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明代《天工开物》记载了“火法”冶炼锌的方法:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,…然后...

明代《天工开物》记载了火法冶炼锌的方法:炉甘石十斤,装载入一泥罐内,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,冷淀,毁罐取出,,即倭铅也,现代工业开发了用NH3—NH4Cl水溶液浸出氧化锌烟灰(主要成分为ZnO 、少量PbCuOAs2O3)制取高纯锌的工艺流程如图所示。

请回答下列问题:

1)《天工开物》中炼锌的方法中泥封的目的是____________

2)滤渣1的主要成份分别是_______(填化学式),过滤用到的玻璃仪器是__________

3溶浸时,氧化铜参与反应的相关离子方程式是________溶浸时可以适当升高温度,但不宜过高,其原因是________________

4氧化除杂的目的是将AsCl52-转化为As2O5胶体,再经吸附聚沉除去,溶液始终接近中性,该反应的离子方程式是_____________________

5电解 [Zn(NH3)4]2+的溶液,阴极放电的电极反应式是_________。阳极区产生一种无色无味的气体,将其通入滴有KSCNFeCl2溶液中,无明显现象,该气体是_______(写化学式)。

 

防止得到的锌被氧化 Pb 烧杯、漏斗、玻璃棒 CuO+2NH3+2NH4+=[Cu(NH3)4]2++H2O或CuO+2NH3∙H2O +2NH4+=[Cu(NH3)4]2++3H2O 避免氨水的分解与挥发 2AsCl52-+2H2O2+6 NH3·H2O=As2O5(胶体)+10Cl-+6 NH4++5H2O或2AsCl52-+2H2O2+6NH3+H2O=As2O5(胶体)+10Cl-+6NH4+ [Zn(NH3)4]2++2e-= Zn+4NH3↑ N2 【解析】 “火法”冶炼锌时采用泥封,从锌的活泼型考虑,是为了隔绝空气。由流程可知,氧化锌烟灰加入氨水、氯化铵进行溶浸,溶浸后氧化锌烟灰中ZnO 、少量Pb、CuO和As2O3分别以Zn(NH3)42+、Cu(NH3)42+、AsCl52-的形式存在,滤渣1为Pb,加入过氧化氢,AsCl52-转化为As2O5胶体吸附聚沉除去,过滤后加入锌粉还原,可除去[Cu(NH3)4]2+等,滤液主要含有[Zn(NH3)4]2+,电解可生成高纯度锌,以此解答该题。 (1). “火法”冶炼锌时,由于锌是比较活泼的金属,“泥封”的目的是防止锌被氧化, 故答案为:防止得到的锌被氧化; (2).由以上分析可知滤渣1为Pb, “过滤”用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒, 故答案为:Pb;烧杯、漏斗、玻璃棒; (3). “溶浸”时,氧化铜加入氨水和氯化铵时,将氧化铜转化为[Cu(NH3)4]2+,反应的离子方程式为:CuO+2NH3+2NH4+=[Cu(NH3)4]2++H2O或CuO+2NH3∙H2O +2NH4+=[Cu(NH3)4]2++3H2O;温度太高时,氨水易分解和挥发,所以温度不宜过高,可避免氨水的分解和挥发, 故答案为:CuO+2NH3+2NH4+=[Cu(NH3)4]2++H2O或CuO+2NH3∙H2O +2NH4+=[Cu(NH3)4]2++3H2O;避免氨水的分解与挥发; (4). “氧化除杂”中,AsCl52−转化为As2O5胶体吸附聚沉除去,反应的离子方程式为2AsCl52-+2H2O2+6 NH3·H2O=As2O5(胶体)+10Cl-+6 NH4++5H2O或2AsCl52-+2H2O2+6NH3+H2O=As2O5(胶体)+10Cl-+6NH4+ 故答案为:2AsCl52-+2H2O2+6 NH3·H2O=As2O5(胶体)+10Cl-+6 NH4++5H2O或2AsCl52-+2H2O2+6NH3+H2O=As2O5(胶体)+10Cl-+6NH4+; (5). “电解”时Zn(NH3) 42+在阴极放电,发生还原反应生成锌,电极反应式为:[Zn(NH3)4]2++2e-= Zn+4NH3↑,阳极区放出一种无色无味的气体,将其通入滴有KSCN的FeCl2溶液中,无明显现象,说明气体没有氧化性,该气体是氮气, 故答案为:[Zn(NH3)4]2++2e-= Zn+4NH3↑;N2。  
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无水四氯化锡(SnCl4)常用作有机合成的氯化催化剂,实验室可用溢流法连续制备。SnCl4易挥发,极易发生水解,Cl2极易溶于SnCl4。制备原理与实验装置如图所示:

Sn(s)+2Cl2(g)=SnCl4(l)   ΔH=–511kJ∙mol1

可能用到的有关数据如下:

物质

Sn

SnCl4

CuCl2

熔点/℃

232

-33

620

沸点/℃

2260

114

993

 

制备过程中,锡粒逐渐被消耗,须提拉橡胶塞及时向反应器中补加锡粒。当SnCl4液面升至侧口高度时,液态产物经侧管流入接收瓶。回答下列问题:

1Sn在周期表中的位置为_______________

2a管的作用是_______________A中反应的离子方程式是______________

3)装置D的作用是________________,装置E中冷却水的作用是___________

4)加热Sn粒之前要先让氯气充满整套装置,其目的是___________________

5)锡粒中含铜杂质致E中产生CuCl2,但不影响F中产品的纯度,原因是________。实验所得SnCl4因溶解了Cl2而略显黄色,提纯SnCl4的方法是____(填序号)

a.NaOH溶液洗涤再蒸馏    b.升华      c.蒸馏      d.过滤

6)尾气处理时,可选用的装置是________(填序号)。

7SnCl4在空气中与水蒸气反应除生成白色SnO2·xH2O固体,还可以看到大量白雾,化学方程式为___________________________________

 

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硝酸银是一种无色晶体,易溶于水。用于照相乳剂、镀银、制镜、印刷、医药、染毛发等,也用于电子工业。硝酸银不稳定,易发生如下反应:

2AgNO3(s)2Ag(s)+ 2NO2(g)+O2(g)          H10

2NO2(g) N2O4(g)                       H20

1)实验室配制硝酸银溶液的方法是:将一定量硝酸银固体溶于浓硝酸中,加水稀释至指定体积。硝酸的作用是___________________

22AgNO3(s) 2Ag(s)+N2O4(g)+O2(g)  H______________ (用含△H1、△H2的式子表示)

3)温度T1时,在0.5L的恒容密闭容器中投入3.4 g AgNO3(s)并完全分解测得混合气体的总物质的量(n)与时间(t)的关系如图所示。

①下列情况能说明体系达到平衡状态的是_________(填字母)

a.固体质量不再改变            b.O2的浓度不再改变

c.NO2的体积分数不再改变      d.混合气体的密度不再改变

②若达到平衡时,混合气体的总压强p0. 3MPa。反应开始到  

10minN2O4的平均反应速率为___________ MPa·min1。在该温度下2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数Kp___________(MPa)1(结果保留2位小数)

[提示:用平衡时各组分分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp),组分的分压(P1) =平衡时总压(p)×该组分的体积分数()]

③实验测得:υυ(NO2)消耗kc2(NO2)υ2υ(N2O4) 消耗kc(N2O4)kk为速率常数只受温度影响。则化学平衡常数K与速率常数kk的数学关系是K___________。若将容器的温度改变为T2时其kk,则T1______T2(")

4NOO2反应生成NO2的反应历程为:第一步NO+NON2O2 (快速平衡)        

第二步N2O2+O22NO2 (慢反应),下列叙述正确的是___________(填标号)

