置A中盛浓硫酸的仪器名称为_______;装置A中制取HCl气体的原理为,该反应主要利用了浓硫酸的性质为_______(填选项字母)。
a.脱水性 b.高沸点 c.强氧化性 d.强酸性
(2)下列实验图标与本实验无关的是_______(填选项字母)。
A. B.. C. D.
(3)实验时,先使装置中的反应进行一段时间后,再给装置加热,其目的是_______;装置D中所盛试剂a为_______(填试剂名称)。
(4)从装置D中排出的尾气的主要成分为_______(填化学式)。
(5)实验室用装置C收集的固体配制溶液时,常向所配制的溶液中加入锡粉,其目的是_______(用离子方程式解释)。
(6)某实验小组同学设计如下实验测定实验中所用锡样品的纯度。
称取锡样品,并将样品溶于盐酸中(杂质不溶解),过滤;向滤液中加入过量的溶液;用标准溶液滴定溶液中生成的(不考虑的影响),三次平行实验平均消耗标准溶液,则锡样品的纯度为_______%(保留3位有效数字)。
5.碘在物质转化与油脂测定中应用广泛。下列实验利用含碘废液(含NaI和少量)
制取单质碘并用于花生油碘值的测定。
Ⅰ.制取的流程:含碘废液(NaI,少量)→制CuI→制
已知:①碘易升华,在常温下微溶于水;
②(亚铁氰化钾)与会生成红褐色沉淀。
(1)“制CuI”:如图所示,先向碘废液中加入足量的溶液,控制温度60~70℃,再逐滴滴加溶液并不断搅拌,有、和白色的CuI沉淀生成。
①图中仪器C的名称为_______。
②写出“制CuI”时发生反应的离子方程式_______。
③实验中若不加入,只加入溶液,可发生反应:。则实验中加入的作用是_______。
(2)制取:弃去上步反应后的上层液体只留CuI固体,在B中装浓硝酸,并连接尾气吸收装置D,不断搅拌下,逐滴加入浓硝酸,充分反应后,将所得混合物用真空抽滤器过滤,用冷水洗涤,低温干燥得到。
①D中盛放的试剂为_______。
②检验洗涤干净的方法为_______。
Ⅱ.花生油碘值的测定
(3)碘值指100 g油脂与单质碘加成时消耗的克数,是衡量油脂不饱和程度的指标。因为与油脂反应缓慢,碘值测定时通常用ICl代替。
测定过程为称取0.25g花生油于碘量瓶中,加入异己烷,搅拌,再向其中加入25.00 mL 0.05 mol/L ICl的乙酸溶液,反应后向其中加入足量KI溶液(与过量ICl反应:),用0.02 mol/L 溶液滴定,加入淀粉指示剂滴定至终点,消耗溶液体积为25.00 mL。
①实验中加入20 mL异己烷的作用为_______。
②判断滴定到达终点的现象为_______。
③该花生油的碘值为_______g。
6.碘酸铜[Cu(IO3)2]难溶于水,常用于催化剂和红外吸收剂,具有多种工业应用。某研究小组利用含碘废液制备碘酸铜并测定其溶度积常数。
I.制备HIO3,装置如下图所示。
(1)仪器A的名称为___________,写出仅KI3被氧化的化学方程式___________。
II.制备Cu(IO3)2,流程如下图所示。
(2)“合成”后可通过抽滤分离出Cu(IO3)2固体,较于普通过滤,抽滤的优点是___________。(答出两点即可)
(3)设计实验检验是否洗涤干净___________。
III.Cu(IO3)2溶度积常数的测定。
取Cu(IO3)2固体溶于水配成饱和溶液,取25.00 mL的饱和溶液,调节,加入足量EDTA二钠盐充分反应后,再加入足量溶液,用标准溶液在内完成滴定,记录体积。重复滴定3次,平均消耗标准溶液为。
已知:①;、均为无色。
②;对有吸附作用。
③EDTA二钠盐结构简式为:
(4)配制饱和Cu(IO3)2溶液,下列仪器中需要使用的有___________(填名称)。
(5)上述实验滴定时选用淀粉作指示剂,用离子方程式表示KI的作用:___________。
(6)实验中加入EDTA二钠盐的目的是___________。
(7)该条件下的的为___________(列出计算式)。
7.磺酰氯(,沸点为),为无色发烟液体,极易水解,主要用作氯化剂或氯磺化剂,也可用于制造染料、橡胶等。可由干燥的和在一定条件下反应得到。利用如图所示装置制备少量并测定其纯度。
Ⅰ.制备
(1)仪器a的名称为___________,其侧管的作用为___________。
(2)F装置中反应的离子方程式为___________。
(3)C和E装置的作用为___________。
(4)装置的作用为___________。
Ⅱ.测定的纯度
取中样品mg溶于水,加入溶液,冷却后稀释至,取溶液于锥形瓶中,滴加2滴甲基橙,用标准溶液滴定至终点,重复实验三次取平均值,消耗盐酸。
(5)水解的化学方程式为___________。
(6)滴定终点的现象是___________,产品的纯度为___________(用代数式表示即可)。
8.连二硫酸锰晶体()呈红色,可用于蔬菜、水果等保鲜。受热易分解为和。实验室中可利用饱和水溶液与反应制备连二硫酸锰,同时有生成,其制备装置和具体步骤如下:
Ⅰ.在B的三口烧瓶中盛装适量和400 mL蒸馏水,控制温度在7℃以下,将A中产生的通入B中,反应过程中保持C中管口有少量气泡持续冒出。
Ⅱ.待烧瓶中全部反应完,反应液呈透明粉红色时,停止通。
Ⅲ.将装置C换为减压装置,一段时间后将B中的溶液转移至烧杯中。
Ⅳ.向溶液中加入适量连二硫酸钡溶液,搅拌,静置,过滤。
Ⅴ.对滤液进行浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥,得。
回答下列问题:
(1)写出装置A中发生的化学反应方程式________。
(2)步骤Ⅰ对B中烧瓶可采取的控温方式是________。
(3)C装置中NaOH溶液的作用是________。
(4)有同学指出装置A、B之间需要进一步完善,完善的措施是________。
(5)步骤Ⅱ中反应的离子方程式有、________。
(6)步骤Ⅲ中进行减压操作的目的是________。
(7)步骤Ⅳ中加入连二硫酸钡溶液后,过滤出的滤渣是________。
9.某化工厂采用“铁盐氧化法”处理含的烟气,减少硫酸型酸雨的形成,并经系列反应后,将最终转化为硫酸盐产品。
(1)硫酸型酸雨中不可能含有的微粒是___________。
A. B. C. D.
(2)“铁盐氧化法”的实质是与的氧化还原反应。取反应一段时间后的吸收液进行实验,下列现象中,一定能证明该氧化还原反应发生的是___________。
A.滴加紫色石蕊试液,溶液显红色
B.滴加酸性溶液,紫色褪去
C.滴加硝酸酸化的溶液,有白色沉淀生成
D.滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变血红色
(3)铁盐完全吸收后的溶液,工业上常通入空气处理,该步骤称为“曝气”。从“绿色化学”的角度分析,“曝气”的优点有___________。(写出一条)
实验室利用下图装置模拟上述“铁盐氧化法”的原理。
(4)装置A用于制取,下列对该实验的分析正确的是___________。(不定项)
A.可以通过铜丝的升降控制反应 B.可以通过鼓入空气加速反应
C.实验中试管底部可能出现白色物质 D.反应过程中铜丝表面有黑色产生
(5)向反应一段时间后的装置B中,逐滴加入NaOH溶液,先无明显现象,后产生红褐色沉淀。分析“先无明显现象”的原因___________。
在溶液吸收的过程中,可观察到B中溶液颜色经历“棕黄色—红棕色—浅绿色”的变化过程。已知“红棕色”是因为生成了含硫配体的配离子有关。
室温下,、和的分布分数随pH变化如下图所示。
[,X表示或或]
室温下,为探究“红棕色”配离子的组成,设计如下实验方案:
实验编号
溶液①1 mL
溶液②10 mL
实验操作及现象
Ⅰ
溶液
饱和溶液
溶液①与溶液②混合后,实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所得溶液红棕色依次加深
Ⅱ
溶液
饱和溶液,用NaOH固体调整溶液
Ⅲ
溶液
饱和溶液,用NaOH固体调整溶液
(6)上述实验中,能够说明“红棕色”配离子的配体为的实验依据是___________。
(7)若该配离子为,继续通入至体系pH小于5时,溶液由红棕色变为浅绿色,其离子方程式为:___________。
(8)实验所用“溶液②”的体系中,含硫微粒仅为、和,且在调节pH过程中三者总物质的量保持不变。结合上图所示的分布分数图,回答下列问题:
①说明溶液呈酸性的主要原因___________。
②当为0.4时,溶液的pH可能为___________。(精确到小数点后2位)
10.某药用硫磺中硫的含量可通过实验测定,以下为主要实验步骤:
Ⅰ.如图所示,准确称取0.2 g药用硫磺于中,并准确加入乙醇溶液和适量蒸馏水,搅拌,加热,待样品完全溶解后,除去乙醇。
Ⅱ.室温下向中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30%溶液,加热,保持,冷却至室温。
Ⅲ.将中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴酚酞指示剂,用标准溶液(已标定)滴定至终点,消耗标准溶液体积为。
Ⅳ.不加入药用硫磺,重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验,消耗标准溶液体积为35.00 mL。计算样品中硫的质量分数。
回答下列问题:
(1)基态硫原子的价电子轨道表示式为_______。仪器B的作用是_______。
(2)乙醇运输过程中,需张贴的安全使用标识是_______(填标号)。
a. b. c. d.
(3)用市售浓盐酸(浓度约)配制、标准溶液(未标定)时,用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需_______和_______。
(4)步骤Ⅱ中与其中一种含硫化合物按4:1发生反应的离子方程式为_______。检验溶液中含有的操作是_______。
(5)步骤Ⅲ中判断滴定达到终点的现象是_______。
(6)该样品中硫的质量分数为_______。
(7)若反应加入的量不足,则测得硫的质量分数_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
11.《化学》(九年级下册)指出:在金属活动顺序表里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。化学小组探究氢后面的金属与酸反应的情况。
(1)Cu与浓硫酸的反应
装置如图,铜与浓硫酸反应的化学方程式为______。反应完成后,欲观察硫酸铜溶液的颜色,正确的操作是______。基于绿色化学思想写出一种改进该装置的做法______。
(2)Cu与不同浓度盐酸的反应
取4支试管,各放入0.5 g铜片,分别加入4 mL不同浓度的盐酸,振荡,敞口放置1天后测得溶液均为强酸性,实验现象如下。
试管序号
A
B
C
D
盐酸浓度
1.5
3
6
12
现象
溶液呈淡蓝色
铜片变黑
溶液呈黄蓝色
铜片变黑
溶液呈淡黄色
铜片变黑
溶液呈黄色
铜片无明显变化
提出问题 铜片上的黑色物质是什么?
查阅资料 CuCl是白色沉淀,、、、在溶液中分别为无色、黄色、无色、深蓝色。当微粒尺寸小于一定值时通常呈现黑色。
作出猜想 猜想a:CuO
猜想b:纳米级CuCl
实验验证 ①甲同学认为猜想a不合理,原因是______。
②乙同学将黑色物质转移至浓氨水中,观察到______,一段时间后变蓝,证明其可能为纳米级CuCl。9天后4支试管中均有白色固体出现。
得出结论 猜想b正确。
查阅资料 CuCl的形成过程为:
ⅰ、 ⅱ、 ⅲ、
继续探究 ③试管A中溶液呈淡蓝色主要是含有______(填离子符号),试管D中溶液呈黄色主要是含有,写出由Cu生成的化学方程式______。
④将上述实验中的盐酸换成稀硫酸,放置9天,4支试管中均无明显变化。解释原因______。
(3)Ag与氢碘酸反应
已知: ,
通过计算判断银与氢碘酸发生置换反应的可能性______。
(4)Au、Pt与王水的反应
王水同时具有硝酸的氧化性和氯离子的强配位能力,因此可以溶解金、铂等不活泼金属。王水的主要成分为______。
教师指导 学习中慎用结论,金属与酸的反应情况较复杂,既不要任意拓展,也不要刻板固化。
12.用溶液吸收烟气中的并回收S是一种高效脱硫技术。
已知:、溶液中各含硫粒子的物质的量分数与pH的关系如下。
(1)含的烟气不能直接排放,否则可能造成的环境问题是_____________________。
(2)向盛有溶液的“一级脱硫反应釜”中匀速通入烟气,“尾气1”中组分体积分数与溶液pH随烟气通入时间的变化如图所示。
①溶液呈碱性的原因:__________________(填离子方程式)。
②0~130 min pH降低的主要原因:
130~260 min pH降低的主要原因:
260~480 min pH降低的主要原因:__________________(填方程式)、
综上,随着组成的变化,溶液逐渐失去吸收的能力。
③已知,但130~260 min 主要与反应,原因是:
ⅰ.;ⅱ.________________________。
(3)研究发现:pH降至9时,“吸收液”中开始产生;pH由9降至7的过程中,升高较快;pH继续降至4,变化不大。
①分析产生的原因。
假设1:烟气中的将价硫元素氧化成S,;
假设2:烟气中含,由于_________________(填方程式),。
②实验证实产生的主要途径是假设2不是假设1.解释原因:________(填序号)。
a.氧化性: b.氧化价硫元素的速率:
(4)盛有溶液的“二级脱硫反应釜”的作用是:ⅰ.充分吸收;ⅱ.________________。
控制pH为2,“吸收液”中和在“自氧化还原反应釜”中反应回收S。
13.实验小组探究KSCN溶液用于检验“印制铜电路板腐蚀废液中是否存在Fe3+”的适用性。
已知:
a.CuSCN为难溶于水的白色沉淀,可与稀硝酸反应生成Cu2+和。
b.为淡黄色溶液,与Cu2+共存时,溶液显绿色。
c.(SCN)2为拟卤素,性质与卤素相似,其离子与卤素离子性质相似。
Ⅰ.实验1:用KSCN溶液检验Cu与FeCl3反应后的溶液。
(1)实验1过程ⅰ生成浅绿色溶液的离子方程式为___________。
(2)为探究实验1中白色沉淀的成分,小组同学取白色沉淀,用蒸馏水多次洗涤后,置于试管中,向其中加入过量稀硝酸,白色沉淀溶解,后加入___________(填试剂)溶液,产生白色沉淀,证明白色沉淀含有CuSCN。
Ⅱ.实验2:验证Cu2+与SCN相互作用能生成CuSCN沉淀。
(3)经实验证实Cu2+与SCN溶液绿色褪去,产生白色沉淀确实能生成CuSCN沉淀,同时有(SCN)2生成。实验2中“溶液先变为绿色,静置1天后,溶液绿色褪去,产生白色沉淀”,结合化学用语从速率和限度两角度分析,产生上述现象的可能原因___________。
Ⅲ.实验3:探究实验1血红色产生的原因。
序号
实验操作
现象
3-1
向2 mL0.1 mol/L FeCl2溶液加入1滴0.1 mol/L KSCN溶液
无明显变化
3-2
向2 mL0.1 mol/L FeCl2溶液先加入1滴0.1 mol/L CuSO4溶液,再加入1滴0.1 mol/L KSCN溶液
加入CuSO4溶液后无明显现象,加入KSCN溶液后溶液变红,并伴有白色沉淀
(4)①实验3-1的目的是___________。
②对比分析实验3-1和3-2现象,结合化学用语说明实验结论___________。
(5)综合分析上述实验,解释实验1中“振荡后,血红色褪去,白色沉淀增多”的原因___________。结论:KSCN溶液不适合用于检验“印制铜电路板腐蚀废液中是否存在Fe3+”。
14.2025年诺贝尔化学奖授予开发“金属有机框架(MOF)”材料的三位科学家。MOF-5的化学结构可以表示为,是合成原料之一。某小组以为原料制备无水并测定产品纯度,可通过如下流程完成。回答下列问题:
Ⅰ.制备无水,装置如图所示。
(1)写出A装置中只生成正盐的化学方程式:_______。
(2)B装置的作用是_______;D装置中干燥管的作用是_______。
(3)如果直接加热制备,产品中可能混有_______(填化学式,写2个)。
(4)实验完毕后,从A装置烧瓶中分离得到固体M,设计实验证明洗涤干净的M中含有:_______。
Ⅱ.测定产品纯度。
(5)流程中称量时应使用_______(填“台秤”“托盘天平”或“分析天平”)。“溶解”时使用了玻璃棒,其作用是_______。
(6)已知该小组使用了250 mL的容量瓶配制溶液,准确量取25.00 mL配制的溶液于锥形瓶中,滴加几滴溶液作指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V mL。
①滴定终点时有砖红色沉淀产生。滴定中,溶液pH应保持在6.0~6.5之间,其原因是_______。
②该产品的纯度为_______%(用含a、c、V的代数式表示;假设杂质不含氯离子)。若滴定前仰视读数,滴定终点时俯视读数,测定结果会_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
15.大苏打(,其水溶液呈碱性)是重要的工业原料。利用反应:和下列装置(夹持仪器已省略)可制备。
回答下列问题:
(1)盛放硫酸的仪器名称为________。
(2)装置B的作用是________________;装置D中试剂为______(填“NaOH溶液”或“浓硫酸”),实验结束后,打开,从弹性气囊鼓入空气的目的是_________。
(3)打开,关闭,向三颈烧瓶中滴加硫酸,装置A中发生反应的化学方程式为_________;装置C中先出现黄色浑浊,一段时间后又变澄清,出现黄色浑浊的原因是________(用离子方程式表示)。
(4)制备过程中需要监测装置C中溶液的pH,当pH接近7时,应立即停止通入,其原因是________________。
(5)实验结束后,装置C中的溶质主要为,还可能含有和,为了证明含有,设计如下方案:
供选择的试剂:a.品红溶液 b.酸性高锰酸钾溶液 c.溶液 d.澄清石灰水 e.NaOH溶液
①取适量装置C中溶液,滴加足量的稀硫酸;
②将①中产生的气体依次通过_____(填试剂序号),若观察到的现象对应为____________,则证明装置C中溶液含有。
16.硫代硫酸钠()可用于预防局部非转移性实体瘤儿科患者由于顺铂化疗引起的听力损失,此外,在污水处理、分析化学、金属矿物处理等方面都有着广泛应用。实验室可通过如图所示装置制备。
回答下列问题:
(1)装置A中,盛装硫酸的仪器名称为_______,橡胶管的作用是_______。
(2)制备时,导管的连接顺序为_______。
(3)装置E中长颈漏斗的作用是_______。
(4)装置C中发生反应生成的化学方程式为_______。
(5)为保证的产率和纯度,实验中通入的不能过量,原因是_______。
(6)为测定产品中的质量分数,取10.0g产品溶于蒸馏水中配制成250mL溶液;取出25.00mL溶液置于锥形瓶中,加入2滴淀粉溶液,用碘标准溶液滴定,消耗碘标准溶液。已知:。
①到达滴定终点的实验现象是_______。
②该产品中的纯度为_______(用含的代数式表示)。
17.氯化亚铜(CuCl)广泛应用于冶金、电镀、医药等行业。某兴趣小组拟热分解结晶水合物制备CuCl,并测定其纯度。
已知:①
②实验室使用浓硫酸制备HCl气体的原理:(浓)
Ⅰ.制备CuCl。该小组用下图所示装置进行实验(部分加热装置略)。
请回答下列问题:
(1)制备HCl气体的过程体现了浓硫酸具有的性质是___________。
A.脱水性 B.吸水性 C.强氧化性 D.难挥发性
(2)盛放浓硫酸的仪器名称是___________,使用该仪器制备HCl气体的优点是___________。
(3)C中试纸先变蓝,一段时间后逐渐褪色(经检测有生成)。试纸变蓝过程中发生的离子方程式为___________;褪色过程中发生的化学方程式为___________。
(4)装置D的作用是___________。
Ⅱ.纯度测定。准确称取所制备的氯化亚铜样品1.5g,将其置于过量的溶液中发生反应。待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,配成100mL溶液,取出10.00mL,用的标准溶液滴定到终点,消耗溶液25.00mL。(该实验条件下不会被氧化,反应中被还原为。)
(5)纯度测定时,配制100mL待测液用不到的实验仪器有___________(填仪器名称)。
(6)样品中CuCl的质量分数为___________。
(7)若测定结果偏小,可能的原因是___________(填标号)。
A.样品中混有CuO
B.装待测液前锥形瓶内残留少量水
C.滴定前滴定管尖嘴处有小液滴,滴定后消失
D.滴定管未用标准溶液润洗
18.工业生产硫酸(以黄铜矿为原料,主要成分是,含少量杂质)产生大量的废渣和废气,对环境危害极大。一种将这种废渣和废气进行协同处理,使之资源化综合利用的工艺流程如图所示:
已知:①常温下,;②;③离子浓度为时,可认为该离子在溶液中已完全沉淀。回答下列问题:
(1)“酸浸”工序中加入的“试剂X”为_____(填名称)。“氧化i”工序的目的是_____。
(2)“调pH”工序中恰好完全沉淀时的_______(保留三位有效数字);“调pH”工序中除了用CuO外,最好还可以用_______(填化学式)。
(3)上述化工流程中,采用98.3%浓硫酸吸收,而不是采用水吸收,原因是_______。
(4)“液吸”制备大苏打()的化学方程式为_______。
(5)实验室中,“系列操作a”包含_______、_______、过滤、洗涤、干燥。
19.利用废钒铬渣(主要含、、、和含Fe的氧化物等)提取钒和铬的工艺流程如下:
已知:①在时开始沉淀,时沉淀完全
②多钒酸盐在水中溶解度较小;微溶于冷水,可溶于热水。
③部分含钒物质主要存在形式在时为,在时为,为多钒酸根,时为。在时以形式存在,时主要以形式存在。
回答下列问题:
(1)焙烧时转化为,转化为,其中转化为的化学方程式为______。
(2)“滤渣1”的成分为______。
(3)“转化”操作单元中,含钒化合物参与的离子方程式为______。
(4)“沉钒”得到偏钒酸铵,若滤液中,若体积为1L,不考虑溶液体积变化,为使钒元素的沉降率达到98%,至少加入固体______mol。[已知]
(5)“还原”操作单元中,1mol消耗物质的量为______mol。
(6)“沉钒”后“系列操作”包括过滤、洗涤等,检验沉淀是否洗涤干净所需的试剂为______。
(7)“沉铬”后所得滤液经处理后可导入______(填操作单元)循环利用。
20.废镍催化剂主要含Ni,还有少量Cu、Fe、Al及其氧化物、SiO2。某研究小组设计如图所示工艺流程制备硫酸镍晶体[]。
查阅资料:①镍的化学性质与铁相似,能与酸缓慢反应。
②一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属离子
开始沉淀的pH
7.2
4.0
2.2
7.5
沉淀完全的pH
9.0
5.6
3.2
9.0
(1)提高“酸浸”反应速率的措施有_________(写出一条即可),“滤渣2”的成分是_________(用化学式表示)。溶液中加入的目的是_________(用离子方程式表示)。
(2)调pH可选用的物质_________(填序号)。
A. B. C. D.
调pH的范围为_________。
(3)下列有关说法不正确的是_________。
A.酸浸步骤可用水浴加热,以加速反应
B.操作A中的有机溶剂可选用乙醇
C.调pH后过滤,需用玻璃棒对漏斗中的混合物充分搅拌
D.操作B中包含“结晶、过滤、洗涤、煅烧等操作
(4)测定产品的纯度。
操作步骤
涉及反应
①准确称取制备的硫酸镍样品5.620 g,加入含0.0200 molEDTA的二钠盐溶液(用H2Y2-表示),充分反应后定容成100 mL。
②取25.00 mL上述溶液于锥形瓶中,加二甲酚橙作指示剂,用标准液滴定到终点,平行实验三次,平均消耗标准液。
计算产品的纯度为_________(保留3位有效数字)。
21.湿式氧化法脱除废气中的一种工艺流程如下。
已知:时氢硫酸和碳酸的电离常数如下表。
Ⅰ.脱硫
(1)用离子方程式表示溶液显碱性的原因:_______。
(2)过量溶液吸收生成,反应的离子方程式是_______。
(3)结合数据,根据溶液显碱性推测NaHS溶液显_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
Ⅱ.氧化再生
(4)在催化剂作用下,脱硫吸收液中被氧化,反应的离子方程式是_______。
(5)催化氧化的过程示意图如下。
①通常采用溶于水的物质如的配合物作催化剂。若直接用会降低催化效率,可能的原因是_______。
②使用三核酞菁钴磺酸铵催化剂,S的生成率随n(溶解)的变化如下图。当n(溶解),S的生成率明显下降。经检测,副产物有、_______等(写一种)。
③结合催化氧化的过程分析,为提高S的生成率,可采取的措施有_______(写两条)。
(6)溶液a中可循环利用的主要物质有_______、催化剂。
22.某实验小组设计实验制备并探究其性质。
实验(一) 制备。
方案1:用溶液和溶液混合制备。
方案2:利用反应制备,制备装置如图所示(控温仪器省略)。
(1)经检验,方案1不能达到实验目的,主要产物之一为S,该反应的离子方程式是______。
(2)装酸X的仪器是______(填名称);酸X可能是______(填字母)。
a.浓硫酸 b.浓盐酸 c.稀硫酸 d.稀硝酸