A. υ(第一步的正反应) υ(第二步的反应)     B.总反应快慢由第二步决定

C. 第二步的活化能比第一步的高   D.第二步中N2O2O2的碰撞100%有效

 

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201811月《物理评论快报》报道了艾姆斯实验室制造的包含钙、钾、铁和砷以及少量镍的CaK(Fe1-xNix)4As4新型化合物材料,呈现出被称为刺猬自旋新磁态。有助于更好理解磁性与非常规超导性之间的联系。回答下列问题:

1)基态镍原子的电子排布式为[Ar]______________;上述材料中所含元素的基态原子中,未成对电子数最多的是___________(填元素符号)

2)铁及其离子易形成配离子,如[Fe(CN)6]3[Fe(CN)6]4Fe(CO)5等。所包括的非金属元素中第一电离能最大的是__________(填元素符号);

3K3AsO3可用于碘的微量分析。

K+的焰色反应呈紫色,金属元素能产生焰色实验的微观原因为____________

AsO33-的立体构型为________,写出一种与其互为等电子体的分子________

(填化学式)。

4NiCa处于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属Ni的熔点和沸点均比金属Ca的高,其原因为___________

5)①金属镍的原子堆积方式如图所示,则金属镍晶胞俯视图为____

A   B   C   D

②某砷镍合金的晶胞如图所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度ρ_____g·cm3

 

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臭苏打是硫化钠的俗名,又称臭碱,黄碱,硫化碱,具有臭味,硫化钠溶解于冷水,极易溶于热水,微溶于醇,是重要的化工产品。

1)硫化钠水溶液具有臭味是S2-水解产生H2S造成的,用离子方程式解释_____________        

2Na2S具有较强的还原性,其水溶液在空气中会缓慢地氧化成硫代硫酸钠,写出化学方程式__________________________________

3)某学习小组设计实验探究金属硫化物的性质。

Ⅰ.探究Na2S的还原性

甲同学取少量硫化钠溶液于试管,滴加2滴酚酞溶液,再滴加溴水溶液,观察到溶液颜色变浅。

①酚酞的作用是____________;写出该实验的离子方程式____________________

②乙同学认为甲方案不严密。他设计方案:取少量硫化钠溶液于试管,滴加适量苯,再用长滴管加入溴水。加入的目的是_________________________

Ⅱ.探究氧化还原反应和沉淀反应的竞争

丙同学设计以下两组实验:

实验1、①在10 mL 2 mol·L1FeCl3溶液中滴加2 mL 1 mol·L1Na2S溶液,观察到有浅黄色沉淀生成,溶液黄色变浅。

②在10mL 2 mol·L1Na2S溶液中滴加2mL1 mol·L1FeCl3溶液。观察到先产生浅黄色固体,随后生成黑色固体,溶液黄色变无色。

实验2、在2 mol·L1Na2S溶液中滴加少量AgNO3溶液,立即产生大量黑色沉淀,没有浅黄色沉淀。

实验1 中产生的浅黄色固体是_______(填化学式)。写出实验1 ②中产生黑色沉淀的离子方程式_____________;已知:氧化性有Ag>Fe3,实验2中,发生复分解反应,未发生氧化还原反应。

实验结论:若某一溶液中同时存在氧化还原反应和沉淀反应,则_________(填氧化还原生成更难溶物质)反应将优先进行。

 

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高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂,工业上采用向KOH溶液中通入氯气,然后再加入Fe(NO3)3溶液的方法制备K2FeO4,发生反应:

Cl2+KOH→KCl+KClO+KClO3+H2O(未配平);

2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O

下列说法正确的是

A.反应①中每消耗4 mol KOH,吸收标准状况下44.8L Cl2

B.氧化性:K2FeO4 KClO

C.若反应①中n(ClO-)n(ClO3-)=51,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1

D.若反应①的氧化产物只有KClO,则得到0.2mol K2FeO4时消耗0.3mol Cl2

 

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