(3)橡胶管L的作用是______;装置D的作用是______。
实验(二) 探究的性质。
取实验(一)中装置中固体进行如下实验(部分夹持装置已略去):
I.与反应。常温下,与氧气反应的实验装置如图。
实验现象:硬质玻璃管内黑色粉末逐渐变为黄褐色,小试管中品红溶液不变色;当黑色粉末全部变为黄褐色时停止通入。
(4)取少量黄褐色粉末于试管中,加入蒸馏水,将溶液分成两份,一份溶液中滴加______(填化学式)溶液,溶液变为红色,则它含。另一份溶液中滴加足量盐酸和溶液,产生白色沉淀,则它含______(填离子符号)。
(5)写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式:______。
Ⅱ.与盐酸反应。实验装置如图。
(6)实验中观察到右侧试管中溶液中产生黑色沉淀,且溶液蓝色变浅。左侧试管中不再产生气泡时停止滴加盐酸,过滤,得到浅黄色固体,在滤液中滴加溶液,产生蓝色沉淀。写出和盐酸反应的离子方程式:______。
23.硫酸是重要的基础化工原料之一,是化学工业中最重要的产品之一,号称“工业之母”。
(1)我国古代炼丹家狐刚子在《出金矿图录》中记载了一种硫酸的提取方法——“炼石胆取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中的TG(热重)曲线如图甲所示,800℃左右生成的氧化物有___________和___________(填化学式,上同)。
(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:。
①上述过程中,的作用为___________。
②为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接触法代替,其原因有___________(答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化: ,其中经常使用钒催化剂。
①为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。使用不同催化剂时,转化率和温度的关系如图乙所示,催化性能最佳的是___________(填序号)。
②在450℃、100kPa的条件下,的平衡体积分数随投料比的变化如图丙所示,用平衡分压(平衡分压=该物质的体积分数×总压强)代替平衡浓度,则450℃时,该反应的___________。
二、工艺流程题型
24.锗是重要的稀散金属,广泛应用于航空航天、电子、新能源等高科技领域。一种从炼锌渣(含及)中提取锗的工艺流程如下:
已知:i.“还原酸浸”时,Ge、Ga元素转为、;是两性氧化物;
ii.。
回答下列问题:
(1)基态锗原子的电子排布式为___________。
(2)“还原酸浸”时可得到,所得滤渣主要成分除外还有单质___________(填化学式),则发生反应的离子方程式为___________。
(3)“共萃取”所得萃余液可返回炼锌系统循环利用,萃余液中主要成分除,还有的金属离子为___________。
(4)加入稀硫酸反萃取时,硫酸不易加入过多,原因是___________。
(5)“水解”操作所得中残留有大量的氯离子,需多次高纯水洗涤,洗涤液中加入NaOH溶液调pH,再加入,生成以回收锗。25℃时,当时,为防止产生杂质,pH应小于___________。
(6)“高温真空还原”产物还有、等,则“高温真空还原”反应化学方程式为___________。在不同温度下,使用不同浓度的真空还原时,Ge元素的萃出率如图所示。由此判断,真空还原采用的最佳温度及浓度分别为___________(填标号)。
A.1000℃,2.5% B.1000℃,5.0% C.1100℃,2.5% D.1200℃,2.5%
25.As2O3在医学上有重要用途。一种处理强酸性高浓度砷铜废液(含、Cu2+和少量Zn2+等)并回收As2O3的工艺流程如下图。
已知:锌是两性金属;25℃时,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17,HAsO2溶解度约为2.0g。
回答下列问题:
(1)“滤渣1”的主要成分是___________(填化学式)。
(2)“还原”步骤中,发生反应的离子方程式是___________。
(3)“沉砷”步骤中,加入H2O2的目的是___________。
(4)“调pH”步骤中,控制pH=8.5时,溶液中c(Zn2+)=___________mol·L-1,pH不能过高的原因是___________。
(5)“废液”中的主要溶质是___________(填化学式)。
(6)As2O3主要有立方晶型(砷华)、单斜晶型(白砷石)和无定形体三种类型,其中砷华中微粒(As4O6)的堆积方式类似金刚石,晶胞结构如图。
①测定晶体(如As2O3晶体)结构最常用的仪器是___________。
②砷华属于___________(填标号)。
a.分子晶体 b.共价晶体 c.离子晶体 d.混合型晶体
③已知阿伏加德罗常数的值为NA,则砷华的密度是___________g·cm-3(列出计算式)。
26.推动磷矿资源“富矿精开、贫矿利用”,培育绿色化工领域新质生产力具有重要的现实意义和推广价值。一种以磷尾矿(主要成分、、)为原料开展湿式镁法烟气脱硫及高值化利用工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)高温煅烧磷尾矿的目的是___________。
(2)煅烧后的磷尾矿加入溶液进行脱钙预处理,反应完成后,过滤得到固体混合物,该混合物中用于脱硫的有效成分是___________(填化学式)。
(3)工业烟气()脱硫模拟装置中发生的化学反应方程式为___________。
(4)“脱镁”过程用于制备高纯氢氧化镁,其操作是___________。此过程中可循环利用的物质是___________(填化学式)。
(5)磷尾矿、脱钙预处理过滤后得到的混合物和磷精矿主要成分质量分数如下表:
CaO
MgO
磷尾矿
10.6%
38.2%
16.8%
脱钙预处理过滤后得到的混合物
20.14%
35.5%
22.88%
磷精矿
28.0%
51.2%
0.5%
①分析表中数据,说明磷尾矿中的镁资源在生产过程中的作用是___________。
②化工生产中,若磷的回收率为95%,计算100吨原磷尾矿可生产磷精矿___________吨(保留小数点后两位)。
27.一种用软锰矿(主要成分)和黄铁矿(主要成分)制取并回收单质硫的工艺流程如下:
(1)混合研磨成细粉的主要目的是___________。
(2)浸取时主要产物为。
①浸取时的化学方程式是___________。
②浸取初期,若先加入少量溶液,可明显提升浸取速率。结合化学用语说明原因___________。
(3)步骤③所得酸性滤液可能含有,加入的除铁剂为和。
①的结构式为,判断相同条件下氧化性与的强弱,并说明理由___________。
②的作用是___________。
(4)热分解过程中可能产生气体。一种以为催化剂载体,为催化剂催化还原制的部分反应机理如下图a、b所示。
下列说法正确的是___________。
A.图a中总反应可表示为
B.图b中X的电子式为
C.起始时的值过大,可能产生
D.理论上还原需要参与完成
(5)在水中的溶解度曲线如图。
从⑤中滤液获得晶体的操作是___________。
28.以某废电极材料储氢合金[含稀土(RE)、镍、钴、锰、铝、铁]为原料,回收处理工艺如图,回答相应问题。
已知、,当时可认为沉淀完全。
(1)Co属于______区元素,其基态原子的价电子排布式为________。
(2)沉土时得到的稀土化合物从盐的分类角度属于_____(填字母);
a.铵盐 b.硫酸盐 c.酸式盐 d.复盐
稀土元素通常以+3价最为稳定,少数会出现+4价,中+4和+3价的个数比为______。
(3)滤渣中含有、、,写出除杂时参与的离子方程式_____________。
(4)共沉步骤中,当溶液中时,溶液的________;此时沉淀________。(填“完全”或“不完全”)
(5)滤液中可回收循环使用的物质是______。
29.燃煤烟气中SO2、CO等有害气体会污染环境,
I.用CO还原脱除SO2制硫磺,对工业生产具有重要的意义。涉及的主要反应有:
①2CO(g) + SO2(g)2CO2(g) + S(g) ΔH1=-269.2kJ·mol-1
②CO(g) + S(g)COS(g) ΔH2=-58.6kJ·mol-1
③2COS(g) + SO2(g)2CO2(g) + 3S(g) ΔH3
(1)反应2COS(g) + SO2(g)2CO2(g) + 3S(g) ΔH3=_______kJ·mol-1
(2)550℃下,催化CO还原SO2,下列说法正确的是_______。
a.燃煤烟气中氧气含量越大,还原过程中硫磺的产率越高
b.刚性容器中,混合气体密度保持不变,说明反应均达到平衡状态
c.向反应体系中添加适量活性炭,可以提高还原过程中SO2的转化率
d.提高催化剂的活性可以提高CO平衡转化率
(3)测得550℃,不同进料比下,SO2的平衡转化率和硫磺产率如图2所示(图中SO2起始投料固定为1mol)。
①表示SO2平衡转化率的曲线为_______(填“m”或“n”)。
②在投料比=2时,升高温度,CO和SO2的转化率之比增大,可能的原因是_______。
Ⅱ.SO2的脱除,可以向煤中加入浆状 Mg(OH)2
(4)加入浆状 Mg(OH)2使燃烧产生的SO2转化为稳定的 Mg化合物,写出该反应的化学方程式:_______。
Ⅲ.SO2的脱除,还可以用氨水除去
(5)已知25℃,H2SO3的Ka1=1.0×10—2,Ka2=6.0×10—8.将 SO2通入氨水中,当pH=7时,溶液中的c()/c()=_______。
Ⅳ.CO的脱除:在常压催化剂的条件下与O2转化为CO2,2CO(g) + O2(g)= 2CO2(g) ΔH=—566.0kJ·mol—1
(6)有无催化剂下,该反应的反应热_______(填“相等”或“不相等”),CO的燃烧热为_______。
30.硼元素有“工业味精”之称,硼酸作为主要的一种硼产品,广泛应用于医药、化工、核能及军工等多种领域。一种以铁硼矿(主要成分为和,还有少量、FeO、CaO、和等)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
已知:①硼酸在水中存在平衡;,常温下,。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
开始沉淀的pH
6.3
1.5
3.4
8.9
12.4
沉淀完全的pH
8.3
2.8
4.7
10.9
13.8
回答下列问题:
(1)在“硫酸浸出”前,将铁硼矿粉碎的原因是___________。
(2)“硫酸浸出”工序中发生反应的化学方程式是___________。
(3)“滤渣1”中除了外,还含有的物质是___________、___________(写化学式)。
(4)“净化除杂”中所需的量远大于其理论用量,原因是___________,该工序调节溶液的,目的是___________。
(5)在“过滤3”前,须将溶液的pH调节至3.5,其目的是___________。
(6)由得到轻质氧化镁的化学方程式是___________。
(7)用制得的硼砂具有抑菌作用,可治疗各种炎症。常温下,在硼砂溶液中,与水发生可逆反应生成等物质的量浓度的和,该反应的离子方程式为___________,该溶液___________。
31.锌作为工业生产中的一种关键性有色金属,近年来的生产和消费量都十分庞大。从冶炼金属废渣(主要含Fe、Zn、Cu、Si等元素,且Fe、Zn主要以硫化物形式存在)中回收锌、铜,可以减少我国对锌资源进口依赖,其工艺流程如下所示。
回答下列问题:
(1)其他条件相同时,“氧化-氨络合浸取”和的浸取效率随过硫酸铵溶液的浓度变化如图所示,则生产中,应选择的最佳浓度为___________;在时,和的浸取效率最高的原因是___________。
(2)请写出“氧化-氨络合浸取”含锌粒子转化为和的离子方程式:___________。
(3)“热解”的目的是___________。
(4)装置敞口“热解”会使溶液降低,“还原”时消耗增多,采用微压密闭加热方式可避免溶液pH降低的原因是___________。
(5)已知:常温常压时,的;的、。“沉锌”时,若溶液中的浓度为,时,计算说明是否沉淀完全(当溶液中离子浓度小于认为沉淀完全):___________。
(6)“煅烧”发生反应的化学方程式为___________;写出“气体”在生活中的一种用途___________。
32.金属钴广泛应用于航空航天、电器制造等领域,是重要的战略金属。以含钴镍废料(主要成分为、NiO,还含少量、CaO、MgO、和Ti的化合物)为原料制备草酸钴()和硫酸镍()的工艺流程如图。
已知:
①
②草酸钴晶体难溶于水
③RH为有机物难电离
回答以下问题:
(1)“酸浸”时,为提高酸浸速率可采取的措施有_______(任写一种),操作①与操作②用到的主要玻璃仪器有_______。
(2)“酸浸”时的作用是_______,生产过程中发现实际消耗的量大于理论值,主要原因可能是_______。
(3)“沉铁”时发生反应的离子方程式为_______。
(4)“除钙镁”时,当时,溶液中_______。
(5)将所得二水合草酸钴,在惰性气体中加热,其热重分析曲线如图所示,其中A、B、C均为纯净物,请写出从A点到B点的化学方程式_______。
已知:固体残留率=
33.废铅酸电池含有大量的铅膏,从中回收碳酸铅的一种工艺流程如下。
已知:i.铅膏成分为、、和,均难溶于水;
物质
PbSO4
iii.。
(1)“铅膏”转化为“硫化渣”过程中,能加快反应速率的操作有_______。
I.硫酸化
i.硫酸化试剂为硫酸和双氧水。促进转化为的过程可分为两步:
(2)a._______(填离子方程式);b.。
ii.相同投料、相同时间,硫化渣中含量与反应温度的关系如图1所示。
(3)a.60°C后,导致含量下降的主要原因是_______(忽略温度对溶解性的影响)。
(4)b.因生成的包裹在铅膏表面,阻碍了反应,含量最高仅为88%。相同条件下,在硫酸化试剂中加入少量固体,含量能接近100%。从化学反应速率和限度的角度解释加入少量NaCl固体的作用:_______。
II.脱硫浸出
常温下,向固体中加入一定量醋酸,用氨水调节。溶液中主要含碳粒子的物质的量分数与的关系如图2所示(表示)。
(5)pH在3~5时,随着pH增大,溶液中逐渐_______(填“增大”或“减小”;忽略溶液体积的变化)。
(6)若直接用溶液(pH≈7)对进行脱硫浸出,相关离子方程式是_______。
III.碳化
(7)相同物质的量浓度下,优先选择溶液而非溶液进行碳化,可能的原因_______。
34.利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下:
已知:
物质
、
(1)制
Ⅰ.在多级串联反应釜中,悬浊液与持续通入的进行如下反应:
第一步:
第二步:
Ⅱ.当反应釜中溶液达到时,形成的悬浊液转化为固体。
①Ⅱ中生成的化学方程式是___________。
②配碱槽中,母液和过量配制反应液,发生反应的化学方程式是___________。
③多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是___________,需除去。
④尾气吸收器中,吸收的气体有___________。
(2)理论研究、与的反应。一定温度时,在浓度均为的和的混合溶液中,随的增加,和平衡转化率的变化如图。
,与优先反应的离子是___________。
②,平衡转化率上升而平衡转化率下降,结合方程式解释原因:___________。
35.草酸钴是生产氧化钴和金属钴的原料,一种利用含钴废料(主要成分为,含少量、、CaO、MgO、碳及有机物等)制取的工艺流程如图。
已知:常温下、均能与生成沉淀;、的分别为、。
(1)钴位于元素周期表的第四周期,写出基态钴原子的价电子轨道表示式:________。
(2)“焙烧”的目的是________。
(3)“钴浸出”过程中转化为,反应的离子方程式为________。
(4)“净化除杂1”过程中,先在40-50℃加入,控制温度不能太高的原因是________。
(5)在空气中焙烧生成和一种气体,请写出该反应的化学方程式:________。
(6)若“净化除杂2”过程中,,_______。
(7)沉钴:向所得溶液中加入草酸铵、充分反应得到沉淀,沉钴率(沉淀中的钴的质量与原料中钴的质量之比)随温度变化如图所示,温度高于140℃,沉钴率随温度升高而减小的可能原因有________。
36.镓(Ga)和锗(Ge)是支撑当代计算机、5G通信、航空航天、新能源、医药卫生及国防军工高新技术发展的重要基础材料,直接关系到国家经济和战略安全。一种由硫化锌精矿(主要成分为ZnS,还含有铁、铜、镓和锗等金属硫化物)为原料回收Zn、Ga、Ge的工艺流程如图所示。
已知:①镓与铝同主族,化学性质相似。
②该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如表所示。
金属离子
开始沉淀时的
8.0
2.5
3.5
5.3
完全沉淀时的
9.6
3.3
4.6
6.4
回答下列问题:
(1)“氧压浸出”过程中禁止明火加热,原因是_______。
(2)Ge的简化电子排布式是_______。
(3)加入ZnO“调pH”,pH应控制在_______范围内。
(4)气态时常以二聚体形式存在,二聚体中各原子均满足8电子结构,写出二聚体的结构为_______。
(5)时,已知:,,,计算反应的平衡常数_______。
(6)与过量NaOH溶液反应的化学方程式为_______。
(7)“电解”制镓的阴极反应方程式为_______。电解时,若外电路通过时,阴极得到3.5 g的镓。则该电解装置的电解效率_______生成目标产物转移的电子数/转移的电子总数。
37.以钼精矿(主要成分为,还含少量钙、镁等元素)为原料制备钼单质的流程如图。
回答下列问题:
(1)验证钼精矿中钼元素可使用的方法是_____(填标号)。
A.原子发射光谱法 B.红外光谱法
(2)工业焙烧钼精矿过程中常加入,其目的是_____。
(3)与氨水反应生成的离子方程式为_____,“滤渣1”中含有的金属阳离子主要有_____。
(4)实验室由钼酸得到所用到的硅酸盐材料的仪器名称是_____,“滤液2”中主要溶质的用途为_____(写出一种用途)。
(5)“滤液1”经过一系列操作可以制取二钼酸铵[,摩尔质量为],二钼酸铵晶体加热过程中固体残留率随温度变化曲线如图所示。
500℃时固体产物的化学式为_____。
(6)的晶体结构如图,原子位于原子形成的_____(填空间构型)空穴中。
38.钕铁硼磁铁因其超强的磁性被誉为“永磁之王”。一种从钕铁硼废料[含Nd(钕)、Fe、B等]中提取氧化钕的工艺流程如下:
已知:①金属钕的活动性较强,难溶于水。
②硼与稀硫酸不反应,可溶于氧化性酸。
③钕离子可与过量的H2C2O4生成可溶性的配合物。
(1)“酸溶”时,不可将稀硫酸换为浓硫酸的原因是_______。
(2)在常温下“沉钕”,当完全沉淀时pH为2.3,溶液中。通过计算说明:“沉钕”完全时有无沉淀生成_______(常温下,)。
(3)“碱转换”生成的离子方程式为_______。
(4)“沉淀”过程中,草酸用量对沉钕率的影响如图所示,当草酸实际用量与理论计算量比值大于1.5时,沉钕率下降的可能原因是_______。“沉淀”后生成的晶体在氮气氛围下充分煅烧的化学方程式为_______。
(5)通过下列途径可制得二碳化钕:。的晶胞结构(如图所示)与氯化钠相似,由于哑铃形的存在,晶胞仅沿一个方向拉长。则晶胞中与1个等距离且最近的围成的图形为_______。
2
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《2026届高考化学二轮复习---硫及其化合物大题专练》参考答案
1.(1) 饱和NaHS溶液 漏斗
(2)防止局部过量导致二氧化硫脲被氧化
(3)加快过滤速率,同时使产物更干燥
(4)
(5) 滴入最后半滴标准溶液,溶液由浅红色变为无色,且半分钟内不变色
【分析】由实验装置图可知,装置A中硫化钙与盐酸反应制备硫化氢;装置B中盛有的饱和硫氢化钠溶液用于除去氯化氢;装置C为空载仪器,作安全瓶起到防倒吸的作用;装置D中石灰氮与硫化氢、水在80℃条件下反应制备硫脲;装置E中盛有的硫酸铜溶液用于吸收硫化氢,防止污染空气;反应制得的硫脲与过氧化氢溶液反应制得二氧化硫脲。
【详解】(1)由分析可知,装置B中盛有的饱和硫氢化钠溶液用于除去氯化氢;由实验装置图可知,仪器a为漏斗;
(2)由题意可知,二氧化硫脲具有还原性,所以用硫脲制备二氧化硫脲时,应分批加入过氧化氢溶液,防止过氧化氢溶液局部过量导致二氧化硫脲被氧化而使得产率降低;
(3)与过滤相比,二氧化硫脲的制备中采用减压过滤可以加快过滤速率,同时有利于使产物更干燥;
(4)由题意可知,硫脲制备二氧化硫脲的反应为硫脲与过氧化氢溶液反应生成二氧化硫脲和水,反应的化学方程式为:;
(5)①由题意可知,草酸钠溶液与酸性高锰酸钾溶液完全反应后,再滴入半滴草酸钠溶液,溶液会由浅红色变为无色,且半分钟内不变色,则滴定终点的现象是滴入最后半滴标准溶液,溶液由浅红色变为无色,且半分钟内不变色;
②由题意可知,滴定消耗V1 mLc1 mol/L草酸钠溶液,则由方程式可知,粗品中二氧化硫脲的物质的量为:(c0 mol/L×10-3 V0 L- c1 mol/L×10-3 V1 L×)×= mol,所以测得的二氧化硫脲纯度为:×100%=%。
2.(1)
(2) Fe3+ 2滴 0.1mol/LKSCN溶液
(3) 否 实验中使用溶液,已含
(4)Ⅳ中 被双氧水氧化为,,随双氧水剂量增加,被氧化为 后,平衡逆向移动,被释放出来,与双氧水反应生成了,此过程需要一定时间积累。
(5)控制滴加双氧水的量
【分析】向酸化的硫酸亚铁铵溶液中滴加KSCN溶液无明显现象,加入 H2O2后 Fe2+被氧化为 Fe3+,与 SCN-结合形成血红色的Fe (SCN)3;继续滴加过量 H2O2,SCN-被氧化导致血红色褪去,溶液变为黄色;静置3分钟后,Fe2+/Fe3+催化 H2O2分解放出 O2,产生气泡。
【详解】(1)酸性条件下,将氧化为,离子方程式为;与结合生成血红色的,离子方程式为。
(2)血红色褪去变为黄色,可能的原因是被氧化、或被还原或氧化,因此猜想ⅱ为发生转化;若猜想ⅰ(转化)正确,说明原溶液中仍然存在,只需要补充2滴 0.1mol/LKSCN溶液,溶液重新变为血红色。
(3)实验所用的原料硫酸亚铁铵本身电离出,因此无论是否被氧化,加入氯化钡都会产生白色沉淀,实验设计不合理。
(4)结合平衡移动原理,Ⅳ中 被双氧水氧化为,,随双氧水剂量增加,被氧化为 后,平衡逆向移动,被释放出来,与双氧水反应生成了,此过程需要一定时间积累,故Ⅳ中溶液静置3min后才出现气泡。
(5)该实验说明过量双氧水会氧化,干扰检验,因此检验时不能加过量双氧水,故需控制滴加双氧水的量。
3.(1)
(2)B
(3)产生白色沉淀
(4)
(5) 反应生成的I2可作为氧化剂,在a极得电子,重新形成原电池;I2氧化性弱于,原电池电动势更小,电流更小,因此指针偏至X处
(6)A
(7)
【分析】该实验是利用“碘钟实验”原理设计的电化学实验进行探究,根据原电池原理,进行正负极判断,据此分析;
【详解】(1)
I从-1价升高到0价,2个I共失去2e⁻;中O从-1价降低到-2价,2个O共得到2e⁻, ;
(2)该装置是原电池,中具有还原性,发生失电子的氧化反应,原电池中失电子的电极为负极,因此b是负极,选B;
(3)b极被氧化为,加入盐酸酸化的后,生成不溶于酸的白色沉淀;
(4)淀粉遇变蓝,滴加淀粉未变蓝,说明没有生成,得电子被还原,产物为碘离子;
(5)扩散后直接和在溶液中发生氧化还原反应,电子不再通过外电路转移,因此外电路电流为零,指针回零,离子方程式:;反应生成后,仍可以作为氧化剂,作为还原剂重新构成原电池,因为氧化性弱于,电流更小,因此指针偏到离0更近的X处;
(6)A.盐桥使用过程中,盐桥中的离子会不断扩散到两侧电解质溶液中,不能长期反复使用,A错误;
B.只要盐桥中离子不与两侧溶液反应,即可选择,饱和KCl或都符合要求,B正确;
C.盐桥的作用就是连通形成闭合回路,同时平衡两侧溶液的电荷,C正确;
D.原电池中阳离子向正极(左侧a极,a为正极)移动,D正确;
故选A;
(7)体系现象为澄清→浑浊→澄清,为二元碱,分步结合,第一步生成,第二步生成,第三步被氧化生成S单质,溶液变浑浊;第四步S单质被氧化为,S沉淀溶解,溶液重新变澄清,离子方程式:Ⅱ:,Ⅳ:。
4.(1) 恒压滴液漏斗 b
(2)B
(3) 排尽装置内的空气,防止被空气中的氧气氧化或防止产生的与空气中的水蒸气发生反应 浓硫酸
(4)HCl、
(5)
(6)63.5
【分析】A装置用NaCl固体与浓硫酸共热制备气体,经气体排尽装置内空气后,在B装置中粉与反应生成蒸气,C装置用于冷凝并收集,D装置(试剂为浓硫酸)防止外界水蒸气进入C装置导致水解,最后对尾气进行处理,据此解答。
【详解】(1)由仪器构造可知,装置中盛浓硫酸的仪器名称为恒压滴液漏斗;实验室用NaCl固体与浓硫酸加热制HCl主要利用了浓硫酸的高沸点或难挥发性,故选b;
(2)
A.是护目镜,进行化学实验时需要佩戴护目镜,以保护眼睛,A不符合题意;
B.指锐器,本实验中无需使用锐器,B符合题意;
C.是指洗手,实验结束后,离开实验室前需清洗双手,C不符合题意;
D.是明火,本实验用到加热操作,D不符合题意;
故选B。
(3)由于装置中有空气,而属于活泼金属,若不排出,则加热装置时会被氧气氧化,同时由于生成的易水解,所以实验时,先使装置中的反应进行一段时间后,再给装置加热,其目的是:排尽装置内的空气,防止被空气中的氧气氧化或防止产生的与空气中的水蒸气发生反应;装置的作用是防止装置中收集的固体接触水蒸气,所以试剂a为浓硫酸;
(4)由于装置中发生反应:,所以尾气的主要成分为和;
(5)由于具有较强还原性,易被氧气氧化为,所以配制溶液时需加入适量的单质,防止被氧化,发生反应:;
(6)消耗物质的量为,发生反应:、,可得关系式:,由此可计算出样品中的质量分数为。
5.(1) 温度计 还原溶液中的I2,确保碘元素全部以CuI的形式沉淀
(2) NaOH溶液(或其他碱溶液) 取最后一次洗涤液,加入K4[Fe(CN)6]溶液,若未生成红褐色沉淀,则已洗净
(3) 作为溶剂 滴入最后半滴Na2S2O3溶液时,碘量瓶内液体由蓝色变为无色,且半分钟不褪色 101.6
【详解】(1)①仪器C名称为温度计;
②Na2SO3与NaI、CuSO4反应制备CuI的离子方程式为;
③制CuI的目的为将含碘废液中碘富集。不加入Na2SO3,I元素同时存在于CuI与I2中,所以加入Na2SO3的目的为:还原溶液中的I2,确保碘元素全部以CuI的形式沉淀。
(2)①浓硝酸与CuI反应生成Cu2+、I2以及NO2,NO等酸性气体,所以吸收尾气的试剂可为NaOH溶液(或其他碱溶液);
②若未洗净,则I2固体上残留有含Cu2+的溶液,所以检验洗涤干净的方法为:取最后一次洗涤液,加入K4[Fe(CN)6]溶液,若未生成红褐色沉淀,则已洗净。
(3)①花生油会与乙酸溶液分层,所以需要加入异己烷作为溶剂;
②ICl分为两部分被反应:一部分与花生油加成,另一部分与KI反应转化为I2,通过Na2S2O3滴定I2来测定与KI反应的ICl的量,进而确定与花生油反应的ICl的量。淀粉作用指示剂,滴定终点时I2被完全反应,现象为:滴入最后半滴Na2S2O3溶液时,碘量瓶内液体由蓝色变为无色,且半分钟不褪色;
③根据ICl~I2~2Na2S2O3,可得与0.25 g花生油反应的ICl物质的量为,与等质量的花生油加成消耗的I2和ICl物质的量相等,所以该花生油的碘值为。
6.(1) 蒸馏烧瓶
(2)过滤速率快、液体和固体分离比较完全、滤出固体容易干燥
(3)取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加几滴稀盐酸酸化的溶液,若无白色沉淀生成,则证明沉淀已洗涤干净,反之沉淀未洗涤干净
(4)烧杯、玻璃棒
(5)
(6)与发生配位反应,避免与反应产生吸附,造成测定结果不准确
(7)
【分析】I.制备时,装置A中与浓盐酸常温反应生成,通入装置B,与和废液反应,仅被氧化,被氧化为,反应为,未反应的在装置C中被溶液吸收。II.制备时,先与溶液中和生成,调节后,与溶液发生复分解反应生成沉淀,反应为,通过抽滤分离沉淀,洗涤时需检验最后一次洗涤液中是否含以确认洗净,据此分析。
【详解】(1)仪器A为蒸馏烧瓶;中元素平均化合价为,被氧化为(为+5价),被还原为,根据得失电子守恒配平得化学方程式:;
(2)抽滤利用负压加快过滤速率,可使固液分离更完全,且滤出的固体在负压环境下更易干燥;
(3)沉淀表面会吸附等杂质离子,取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加几滴稀盐酸酸化的溶液,若无白色沉淀生成,证明无残留,沉淀已洗涤干净;反之则未洗净;
(4)配制饱和溶液,要在烧杯中放入一定量的固体,然后向其中加入适量的水并用玻璃棒搅拌使其恰好溶解,因此需要使用的有烧杯和玻璃棒;
(5)酸性条件下与过量发生归中反应生成:;
(6)生成的用标准溶液滴定(以淀粉为指示剂),从而确定碘酸根的量;但溶液中的会与反应,生成的会干扰的测定结果,因此实验中加入EDTA二钠盐,利用其与铜离子形成稳定络合物的性质,消除铜离子干扰;
(7)结合上述分析,实验过程中离子之间的关系为,则依据题目数据得,则。
7.(1) 恒压滴液漏斗 平衡气压,使浓盐酸顺利滴下
(2)
(3)干燥气体,防止SO2Cl2水解;观察气泡产生的速率,使SO2和Cl2的通入量大致相等
(4)除去尾气中的SO2和Cl2;防止外界水蒸气进入
(5)
(6) 滴加最后半滴HCl标准液,锥形瓶中溶液由黄色变为橙色,且30s内不恢复原色 或
【分析】在右侧装置中用亚硫酸钠与浓硫酸反应制备气体,左侧装置中用高锰酸钾与浓盐酸反应制备气体,两种气体都经过浓硫酸干燥,以保证进入三颈烧瓶的气体是干燥的;干燥后的和气体在三颈烧瓶中发生放热的化合反应生成,球形冷凝管通过下进上出的冷却水对反应体系进行冷却,以提高产率;装置H一方面用碱石灰吸收未反应的有毒尾气和防止污染空气,另一方面用干燥剂隔绝空气中的水蒸气,避免产品水解变质;最后通过氧化还原滴定法测定产品纯度,将样品与Na2S标准溶液反应,根据滴定消耗的Na2S溶液体积计算出的含量,从而得到产品的纯度,据此分析;
【详解】(1)仪器a为恒压滴液漏斗,其侧管的作用为平衡气压,使浓盐酸顺利滴下。
(2)F装置是亚硫酸钠与硫酸反应生成,其离子方程式为;
(3)由于会发生水解反应,故通入三颈烧瓶的气体必须是干燥的,所以和装置所盛试剂均为浓硫酸;其作用是干燥二氧化硫和氯气,防止反应生成的水解,同时通过观察气泡产生的速率,使进入装置中的二氧化硫和氯气的体积相等;
(4)由分析可知,装置中盛有的碱石灰用于吸收未反应的二氧化硫和氯气,防止污染空气,同时防止空气中的水蒸气进入装置,使反应生成的水解;
(5)中显-1价,显-2价,化合价代数和为0,即的价态为价,故其水解反应方程式为;
(6)磺酰氯溶于水后,生成的和与氢氧化钠反应转化成和,用盐酸滴定的是过量的,甲基橙作指示剂,因此滴定终点现象是滴加最后半滴标准溶液,锥形瓶中溶液由黄色变为橙色,且内不恢复;因此,,则产品的纯度为。
8.(1)
(2)冰水浴或低于7℃的冷水浴
(3)吸收防止污染
(4)A、B间增加防倒吸装置
(5)
(6)除去溶液中过量的或降低的溶解度,或使从溶液中逸出
(7)
【分析】装置A中是与70%浓硫酸反应制得,其反应原理为;装置B是与在低温下反应,生成和副产物,其反应的离子方程式为,温度要控制在以下,通常采用冰水浴,低温可防止产物分解,同时抑制副反应;装置C中装有NaOH溶液,可吸收未反应的,防止污染空气。由此解题。
【详解】(1)亚硫酸钠与70%硫酸发生复分解反应,生成硫酸钠、二氧化硫气体和水,用于制备实验所需的,其反应的化学方程式为。
(2)反应要求温度控制在以下,冰水浴能稳定维持低温环境,避免温度过高导致产物分解或副反应发生。
(3)是有毒酸性气体,NaOH溶液可与其反应生成亚硫酸钠(或亚硫酸氢钠),避免其逸散,防止污染环境。
(4)易溶于水,若装置内压强骤降,B中溶液可能倒吸入A中,导致热的反应容器炸裂,所以在A和B之间加入一个防倒吸装置可避免此风险。
(5)与反应除生成外,还会生成目标产物连二硫酸锰,其反应的离子方程式为。
(6)减压会降低气体溶解度,使溶解在溶液中的过量逸出,避免其在后续步骤中影响产物纯度或引发副反应。
(7)溶液中存在副产物,加入连二硫酸钡后,和结合生成难溶的沉淀,通过过滤除去。
9.(1)A
(2)D
(3)氧气可将Fe2+氧化成Fe3+,使Fe3+可重复利用
(4)AC
(5)溶液中溶有SO2,生成了H2SO3,滴加的NaOH溶液先与H2SO3反应
(6)随着pH的增大,溶液中的,且红棕色也随之加深
(7)
(8) 在水溶液中,的电离大于水解,溶液成酸性 1.74或7.38
【详解】(1)A.H2S是还原性气体,通常不会在酸雨中稳定存在,尤其在酸性环境中易被氧化,A符合题意;
B.SO2溶于水生成亚硫酸,是酸雨的成分之一,B不符合题意;
C.酸雨显酸性,故酸雨中含有H+,C不符合题意;
D.空气中含有大量CO2,CO2溶于水生成碳酸,故酸雨中可能会含有碳酸,D不符合题意;
故答案选A;
(2)A.含Fe3+和SO2的水溶液显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,故无法证明Fe3+和SO2是否发生氧化还原反应,A错误;
B.SO2也能被将酸性高锰酸钾溶液还原,使其褪色,B错误;
C.滴加硝酸酸化的溶液,溶液中含有的硝酸会将SO2氧化成,最终生成白色沉淀BaSO4,C错误;
D.滴加KSCN溶液,无明显现象,说明溶液中不含Fe3+,再滴加氯水,溶液变血红色,说明吸收液中有Fe2+,进而说明Fe3+和SO2发生了氧化还原反应,D正确;
故答案选D;
(3)“曝气”过程中,氧气可将Fe2+氧化成Fe3+,使Fe3+可重复利用;
(4)A.通过铜丝的升降,即通过铜丝与浓硫酸的接触与否来控制反应,A正确;
B.若鼓入空气,会导致体系中有氧气,氧气具有氧化性,会对Fe3+的氧化性造成干扰,B错误;
C.A中生成CuSO4,浓硫酸具有吸水性,则试管底部可能析出无水CuSO4白色固体,C正确;
D.Cu2O是红色的,且在强氧化剂浓硫酸的环境中生成+1含铜化合物不合理,D错误;
故答案选AC;
(5)溶液中溶有SO2,生成了H2SO3,滴加的NaOH溶液先与H2SO3反应,无明显现象;
(6)随着pH的增大,溶液中的增大,且红棕色也随之加深,说明“红棕色”配离子的配体为;
(7)结合分布图可知,溶液pH小于5时,与SO2反应生成Fe2+、和,反应的离子方程式为;
(8)①在水溶液中存在电离平衡()和水解平衡(),由分布图可知,H2SO3的电离平衡常数K1、K2分别为10-1.92和10-7.2,的水解平衡常数为,故电离程度大于水解平衡常数,溶液成酸性;
②,当为0.4时,溶液的pH<1.92或pH>7.2,当溶液pH<1.92时,有,解得,pH≈1.74;当溶液pH>7.2时,有,解得,pH≈7.38。
10.(1) 冷凝回流
(2)c
(3) 250 mL容量瓶 量筒
(4) 取少量溶液于试管中,先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液,若有白色沉淀产生,即可证明有
(5)滴入最后半滴HCl标准溶液,溶液颜色由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复原色
(6)98.6%
(7)偏小
【分析】该实验测定药用硫磺中硫的含量的方法为:首先用氢氧化钾的乙醇溶液处理样品,使硫转化为硫化物和亚硫酸盐,除去乙醇后加入蒸馏水并滴加过氧化氢,将硫离子和亚硫酸根离子完全氧化为硫酸根离子,再用标准盐酸滴定过量的氢氧化钾,最后再计算硫的含量;
【详解】(1)
基态S原子的价层电子排布式为3s23p4,价电子轨道表示式为 ;仪器B为球形冷凝管,作用是冷凝回流;
(2)乙醇是易燃液体,故应张贴易燃液体标识c,标识a为腐蚀品,b为爆炸品,d为剧毒品,均不符合乙醇的性质,故选c;
(3)用浓盐酸(浓度约)配制、标准溶液时,需要用量筒量取浓盐酸的体积,由于实验室没有220 mL容量瓶,故应选择250 mL容量瓶,因此用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需要量筒、250 mL容量瓶;
(4)步骤Ⅰ,S在加热条件下与KOH溶液发生歧化反应,步骤Ⅱ中与其中一种含硫化合物按4:1发生反应,则该含硫化合物为K2S,根据得失电子守恒,氧化产物为,则反应的离子方程式为;检验溶液中含有的操作是:取少量溶液于试管中,先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液,若有白色沉淀产生,即可证明有;
(5)酚酞作指示剂,用盐酸标准溶液滴定未知浓度的KOH溶液,滴定终点时,盐酸稍过量,酚酞红色褪去,故滴定终点的现象是:滴入最后半滴HCl标准溶液,溶液颜色由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复原色;
(6)溶液中反应生成的和均会被氧化为,因此总反应的离子方程式可表示为,根据步骤Ⅲ、Ⅳ的对比实验,滴定实际消耗的盐酸标准溶液体积为35.00 mL – 10.35 mL = 24.65 mL,则与S反应的KOH的物质的量,根据方程式可知,因此该样品中S的质量分数为;
(7)若反应加入的量不足,则可能存在部分和未被氧化,未被氧化的和会消耗盐酸,导致滴定消耗的盐酸体积偏大,计算出的与硫反应的KOH的物质的量偏小,因此测得的S的质量分数偏小。
11.(1) 待溶液冷却后,将其倒入装有蒸馏水的烧杯中 在试管口放一团蘸有溶液的棉花(或将铜片换成可抽动的铜丝)
(2) CuO能与盐酸反应生成CuCl2和水,而实验中溶液为强酸性,CuO会溶解,不会以黑色固体形式存在 先得到无色溶液 可与生成沉淀或配合物,降低的浓度,使反应ii平衡右移,而却不能
(3)能发生置换反应
(4)体积比为3:1的浓盐酸和浓硝酸混合物
【详解】(1)铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为:;反应后溶液中浓硫酸过量,直接观察无法看到蓝色,正确操作是:待溶液冷却后,将其倒入装有蒸馏水的烧杯中;基于绿色化学思想,改进装置的做法:在试管口放一团蘸有溶液的棉花(或将铜片换成可抽动的铜丝);
(2)①甲同学认为猜想a(CuO)不合理,原因是:CuO能与盐酸反应生成CuCl2和水,而实验中溶液为强酸性,CuO会溶解,不会以黑色固体形式存在;
②乙同学将黑色物质转移至浓氨水中,观察到先得到无色溶液,一段时间后变蓝,证明其可能为纳米级CuCl;
③试管A中溶液呈淡蓝色主要是含有;试管D中溶液呈黄色主要是含有,由Cu生成的化学方程式为:;
④将盐酸换成稀硫酸,放置9天无明显变化,原因是:可与生成沉淀或配合物,降低的浓度,使反应ii平衡右移,而却不能;
(3)已知:①,,将反应与②结合,①+2×②得:,平衡常数,反应能自发进行,因此银与氢碘酸能发生置换反应;
(4)王水的主要成分为:体积比为3:1的浓盐酸和浓硝酸混合物。
12.(1)形成酸雨
(2) 存在反应i:;ii:,随着的逸出及其与的反应,促进i中反应不断正向进行,溶液中不断增加,抑制反应ii正向进行
(3) b
(4)吸收“一级脱硫反应釜”逸出的
【分析】一级反应釜用溶液吸收,尾气中含有少量的以及生成的,在“二级脱硫反应釜”继续用溶液充分吸收以及,尾气2主要是、等,吸收液”中和在“自氧化还原反应釜”中反应回收S。
【详解】(1)直接排放可能造成的环境问题是引起酸雨;
(2)①溶液是强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性,第一步水解为主,离子方程式:;
②结合反应流程,130~260min已经生成,但260min后几乎没有,此时不能写与的归中反应:,而溶液pH继续下降的原因是,之后过量溶于水生成亚硫酸;
③存在反应i:;ii:,随着的逸出及其与的反应,促进i中反应不断正向进行,溶液中不断增加,抑制反应ii正向进行,所以130~260 min 主要与反应;
(3)① 假设2中,氧化溶液中的-2价硫(以存在)生成S单质,S再与生成,因此填写和的归中反应:;
②a.能氧化生成,选项中氧化性的顺序与事实相反,a错误;
b.pH由9降至7的过程中,浓度升高较快,说明氧化-2价硫的速率远大于,b正确;
选b。
(4)一级脱硫的尾气1中会逸出有毒的,因此二级脱硫除吸收剩余外,还需要吸收,既避免污染,又提高硫的回收率。
13.(1)
(2)
(3)反应i:,反应ii:,速率:反应i>反应ii,溶液先变为绿色,限度:反应ii>反应i,最终溶液绿色褪去,产生白色沉淀
(4) 排除血红色产生的原因是被空气中氧化成导致的干扰 与反应生成拟卤素(SCN)2:,(SCN)2可将氧化为:,与反应使溶液显红色
(5)振荡,使更多Cu2+与SCN-接触结合生成CuSCN,白色沉淀增多,c(SCN-)下降,平衡逆移,血红色褪去
【分析】本实验探究KSCN溶液能否用于检验“印制铜电路板腐蚀废液中是否存在”,根据实验现象可推断出与反应生成拟卤素(SCN)2,拟卤素能将氧化成,导致与KSCN作用,溶液呈红色,故得出结论:KSCN溶液不适合用于检验“印制铜电路板腐蚀废液中是否存在”。
【详解】(1)过程i为Cu与FeCl3的反应,Cu还原生成和,得到浅绿色溶液,离子方程式为;
(2)已知CuSCN与稀硝酸反应生成,检验需要用,若产生不溶于酸的白色沉淀即可证明原沉淀含CuSCN;
(3)与生成的反应速率快,因此溶液先变为绿色;与生成CuSCN的反应:,该反应速率慢,但CuSCN难溶于水,该反应限度更大,因此静置后绿色褪去,析出白色CuSCN沉淀;
(4)①作对照实验,不能与KSCN反应使溶液变红,该实验目的是排除血红色产生的原因是被空气中氧化成导致的干扰;
②根据实验现象可以得出结论,与反应生成拟卤素(SCN)2:,(SCN)2可将氧化为:,与反应使溶液显红色;
(5)血红色存在可逆平衡:,体系中的与反应生成CuSCN沉淀,被消耗,平衡逆向移动,因此血红色褪去,同时CuSCN沉淀的量增多。
14.(1)
(2) 干燥HCl 防倒吸
(3)等合理答案(任写2个)
(4)取少量M溶于水,滴加溶液(或加入锌粒),产生气泡(或其他合理答案)
(5) 分析天平 搅拌,加快溶解
(6) 酸性太强,易发生,会氧化;酸性太弱,易生成AgOH、(或其他合理答案) 偏低
【分析】以为原料,通过脱水制备无水,再称量一定质量的样品,溶解后定容,取部分溶液进行银量法滴定,测定Cl-含量,从而计算的纯度。A装置NaCl和浓硫酸反应生成HCl,B装置的作用是干燥HCl,C装置中在HCl的氛围中加热脱水,D装置为尾气处理装置。
【详解】(1)A装置是实验室制备HCl的装置,使用浓硫酸与NaCl反应。根据题目要求“只生成正盐”,即Na2SO4,化学方程式为:。
(2)A装置产生的HCl气体中可能含有水蒸气,B装置中的浓硫酸用于干燥HCl气体,防止水蒸气进入C装置影响ZnCl2的纯度。同时,D装置用于吸收未反应的HCl尾气,但HCl易溶于水,直接通入水中会导致倒吸。干燥管(球形部分)可以防止倒吸。
(3)ZnCl2是强酸弱碱盐,易水解:,直接加热时,HCl会挥发,促使水解平衡右移,生成Zn(OH)2,Zn(OH)2受热分解可以生成ZnO,也可以发生反应:,因此,可能的杂质有:Zn(OH)2、Zn(OH)Cl、ZnO(任写2个即可)。
(4)A装置中若H2SO4过量或温度不够,可能生成NaHSO4。要证明M中含有NaHSO4,需检测H+,实验步骤为:取少量固体M,溶于适量蒸馏水中,配成溶液,滴加溶液(或加入锌粒),产生气泡。
(5)根据题目要求,称量ag需精确至0.001g,台秤和托盘天平均无法满足精度要求,应使用分析天平。“溶解”时,玻璃棒的作用是搅拌,加速ZnCl2固体溶解。
(6)①使用K2CrO4作指示剂,反应为:、,若pH <6.0,会转化为,氧化Cl-;若pH>6.5,酸性太弱,Ag+会生成AgOH或Ag2O沉淀,导致AgNO3消耗量增加;
②25.00mL溶液中n(Cl-) = n(Ag+) =cV×10-3mol,则250mL溶液中n(Cl-) = 10×cV×10-3mol=cV×10-2mol,根据ZnCl2 ~ 2Cl-,n(ZnCl2) =n(Cl-) =cV×10-2mol,m(ZnCl2) =cV×10-2mol×136 g/mol = 0.68cVg,产品纯度为。滴定前仰视读数,导致初读数偏大;滴定终点时俯视读数,导致终读数偏小。则V(消耗)偏低,测定结果会偏低。
15.(1)分液漏斗
(2) 充当安全瓶,以免装置C发生倒吸后污染装置A的反应 NaOH溶液 将装置中残余的二氧化硫气体全都赶入装置D中从而除去,防止污染
(3)
(4)当pH接近7时,若继续通入,则溶液将会呈现酸性,在酸性条件下会发生反应,产生钠盐、二氧化硫和硫,导致产物产率下降而且纯度下降;
(5) bad 高锰酸钾溶液颜色变浅且品红不褪色,澄清石灰水变浑浊
【分析】利用反应:和图中装置(夹持仪器已省略)可制备,则反应在装置C中发生,装置A产生二氧化硫,打开活塞K1,二氧化硫通入装置C中进行反应,装置D则用于吸收多余的二氧化硫,装置B在此处充当安全瓶,若打开活塞K2,挤压气囊,则可以将装置A中的气体全都赶入后续装置。
【详解】(1)盛放硫酸的仪器名称为分液漏斗;
(2)装置B中通入气体和通出气体都是短管,因此不具备收集作用,此处是充当安全瓶,以免装置C发生倒吸后污染装置A的反应;装置D中是吸收多余的二氧化硫气体,选用NaOH溶液;实验结束后,打开,从弹性气囊鼓入空气可以将装置中残余的二氧化硫气体全都赶入装置D中从而除去,防止污染;
(3)打开,关闭,向三颈烧瓶中滴加硫酸,装置A中发生反应产生二氧化硫气体,化学方程式为;装置C中先出现黄色浑浊,是由于二氧化硫与硫化钠反应产生了硫磺,硫磺不溶于水,相应的离子方程式为;
(4)当pH接近7时,若继续通入,则溶液将会呈现酸性,在酸性条件下会发生反应,产生钠盐、二氧化硫和硫,导致产物产率下降而且纯度下降;
(5)滴加足量的稀硫酸,和都会反应产生二氧化硫气体,反应产生二氧化碳气体,为证明装置C中含有,则应该验证产生的气体中含有二氧化碳,故先利用酸性高锰酸钾将二氧化硫完全除去(即高锰酸钾溶液颜色变浅但未褪为无色,或者后续再用品红验证发现品红不会褪色),再通入澄清石灰水观察石灰水是否变浑浊。
16.(1) 分液漏斗 平衡压强,使硫酸能顺利滴下
(2)
(3)判断E后面装置是否发生堵塞
(4)
(5)若过量,会与反应生成,使溶液呈酸性,导致在酸性溶液中发生歧化反应
(6) 滴入最后半滴碘标准溶液后,溶液颜色变为蓝色,且半分钟内不变色
【分析】由实验装置图可知,用70%的浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫,装置E用于控制二氧化硫的气流速率和通过长颈漏斗中的液面升降判断E后面装置是否发生堵塞,装置C中二氧化硫与硫化钠和碳酸钠混合溶液热反应制备硫代硫酸钠,装置B为空载仪器,做安全瓶,起防倒吸的作用,装置D中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化硫,防止污染空气。
【详解】(1)装置A中盛放70%硫酸的仪器名称为分液漏斗,橡胶管的作用是平衡分液漏斗与圆底烧瓶内的压强,使浓硫酸能顺利流下;
(2)由实验装置图可知,用70%的浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫,装置E用于控制二氧化硫的气流速率和通过长颈漏斗中的液面升降判断E后面装置是否发生堵塞,装置C中二氧化硫与硫化钠和碳酸钠混合溶液热反应制备硫代硫酸钠,装置B为空载仪器,做安全瓶,起防倒吸的作用,装置D中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化硫,防止污染空气。装置的连接顺序为A→E→C→B→D,导管的连接顺序为;
(3)装置E中长颈漏斗的作用是判断E后面装置是否发生堵塞,若发生堵塞长颈漏斗中液面将上升;
(4)装置C中发生反应生成的化学方程式为:
;
(5)为保证的产率和纯度,实验中通入的不能过量,原因是过量的会使溶液呈酸性,导致发生歧化反应(或分解),降低产率和纯度;
(6)① 滴定终点的实验现象是滴入最后半滴碘标准溶液后,溶液颜色变为蓝色,且半分钟内不变色;
② 根据关系式:可知,该产品中的纯度为。
17.(1)D
(2) 恒压滴液漏斗 平衡气压,使浓硫酸顺利滴下
(3)
(4)吸收生成的Cl2和过量的HCl,防止污染空气
(5)圆底烧瓶、分液漏斗
(6)99.5%
(7)C
【分析】浓硫酸和氯化钠固体在加热的条件下反应,制取HCl气体;在HCl气流的作用下,控制温度140℃加热,失去结晶水,得到CuCl2;再升高温度至300℃以上,CuCl2分解,生成CuCl和Cl2,若通入HCl气体过少,会部分转化为Cu2(OH)2Cl2,Cu2(OH)2Cl2又继续分解产生了CuO;据此作答。
【详解】(1)制备氯化氢的过程体现了浓硫酸具有难挥发性,难挥发性酸可以制取挥发性酸,故选D;
(2)盛放浓硫酸的仪器是恒压滴液漏斗;优点是平衡气压,使浓硫酸顺利滴下;
(3)先变蓝说明有生成,离子方程式为;后逐渐褪色说明Cl2又将氧化成HIO3,化学方程式为:
(4)装置D中盛有NaOH溶液,其作用是用于吸收生成的Cl2和过量的HCl,防止污染空气;
(5)配制100mL待测液用到的主要仪器有烧杯、胶头滴管、100mL容量瓶、玻璃棒等,用不到的仪器有圆底烧瓶和分液漏斗;
(6)根据题意可知1 mol CuCl生成了1 mol FeCl2,FeCl2能够被K2Cr2O7氧化为Fe3+,K2Cr2O7被还原为Cr3+,根据得失电子守恒,可知关系式:6Fe2+~K2Cr2O7,总关系式是6CuCl~6FeCl2~K2Cr2O7,则样品中CuCl的质量分数;
(7)A.样品中混有CuO,对测定结果没有影响,A错误;
B.装待测液前锥形瓶内残留少量水,不影响标准溶液体积的大小,对测定结果没有影响,B错误;
C.滴定前滴定管尖嘴处有小液滴,滴定后消失,导致滴定测得的K2Cr2O7溶液体积偏小,测定结果偏小,C正确;
D.滴定管未用K2Cr2O7标准溶液润洗,导致标准液浓度偏小,滴定时消耗标准液的体积偏大,最终导致测定结果偏大,D错误;
故选C。
18.(1) 稀硫酸 将氧化为,便于后续除铁
(2) 2.82 或或
(3)与水反应剧烈放热会使水气化形成酸雾,从而降低吸收效率,而98.3%浓硫酸含水量少,能防止形成酸雾
(4)
(5) 蒸发浓缩 冷却结晶
【分析】黄铜矿(主要成分是,含少量杂质)在空气中高温焙烧,转化为、和,加入稀硫酸(试剂X)酸浸,转化为,转化为和,进一步与发生氧化还原反应生成和,不反应,过滤得到含有、的滤液及含的滤渣1;利用双氧水将氧化为后加入调节溶液pH,使转化为沉淀(滤渣2),煅烧得到;含的滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即可得到胆矾晶体;在催化氧化后生成,用98.3%浓硫酸吸收制得发烟硫酸,尾气中的可重复利用,也可用、混合液吸收制得,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到大苏打晶体;
【详解】(1)“酸浸”时加入“试剂X”为某种酸,其目的是溶解金属氧化物,结合中含有的可知,加入的酸应为稀硫酸;“氧化i”工序加入双氧水的目的是将氧化为,便于后续沉淀并分离铁元素;
(2)恰好完全沉淀时,,则溶液中,即,则;为了不引入杂质离子,“调pH”工序中除了用CuO外,最好还可以用、等;
(3)与水反应剧烈放热会使水气化形成酸雾,从而大大降低吸收效率,而98.3%浓硫酸含水量少,能防止形成酸雾,提高吸收效率;
(4)“液吸”时,尾气中的与、混合液反应生成和,反应的化学方程式为;
(5)“系列操作a”是从溶液中得到晶体的操作,即蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
19.(1)
(2)、
(3)
(4)0.298
(5)1.5
(6)可溶性钡盐均可
(7)沉钒
【分析】钒铬渣(主要含、、、和含Fe的氧化物等)经焙烧转化为,转化为,加入硫酸,会与反应生成,酸浸时与硫酸反应生成沉淀;酸浸后生成微溶的;时以形式存在,加调后,钒转化为,加硫酸铵“沉钒”得到偏钒酸铵,经系列操作得;滤液加入还原生成,加入NaOH生成,系列操作后煅烧得,据此分析;
【详解】(1)焙烧时被空气中氧化,与反应生成和,方程式;
(2)原废料中不与硫酸反应;酸浸后生成微溶的;在时不沉淀,因此滤渣1为和;
(3)酸浸时钒以形式存在,加调后,钒转化为,离子方程式为:;
(4)钒沉降率98%,溶液中剩余;根据,得游离;总沉淀消耗的游离的,因此;
(5)1mol 中Cr从+6→+3,共得电子;1mol 中S从+4→+6,共失电子,根据电子守恒得;
(6)沉淀表面吸附的杂质为,因此用盐酸酸化的(可溶性钡盐)检验洗涤液中是否含,即可判断沉淀是否洗涤干净;
(7)沉铬后滤液中含有大量、,是“沉钒”操作单元所需的反应物,因此可导入“沉钒”单元循环利用。
20.(1) 废镍催化剂粉碎、适当升高温度、增加酸浸时间、不断搅拌等 Fe(OH)3、Al(OH)3 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2) B 5.6≤pH<7.2
(3)BCD
(4)90.0%
【分析】废镍催化剂(主要含Ni,还有少量Cu、Fe、Al及其氧化物、SiO2)粉碎后加入过量稀H2SO4进行酸浸,然后过滤,SiO2不溶于稀硫酸而成为滤渣1,Ni2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+进入滤液1中。滤液1中加入有机溶剂萃取、分液,Cu2+进入含铜有机层,Ni2+、Fe2+、Fe3+、Al3+进入溶液层。往溶液层中加入过量H2O2,将Fe2+氧化为Fe3+,调pH,Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀,将滤液2蒸发浓缩、冷却结晶,获得NiSO4∙7H2O。
【详解】(1)提高“酸浸”反应速率的措施有:废镍催化剂粉碎、适当升高温度、增加酸浸时间、不断搅拌等;由分析可知,“滤渣2”的成分是:Fe(OH)3、Al(OH)3。溶液中加入是将Fe2+氧化为Fe3+,则目的是:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
(2)为使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,需增大溶液的pH且不引入新的杂质,使Fe3+、Al3+完全沉淀(5.6≤pH),但Ni2+不生成沉淀(pH<7.2),则调pH可选用的物质是NiCO3,故选B。调pH的范围为:5.6≤pH<7.2。
(3)A.酸浸步骤可用水浴加热,可以加速反应,提高浸取效率,A正确;
B.乙醇与水互溶,不能作萃取剂,则操作A中的有机溶剂不能选用乙醇,B不正确;
C.过滤时,为防止损坏滤纸,不能用玻璃棒对漏斗中的混合物充分搅拌,C不正确;
D.灼烧时,NiSO4∙7H2O易失去结晶水,操作B中包含“蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤”等操作,但不能煅烧,D不正确;
故选BCD。
(4)25.00 mL溶液中,n(Zn2+)=n(H2Y2-)(过量)=0.0250mol/L×0.0200L=0.0005mol,则原100mL反应后的溶液中,过量H2Y2-的物质的量为n(H2Y2-)(过量)=0.0005mol×=0.00200mol,n(Ni2+)=0.0200mol-0.00200mol=0.0180mol,产品的纯度为=90.0%。
【点睛】乙醇与水互溶,不能作水溶液中的萃取剂。
21.(1)
(2)
(3)碱性
(4)
(5) 在碱性溶液中易转化为,的还原产物也易生成沉淀,降低催化效率 通入适量的压缩空气、使用合适的催化剂
(6)
【分析】含的废气经过溶液脱硫,溶液中含有和NaHS,经过氧化再生,被氧化为S单质,离子反应:,生成的与反应得到溶液a为,据此解答;
【详解】(1)是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,水解以第一步为主,水解方程式:;
(2)根据电离常数可知酸性:,根据强酸制弱酸,过量溶液吸收生成和,反应的离子方程式是;
(3)因水解程度大于电离程度,溶液显碱性,的电离常数,水解常数,水解程度大于电离程度;因此NaHS溶液显碱性;
(4)被氧化为S单质,生成的与反应得到,总反应的离子方程式为:;
(5)①直接用会降低催化效率,原因是在碱性溶液中易转化为,的还原产物也易生成沉淀,降低催化效率;
②过量时,会将S元素进一步氧化为更高价态的硫的含氧酸盐,除外,还有等;
③结合图像可知,n(溶解)时S生成率最高,因此氧气的量不宜过多,通入适量的压缩空气即可;也可通过调整使用合适的催化剂等提高生成率;
(6)根据分析,工艺中最初加入作为脱硫剂,氧化再生后重新生成,可循环回脱硫步骤使用。
22.(1)
(2) 分液漏斗 c
(3) 平衡分液漏斗与圆底烧瓶内的压强,使分液漏斗中的酸X能够顺利滴下 吸收未反应的有毒尾气,防止逸散到空气中造成污染
(4)
(5)
(6)
【详解】(1)具有强氧化性,具有强还原性,二者会发生氧化还原反应,因此无法得到目标产物,根据题目信息已知产物之一为S单质,根据元素守恒和电子守恒,该反应离子方程式为;
(2)根据装置图,盛装酸X的仪器是带活塞、用于控制添加液体的分液漏斗,酸X的作用是和装置A中的反应制备,需要满足无强氧化性,不会氧化-2价硫,保证能得到,不引入杂质,据此分析:
a.浓硫酸具有强氧化性,会氧化中的-2价S,无法得到,a错误;
b. 浓盐酸易挥发,会挥发出杂质,会和装置C中的反应,引入杂质,干扰的制备,b错误;
c. 稀硫酸无强氧化性,也难挥发,和反应可以平稳制备纯净的,不会引入杂质,c正确;
d. 稀硝酸具有强氧化性,会氧化中的-2价S,无法生成,d错误;
答案是c;
(3)橡胶管L将分液漏斗上口和圆底烧瓶内部连通,作用是平衡分液漏斗与圆底烧瓶内的压强,消除烧瓶内产气后压强升高对液体滴落的阻碍,使分液漏斗中的酸X能够顺利滴下,本实验中为有毒反应物,未参与反应的会从装置C流出,可以和D中反应生成沉淀,因此装置D的作用是吸收未反应的有毒尾气,防止逸散到空气中造成污染;
(4)检验常用溶液,遇溶液变红,另一份滴加盐酸和氯化钡后产生的不溶于盐酸的白色沉淀为,说明粉末中含;
(5)根据试管中品红溶液不变色可知,反应无生成,全部被氧化为留在固体中,仍为价,所以反应方程式为;
(6)根据实验现象可知,盛放溶液的试管中出现的黑色沉淀是,说明产物中有、 得到的浅黄色固体是S单质,在滤液中滴加溶液,产生蓝色沉淀,说明有,反应的离子方程式为。
23.(1) CuO
(2) 作催化剂 反应中有污染空气的NO和放出,影响空气环境;可以溶解在硫酸中,产率不高(任答两点,合理即可)
(3) d
【详解】(1)的物质的量为,600℃时剩余固体质量为1.6 mg,为,800℃左右时剩余固体0.80 mg,固体产物中Cu元素的质量为0.64 mg,说明固体产物为CuO,则分解为SO3和CuO,随后SO3转变为SO2,发生反应的化学方程式为;因此800℃左右的生成的氧化物有、、。
(2)①由、两个反应可以看出,二氧化氮先消耗再生成,是反应的催化剂。
②铅室法被接触法代替,是因为在反应中有污染空气的NO和放出,影响空气环境;作为催化剂的可以溶解在硫酸中影响产品质量,产率不高等(任答两点,合理即可)。
(3)①催化性能越好,相同温度下转化率越高,由图乙可知,
使用序号为d的催化剂V-K-Cs-Ce时的转化率最大,产率最佳,因此催化性能最佳的是d。
②当反应物的投料比等于化学计量数之比时,平衡时体积分数最大,所以此条件下投料比,的平衡体积分数为40%,则平衡时,二氧化硫和氧气的投料比为,消耗的量之比也是,则剩余的量之比也是,平衡时体积分数之比也是2:1,则平衡时,、,该反应的。
24.(1)
(2) S
(3)、
(4)后续“沉镓”时,加入碳酸氢钠过多,造成原料浪费
(5)10
(6) C
【分析】该工艺以炼锌渣为原料,经还原酸浸将 Ge、Ga 转化为 Ge4+、Ga3+,同时得到 ZnSO4、FeSO4、MnSO4,滤渣含SiO2和单质S、Mn等;随后通过共萃取富集 Ge、Ga,萃余液含 Zn2+等可返回炼锌;反萃取后经中和、沉镓得到金属镓,含Ge的滤液经氯化蒸馏、水解得到GeO2;最后用NaH2PO2・H2O在高温真空下还原 GeO2制得金属Ge,实现了稀散金属 Ge 与 Ga的高效分离提取。
【详解】(1)基态锗Ge原子序数为 32,电子排布式为;
(2)滤渣主要成分除SiO2外,还有ZnS 被氧化生成单质S;MnO2发生反应的离子方程式:;
(3)Fe、Mn元素在酸浸后进入溶液,未被萃取,因此萃余液中主要成分除Zn2+外,还有的金属离子为Fe2+、Mn2+;
(4)加入稀硫酸反萃取时,硫酸不易加入过多,否则在后续“沉镓”时,导致加入碳酸氢钠过多,造成原料浪费,同时影响镓的分离回收;
(5)已知Ksp[Mg(OH)2]=1×10-11,当c(Mg2+)与c()沉淀时,为不生成Mg(OH)2,需满足:c(OH−)< ,结合Ksp(MgGeO3)=1×10-9,c()=10-6 mol⋅L−1,则c(Mg2+)==10-3 mol⋅L−1。代入得c(OH−)<=10-4 mol⋅L−1,即pOH>4,故pH<10;
(6)“高温真空还原"中GeO2与NaH2PO2·H2O反应得到GeO、Na5P3O10、H3PO4,Ge由+4价还原为+2价,P由+1价氧化为+5价,根据得失电子守恒、原子守恒可得化学方程式为: ;如图所示,1200℃与1100℃时Ge元素产率相差较小,从节约资源的角度考虑NaH2PO2·H2O的质量分数为2.5%、温度为1100℃时,Ge元素产率最大,即为最佳反应条件。
25.(1)Fe、Cu
(2)++2H+=HAsO2↓++H2O
(3)氧化Fe2+和HAsO2,使二者反应生成FeAsO4
(4) 1.2×10-6mol·L-1 锌是两性金属,pH过高,Zn(OH)2会溶解生成[Zn(OH)4]2-
(5)Na2SO4
(6) X射线衍射仪 a
【分析】NaHSO3具有还原性,根据流程可知,向废液中加入NaHSO3,将As元素转化为HAsO2沉淀,将HAsO2烘干使之分解得As2O3,滤液中加入过量铁粉,置换出铜单质,滤液中加入H2O2,将Fe2+、HAsO2氧化得到FeAsO4沉淀,加入氢氧化钠调节pH,使铁、锌元素沉淀,废液中主要含有Na2SO4,据此分析;
【详解】(1)“还原”后滤液中含有Cu2+和少量Zn2+、HAsO2、SO等,“置换”步骤中,过量铁粉置换出Cu单质,“滤渣1”的主要成分是Fe、Cu。
(2)根据流程信息,“还原”步骤生成溶解度较小的HAsO2,HSO被氧化成SO,发生反应的离子方程式是++2H+=HAsO2↓++H2O;
(3)“置换”步骤所得溶液中含有Fe2+,Zn2+、HAsO2。“氧化沉砷”步骤生成FeAsO4,其中Fe显+3价,As显+5价,加入H2O2的目的是氧化Fe2+和HAsO2,使二者反应生成FeAsO4。
(4)Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)×c2(OH-)=1.2×10-17,pH=8.5时,c(OH-)=10-5.5mol·L-1,c(Zn2+)==1.2×10-6mol·L-1;锌是两性金属,pH过高,Zn(OH)2会溶解生成[Zn(OH)4]2-。
(5)“还原”步骤生成,“调pH”步骤又引入了Na+,“废液”中含有的溶质主要为Na2SO4。
(6)①测定As2O3晶体结构的常用仪器是X射线衍射仪;
②砷华由As4O6分子类似金刚石的结构堆积而成,构成晶胞的粒子为分子,砷华的晶体类型是分子晶体;
③根据砷华晶胞结构可知,一个晶胞中含有8个As4O6分子,砷华的密度=g·cm-3。
26.(1)将碳酸盐分解为氧化物,便于后续化学处理;
(2)MgO;
(3)2MgO+2SO2+O2=2MgSO4;
(4) 向高镁溶液中加入氨水,调节pH使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,过滤、洗涤、干燥; NH4NO3(或NH3、NH3•H2O);
(5) 用于烟气脱硫,同时制备高纯氢氧化镁,实现镁资源高值化利用,并富集磷元素提升磷精矿品位。 35.96
【分析】工业上将磷尾矿煅烧将碳酸盐进行分解,便于后续化学分离处理,得到CaO、MgO、P2O5,加入NH4NO3溶液脱钙时,CaO会与水、NH4NO3溶液反应进入高钙液,而根据信息MgO和P2O5留在固体中进行工业脱硫并后续得到磷精矿,得到MgSO4溶液后与高钙液(主要成分硝酸钙)反应得到精品硫酸钙及高镁液(主要成分硝酸镁),往高镁液中加氨水得到Mg(OH)2沉淀和硝酸铵浸取液。
【详解】(1)磷尾矿煅烧时将碳酸盐进行分解,便于后续化学分离处理;
(2)根据以上分析及脱硫产物可知,过滤得到的固体混合物中脱硫的有效成分是MgO;
(3)根据脱硫装置中的反应物和生成物可知方程式为2MgO+2SO2+O2=2MgSO4;
(4)向高镁溶液(主要含硝酸镁)中加入氨水,生成Mg(OH)2沉淀和NH4NO3,要获得高纯氢氧化镁还要进行过滤、洗涤、干燥等一系列操作,得到的NH4NO3可以循环利用。
(5)设可生产磷精矿质量为x 吨,根据P2O5守恒:;解得x≈35.96。
【点睛】
27.(1)增大接触面积,提高反应速率,使反应更充分
(2) 加入少量的溶液,发生反应:、,电子转移方式由固固转变为固液,增大接触面积,氧化的速率快于氧化的速率。且可以循环利用
(3) 氧化性:。是吸电子基,使键极性增强,更易断裂 调节pH,使产生沉淀除去;可以与过量的产生沉淀,利于后续分离出
(4)AC
(5)加热浓缩至有大量晶体析出,趁热过滤,热水洗涤,干燥
【分析】软锰矿主要含、黄铁矿主要含有FeS2,向两种矿的混合研磨粉中加入酸浸,得到S单质滤渣和含有、过量的滤液;向滤液液中加入除铁剂和,将氧化并沉淀为,得到的滤液⑤为的溶液,经操作得到。步骤③中滤渣加入溶液浸硫,与S反应生成,经分解得到产品硫,据此解答。
【详解】(1)混合研磨成细粉的主要目的是增大接触面积,提高反应速率,使反应更充分。
(2)①浸取时、FeS2粉中加入酸浸得到,化学方程式为。
②浸取初期,加入少量的溶液,发生反应:、,电子转移方式由固固转变为固液,增大接触面积,氧化的速率快于氧化的速率。且可以循环利用,故可明显提升浸取速率。
(3)①是吸电子基,的存在使中的键极性强于,更易断裂,故氧化性:。
②溶于水生成使溶液显碱性,故CaO的作用是调节pH,使产生沉淀除去;同时可以与过量的产生沉淀,利于后续分离出。
(4)A.图a中和进入反应体系,生成的物质有S和,总反应可表示为,A正确;
B.图b中有反应:,根据元素守恒和方程式配平可知,X是,方程式表示为,电子式为,B错误;C.一种以为催化剂载体,为催化剂催化还原制,方程式为,起始时的值过大,剩余的会与S反应生成,C正确;
D. 是催化剂,其用量与被还原的 的物质的量没有确定的化学计量关系,D错误;
故选AC。
(5)从⑤中滤液获得晶体的操作是加热浓缩至有大量晶体析出,趁热过滤,热水洗涤,干燥。
28.(1) d
(2) abd
(3)
(4) 9.0或9 不完全
(5)
【分析】将废电极加入硫酸酸浸得到含有金属离子的酸浸液,过滤掉滤渣后得到的酸浸液中加入,沉淀稀土元素得到固体,过滤后在滤液中加入,调节除杂,过滤除去滤渣,在滤液中加入氨水共沉淀得和,据此分析解答。
【详解】(1)为27号元素,其位于周期表的d区,其基态的价电子排布式为;
(2)稀土化合物的组成为,其中含有和,从盐的分类角度属于铵盐和硫酸盐,a、b选项符合题意,稀土化合物含有两种阳离子和一种阴离子,从盐的分类角度属于复盐,d选项符合题意,故答案选择abd;在中,设为x个,为y个,据元素守恒可列式,据化合物正负化合价代数和为零可列式,联立以上二式,解得,则中+4和+3价的个数比为;
(3)除杂过程中滤渣中含有、、,则加入的在的条件下,将,再转变为沉淀除去,同时被还原为固体除去,则反应的离子方程式为;
(4)根据已知、,当时可认为沉淀完全;当溶液中时,,可得,,,;又根据,解得,则此时沉淀不完全;
(5)在最后共沉淀操作过程中除生成和,还生成,过滤后滤液中的可以循环到“沉土”流程中继续使用,所以滤液中可回收循环使用的物质是;
29.(1)-152.0
(2)c
(3) m 反应②平衡逆向移动程度小于反应③平衡移动程度
(4)2Mg(OH)2 + 2SO2 +O2 = 2MgSO4 + 2H2O
(5)0.6
(6) 相等 283.0kJ·mol-1
【详解】(1)由①-2×②可得反应,则由盖斯定律可得该反应的
(2)a.燃煤烟气中氧气含量越大,CO和生成的硫磺均会被氧气氧化分别生成、,导致还原过程中硫磺的产率越低,a错误;
b.该反应条件下硫为气体,该反应为反应前后混合气体总质量不变的反应,则刚性容器中,混合气体密度始终不变,所以刚性容器中,混合气体密度保持不变,不能说明反应均达到平衡状态,b错误;
c.向反应体系中添加适量活性炭,可以增大CO的浓度,使其平衡正向移动,从而提高还原过程中的转化率,c正确;
d.提高催化剂的活性无法提高CO平衡转化率,d错误;
答案是c;
(3)①起始投料固定为1mol,增大进料比,相当于增大CO的浓度,平衡正向移动,的平衡转化率增大,增大CO的浓度,反应速率加快,硫磺产率增大,当CO过量时,CO能与S反应生成COS,导致硫磺产率降低,即随进料比的增大,硫磺产率先增大后减小,所以表示平衡转化率的曲线为m,表示硫磺产率的曲线为n;
②在投料比时,升高温度,反应②、③平衡均逆向移动,且反应②平衡逆向移动程度较小,导致CO和的转化率之比增大,则可能的原因是反应②平衡逆向移动程度小于反应③平衡移动程度;
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状,使燃烧产生的转化为稳定的Mg化合物,应生成硫酸镁,则反应物还应有氧气,反应的化学方程式为;
(5)已知25℃,将通入氨水中,当pH=7时,,溶液中的;
(6)催化剂改变反应历程,降低反应的活化能,不改变反应热,故有无催化剂下,该反应的反应热相等,CO的燃烧热为。
30.(1)增大反应物接触面积,加快浸出速率,提高铁硼矿的浸出率
(2)
(3)
(4) 等金属离子会催化分解,导致消耗增加,因此过氧化氢需要过量 调节pH为5使、完全沉淀除去,而不沉淀,留在溶液中,实现杂质分离
(5)增大浓度,使硼酸的电离平衡逆向移动,促进结晶析出,提高产率。
(6)
(7) 已知,且,因此,
【分析】铁硼矿(主要成分为和,还有少量、FeO、CaO、和等)经硫酸浸出后过滤,滤渣1中除四氧化三铁外还有不与硫酸反应的二氧化硅和CaO与硫酸反应生成的硫酸钙,滤液中的金属离子有二价铁、三价铁、铝离子,还有反应生成的硼酸,在净化除杂步骤中,过氧化氢把二价铁氧化成三价铁,然后调pH,使三价铁和铝离子形成沉淀,滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,滤液中主要含有镁离子、硫酸根离子以及硼酸,滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、调pH为3.5过滤,得到粗硼酸和主要含有硫酸镁的滤液,滤液与碳酸钠反应后过滤得到,经加热到分解得到轻质氧化镁。
【详解】(1)固体反应物粉碎的作用是增大反应物接触面积,加快浸出速率,提高铁硼矿的浸出率。
(2)强酸制弱酸,与硫酸反应生成硼酸和硫酸镁,原子守恒配平即可得到该方程式。
(3)铁硼矿中不与硫酸反应,与硫酸反应生成微溶的,二者都进入滤渣1。
(4)等金属离子会催化分解,导致消耗增加,因此过氧化氢需要过量;根据沉淀pH表,调节pH为5使、完全沉淀除去,而不沉淀,留在溶液中,实现杂质分离。
(5)在“过滤3”,须将溶液的pH调节至3.5,其目的是增大浓度,使硼酸的电离平衡逆向移动,促进结晶析出,提高产率。
(6)由高温分解生成氧化镁、二氧化碳和水,化学方程式为:
(7)根据原子守恒、电荷守恒配平离子方程式;已知,且,因此,。
【点睛】
31.(1) 1.00 mol/L 温度低于时,反应速率较慢,浸取效率低;温度高于时,过硫酸铵和氨水受热分解、氨水易挥发,导致反应物浓度降低,浸取效率下降,因此时浸取效率最高
(2)
(3)分解除去过量的,防止其在后续“还原”步骤中消耗金属锌
(4)防止生成的氨气挥发,使生成的氨气与生成的硫酸反应
(5)由,代入数据得: ,因此沉淀完全
(6) 作食品防腐剂
【分析】冶炼金属废渣(主要含Fe、Zn、Cu、Si等元素,且Fe、Zn主要以硫化物形式存在),经氧化-氨络合浸取,过硫酸铵可将-2价硫氧化生成单质硫,氨水提供碱性环境,并与 、形成可溶性的氨络离子、,对浸取后的溶液进行热解,使过量的过硫酸铵和氨水分解,防止过硫酸铵和氨水参加后续反应浪费原料,然后加入Zn将二价铜还原为单质铜,滤液中加入硫化铵,将二价Zn生成硫化锌沉淀,硫化锌经煅烧制得氧化锌,据此分析解答。
【详解】(1)由图可知,过硫酸铵浓度为后,Zn、Cu浸取效率基本不再升高,再增大浓度会增加成本,故选;温度低于时,反应速率较慢,浸取效率低;温度高于时,过硫酸铵和氨水受热分解、氨水易挥发,导致反应物浓度降低,浸取效率下降,因此时浸取效率最高。
(2)ZnS中-2价S被氧化为S单质,中过氧键的-1价O被还原为-2价,生成,结合环境为氨性体系,配平得到离子方程式为:。
(3)“热解”的目的是分解除去过量的,防止其在后续“还原”步骤中消耗金属锌。
(4)采用微压密闭加热方式可以防止生成的氨气挥发,使生成的氨气与生成的硫酸反应,从而可避免溶液pH降低。
(5)由,代入数据得: ,因此沉淀完全。
(6)硫化锌煅烧被氧气氧化,生成氧化锌和二氧化硫,反应的化学方程式为:,可用于漂白、制备硫酸,生活中也可作食品防腐剂。
32.(1) 将含钴废料粉碎、搅拌、适当增大硫酸浓度、适当升高温度等 分液漏斗、烧杯
(2) 将还原为,同时将中的+2价铁氧化为 酸浸后溶液中的催化分解或酸浸时温度过高使分解
(3)或
(4)
(5)
【分析】含钴镍废料(主要成分为、NiO,还含少量、CaO、MgO、和Ti的化合物)加入硫酸、“酸浸”,得到含、、、、、等的浸出液,不溶解,和微溶于水的硫酸钙形成滤渣1,浸出液中加入热水使水解形成沉淀除去,加入碳酸钠溶液将转化为沉淀除去,加入适量的NaF溶液除去溶液中的和,滤液中加入RH和有机溶剂将转化为进入有机层,分液后向水层中加入将转化为,有机层中经过操作②得到,据此分析。
【详解】(1)“酸浸”时,为提高酸浸速率可采取的措施有将含钴废料粉碎、搅拌、适当增大硫酸浓度、适当升高温度等;操作①与操作②为萃取操作,用到的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。
(2)由分析知,“酸浸”后溶液中含和,故的作用是将还原为,同时将中的+2价铁氧化为;酸浸后溶液中的会催化分解或酸浸时温度过高使分解,从而使生产过程中实际消耗的量大于理论值。
(3)由分析知,“沉铁”时,碳酸钠溶液将转化为沉淀,发生的离子反应方程式为或。
(4)“除钙镁”时,和达到沉淀溶解平衡,由知,当时,溶液中。
(5)假设有1 mol受热分解,质量为183g,由图可知,A点时,固体的残留率为80.33%,则剩余固体的质量为,失去的质量为,刚好为2 mol水的质量,则A的物质为,A点以后为分解生成Co的氧化物过程,B点时固体的残留率为43.88%,则剩余固体的质量为,B点含Co的质量为59 g,则含有O的质量为,Co和O的物质的量之比,与中的比值相近,可推断B点的物质为,A点到B点的化学方程式。
33.(1)搅拌、适当升高温度等
(2)
(3)后,受热分解
(4)加入NaCl,生成的速率快于生成的速率,阻止了铅膏被包裹;但生成的限度大于生成的限度,又转化为,同时释放。该过程循环往复,促使含量不断升高
(5)减小
(6)
(7)相同浓度的溶液碱性强于溶液,可能会导致产生,影响的纯度
【分析】废铅酸电池含有大量的铅膏,从中回收碳酸铅(PbCO3),首先用双氧水把PbO2(+4价Pb)还原为Pb2+,然后与沉淀为PbSO4,PbO和Pb转化为PbSO4,使所有铅元素转变为统一易处理的PbSO4(硫化渣);加入一定量醋酸,用氨水调节pH,将 PbSO4转化为可溶性铅配合物[Pb(Ac)4]2-,让进入溶液,实现“脱硫”;最后加入(NH4)2CO3溶液,使铅配合物释放Pb2+并与生成PbCO3沉淀,得到最终产品。
【详解】(1)搅拌、适当升温等方式可加快反应速率。
(2)H2O2促进PbO2转化为PbSO4的过程可分为两步,a步骤是PbO2被 H2O2还原成 Pb2+的过程,反应的离子方程式为:PbO2+H2O2+2H+=Pb2++O2↑+2H2O。
(3)60℃后,导致PbSO4含量下降的主要原因是:60℃后,过氧化氢受热分解,导致对PbO2的还原作用减弱。
(4)加入少量NaCl固体的作用是:加入NaCl,Cl-与Pb2+形成[PbCl3]-的速率快于生成PbSO4的速率,阻止了铅膏被PbSO4包裹,但Pb2+生成PbSO4的限度大于生成[PbCl3]-的限度,[PbCl3]-又转化为PbSO4,同时释放Cl-,该过程不断循环,使PbSO4含量不断升高。
(5)由图2可知,pH在3~5时,随着pH增大,溶液中Ac-的物质的量分数增大,即c(Ac-)增大,促进了Pb2+与Ac-形成配离子[Pb(Ac)4]2-,从而使溶液中游离的c(Pb2+)减小。
(6)若直接用NH4Ac溶液(pH≈7)对PbSO4进行脱硫浸出,PbSO4转化为[Pb(Ac)4]2-,相关离子方程式为:。
(7)相同物质的量浓度下,优先选择(NH4)2CO3溶液而不是Na2CO3溶液进行碳化原因为:相同浓度的Na2CO3溶液碱性强于(NH4)2CO3溶液,可能会生成更难溶的Pb(OH)2,影响PbCO3的纯度。
34.(1) 、
(2) 时,产生的逸出,使反应正向进行,平衡转化率上升,浓度增大,抑制了和的反应,所以平衡转化率上升而平衡转化率下降
【分析】与空气通入煅烧炉中燃烧,生成,冷却净化后,含有、、少量等气体通入多级串联反应釜中,与配碱槽中的悬浊液反应,生成,悬浊液在pH达到3.8~4.1时转化为,含有的出料液经过离心步骤,得到固体,母液中含有,进入配碱槽循环使用,多级串联反应釜中的尾气含有和,与NaOH溶液在尾气吸收器中反应,生成、进入配碱槽循环使用。
【详解】(1)①当反应釜中溶液pH达到3.8~4.1时,形成的悬浊液转化为固体,其化学方程式为:;
②根据多级串联反应釜中的化学方程式可知,母液中含有,由于的大于的,则配碱槽中,母液和过量的配制反应液,发生反应的化学方程式是:;
③在燃烧炉中反应冷却后的气体中混有氧气,氧气能氧化、,生成,所以多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是,需除去,故答案为:;
④多级串联反应釜中发生,生成了,NaOH吸收尾气,转化成,可到多级串联反应釜中循环使用,而多级串联反应釜中持续通入,所以尾气吸收器中,吸收的气体有和,故答案为:、;
(2)①由图可知,0~a mol,平衡转化率较低,而的平衡转化率较高,所以与优先反应,故答案为:;
溶液中发生的反应:i. 、,ii. ,a mol后,随着增加,因分解,产生的逸出,促进i中与的反应不断正向进行,平衡转化率上升,不断增加,促进反应ii逆向进行,所以平衡转化率上升而平衡转化率下降,故答案为:时,产生的逸出,使反应正向进行,平衡转化率上升,浓度增大,抑制了和的反应,所以平衡转化率上升而平衡转化率下降。
35.(1)
(2)除去碳和有机物
(3)2Co3+++H2O=2Co2+++2H+
(4)避免过氧化氢受热分解(合理即可)
(5)3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2
(6)1.25×10−6
(7)温度高于140℃,(NH4)2C2O4受热分解,使沉钴率下降;同时COC2O4的溶解度增大
【分析】550℃焙烧含钴废料(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)除去碳和有机物;加入氢氧化钠溶液,其Al2O3溶解生成Na[Al(OH)4],Co2O3、Fe2O3、CaO、MgO 不溶,过滤,则浸出液主要含和过量的NaOH;向过滤得到的固体加入稀硫酸和亚硫酸钠,Na2SO3 将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+,可得、、、;在40~50℃加入H2O2, 氧化Fe2+氧化为Fe3+,再使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀;过滤后所得滤液主要含有CoCl2、MgCl2、CaCl2,用NaF溶液除去钙、镁;过滤后,滤液中主要含有CoCl2,加入草酸铵溶液得到草酸钴;
【详解】(1)
钴是第四周期第Ⅷ族元素,其价电子的轨道表示式为 ;
(2)含钴废料焙烧除去碳和有机物,生成CO2和水蒸气除去;
(3)钴浸出过程中,Co3+被亚硫酸钠还原生成Co2+,亚硫酸根离子转化为硫酸根离子,离子方程式为2Co3+++H2O=2Co2+++2H+;
(4)净化除杂1中加入过氧化氢将亚铁离子氧化成铁离子,过氧化氢受热易分解,因此控制温度不能太高以避免过氧化氢受热分解;
(5)在空气中焙烧CoC2O4生成Co3O4和一种气体,根据原子守恒,生成的气体中一定含有C元素,因为有氧气参与,所以生成的含碳的气体一定是CO2,则根据原子守恒可得化学方程式为3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。
(6)MgF2、CaF2的Ksp分别为5.0×10−11、4.0×10−11,c(Ca2+)×c2(F−)=4.0×10−11,由于c(Ca2+)=1.0×10−5 mol/L,推出c 2(F−)=4.0×10−6,代入c (Mg2+)×c 2(F−)=5.0×10−11,推出c (Mg2+)=1.25×10−5 mol/L。
(7)温度高于140℃,(NH4)2C2O4受热分解,使沉钴率下降;同时CoC2O4的溶解度增大,CoC2O4沉淀不完全;故答案为:温度高于140℃,(NH4)2C2O4受热分解,使沉钴率下降;同时COC2O4的溶解度增大。
36.(1)精矿与酸反应生成,遇明火会燃烧爆炸,引发事故;
(2)
(3)3.33.5
(4)
(5)
(6)
(7) 60%
【分析】向硫化锌精矿中加入硫酸并通入氧气,可将金属硫化物转化为金属硫酸盐。向滤液中加入ZnO调节pH,过滤可得沉淀。向滤液中加入Zn,可置换出Cu、Ga和Ge等金属,将滤液进一步处理可得Zn单质。对金属混合物进行氧化焙烧可得金属氧化物,向氧化物中加入硫酸可得金属的硫酸盐溶液。向溶液中加入丹宁,可得丹宁锗沉淀和滤液。将丹宁锗氯化蒸馏得到,盐经水解得到,之后经还原可得Ge单质。向滤液中加入、HCl经中和、酸溶等工序可得溶液,向溶液中加入过量NaOH,可得含的溶液,电解该溶液可得Ga单质,据此作答。
【详解】(1)硫化锌精矿主要成分为金属硫化物,与酸反应会生成,遇明火会燃烧甚至爆炸,造成事故;
(2)Ge是第32号元素,位于第四周期第ⅣA族,其简化电子排布式为;
(3)用ZnO调节pH的过程中,在保证完全沉淀的同时需避免造成沉淀,因此pH应控制的范围:3.33.5;
(4)
根据已知条件,Ga与Al同族,化学性质相似,因此为共价化合物。气态常以二聚体形式存在,且二聚体中各原子均满足8电子结构,则二聚体结构为:;
(5)反应的平衡常数为,的电离方程式为:,电离平衡常数为,的溶解平衡方程式为,溶解平衡常数为。则反应的平衡常数;
(6)根据已知条件,Ga的性质与Al相似,则与过量NaOH反应的化学方程式为;
(7)电解制镓的阴极发生还原反应,被转化为Ga单质,反应方程式为;3.5 g镓的物质的量为,由阴极反应方程式可知,若生成0.05 mol镓,转移电子的物质的量为。则该电解装置的电解效率为。
37.(1)A
(2)固硫,减少污染气体的排放
(3) 、
(4) 坩埚 作化肥
(5)
(6)三棱柱
【分析】钼精矿(主要成分为,还含少量钙、镁等元素)在空气中焙烧产生二氧化硫气体和粗产品(含钙、镁的杂质),通入浓氨水反应得到含的滤液1和含钙、镁杂质的滤渣1,将含的滤液1与盐酸反应得到钼酸,钼酸高温得到,再得到钼。
【详解】(1)原子发射光谱主要作用是识别某种元素是否存在,以及测量该元素具体有多少,所以验证钼精矿中钼元素可使用的方法是原子发射光谱法,故选A;
(2)在空气中焙烧发生反应产生二氧化硫气体,加入的氧化钙可以吸收二氧化硫生成亚硫酸钙,再转化为硫酸钙,起到固硫、防污染的作用;
(3)与氨水反应生成的离子方程式为;根据流程可知滤渣1为含钙、镁的物质,主要含有的金属阳离子为钙离子、镁离子;
(4)由钼酸得到的操作是高温分解,需要在坩埚中进行;“滤液2”中主要溶质为氯化铵,其用途可以作化肥;
(5)由图可知,热分解最终产物为钼的氧化物,设该氧化物的化学式为,则,则,,则固体产物为;
(6)
根据的晶体结构图,一个钼与6个硫构成的结构为,则原子位于原子形成的三棱柱空穴中。
38.(1)浓硫酸会与硼反应引入杂质离子,同时生成二氧化硫等污染气体
(2)===,故无氢氧化亚铁生成
(3)
(4) 当草酸浓度过大时,钕离子与过量草酸生成可溶性配合物,降低沉钕率
(5)正方形
【分析】钕铁硼废料加入稀硫酸酸浸,金属元素转化为可溶的硫酸盐,硼不与稀硫酸反应,故滤渣为硼,随后加入反应生成沉淀,再加入氢氧化钠进行碱转换生成,加入稀硫酸溶解得到,加入草酸生成,煅烧得到,据此回答。
【详解】(1)硼与稀硫酸不反应,可溶于氧化性酸,将稀硫酸换为浓硫酸会溶解硼,引入杂质离子并产生二氧化硫等污染气体;
(2)当完全沉淀时pH为2.3,,故无氢氧化亚铁生成;
(3)“碱转换”时,与NaOH反应生成,其离子方程式为;
(4)钕离子可与过量的生成可溶性的配合物,故当草酸浓度过大时,钕离子与过量草酸生成可溶性配合物,降低沉钕率;在氮气氛围下充分煅烧,没有氧气参与,草酸中+3价的碳发生歧化反应,生成二氧化碳和一氧化碳,故反应方程式为;
(5)二碳化钕()的晶胞结构与氯化钠相似,但由于哑铃形的存在,使晶胞延同一个方向拉长,所有二碳化钕晶体中1个周围距离最近且相等的4个,围成的几何图形为正方形。
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