有关元素W、X、Y、Z的信息如下,请用化学用语完成下列问题:
元素 | 信息 |
W | 所在主族序数与所在周期序数之差为4,其单质在常温下呈黄绿色 |
X | X+的电子层结构与Ne相同 |
Y | 生活中常见的金属,其制品在潮湿的空气中会生锈 |
Z | 地壳中含量最多的金属元素 |
(1)请写出Z元素在周期表中的位置________。请写出Z高价氧化物的水化物与X最高价氧化物水化物反应的离子方程式________。
(2)X在空气中加热,生成一种淡黄色固体,该固体的电子式是________。
(3)以铜棒、石墨为电极材料,YW3溶液为电解质溶液,形成如图所示的原电池,则该原电池正极的电极反应式为________。如何检验正极反应的产物离子,请简述操作过程及现象________,________。
(4)Y和Z单质混合物质量为3.28g,总物质的量为0.1mol。加入足量盐酸溶解,再加入适量H2O2溶液,然后加入氨水恰好完全沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到固体的质量为________g。加入H2O2溶液反应的离子方程式为________。
一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:
已知:“反应Ⅱ”的离子方程式为Cu2++CuS+4C1-==2[CuCl2]-+S
回答下列问题:
(1)铁红的化学式为__________________;
(2)“反应Ⅱ”的还原剂是_______________(填化学式);
(3)“反应III”的离子方程式为____________________________________;
(4)辉铜矿的主要成分是Cu2S,可由黄铜矿(主要成分CuFeS2)通过电化学反应转变而成,有关转化如下如图 所示。转化时正极的电极反应式为___________________。
(5)从辉铜矿中浸取铜元素,可用FeCl3作浸取剂。
①反应Cu2S+4FeCl32CuCl2+4FeCl2+S,每生成1mol CuCl2,反应中转移电子的数目为______;浸取时,在有氧环境下可维持Fe3+较高浓度。有关反应的离子方程式是__________。
②浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时,铜元素的浸取率的变化如图,其原因是_______________。
(6)CuCl悬浊液中加入Na2S,发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq),该反应的平衡常数K =__________________[已知Ksp(CuCl)=1.2×10-6, Ksp(Cu2S)=2.5×10-43]。
工业上,从精制黑钨矿(FeWO4、MnWO4)中提取金属钨的一种流程如下图所示,该流程同时获取副产物Fe2O3和MnCl2。
已知:I.过程①~④中,钨的化合价均不变;
Ⅱ.常温下钨酸难溶于水;
Ⅲ.25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,Ksp [Mn(OH)2]=4.0×10-14
回答下列问题:
(1)上述流程中的“滤渣1”除MnO2外还有_____、“气体”除水蒸气、HCl外还有____(均填化学式);
(2)过程①中MnWO4参与反应的化学方程式为______;FeWO4参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________;
(3)已知WO3(s)+3H2(g)=W(s)+3H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
WO3(s)=WO3(g) ΔH=b kJ·mol-1
写出WO3(g)与H2(g)反应生成W(s)的热化学方程式:_______;
(4)过程⑦在25℃时调pH,至少应调至_______(当离子浓度等于1.0×10-5mol·L-1时,可认为其已沉淀完全);
(5)过程⑧要获得MnCl2固体,在加热时必须同时采取的一项措施是__________;
(6)钠钨青铜是一类特殊的非化学计量比化合物,其通式为NaxWO3,其中0<x<1,这类化合物具有特殊的物理化学性质,是一种低温超导体。应用惰性电极电解熔融的Na2WO4和WO2混合物可以制备钠钨青铜,写出WO42-在阴极上放电的电极反应式:___________。
氧化还原反应在生产生活中有着重要的应用。请按要求写出相应的方程式。
(1)ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下:
①写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式:________________________。
②写出ClO2发生器中的化学方程式,并标出电子转移的方向及数目:_____________。
(2)甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂,其工作原理的示意图如下:
请回答下列问题:
Pt(a)电极是电池的_______极,电极反应式为______________________;
(3)方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示,该电池的阳极反应式为______________________________________。
有一种节能的氯碱工业新工艺,将电解池与燃料电池相组合,相关流程如图所示(电极未标出)。回答下列有关问题:
(1)电解池的阴极反应式为_____________。
(2)通入空气一极的电极反应式为_____________。燃料电池中阳离子的移动方向是_____________ (“从左向右”或“从右向左”)。
(3)电解池中产生 2molCl2,理论上燃料电池中消耗标准状况下_____________LO2。
(4) a、b、c 由大到小的顺序为:_____________。
(5)二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,可由 KClO3在H2SO4存在下与 Na2SO3反应制得。请写出反应的离子方程式_____________
磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用,其工艺流程如下:
已知:碳酸锂在水中的溶解度,0℃时为1.54g,90℃时为0.85g,100℃时为0.71g。
(1)上述流程中至少需要经过______次过滤操作。
(2)“氧化”发生反应的离子方程式为__________;若用HNO3代替H2O2不足之处是_____。
(3)①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下,在Fe(OH)3悬浊液中,当溶液的pH=3.0时,Fe3+的浓度为________mol/L。
②实际生产过程中,“调节pH”生成沉淀时,溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如下表:
pH | 3.5 | 5.0 | 6.5 | 8.0 | 10.0 | 12.0 |
ω(Fe)/% | 66.5 | 79.2 | 88.5 | 97.2 | 97.4 | 98.1 |
ω(Li)/% | 0.9 | 1.3 | 1.9 | 2.4 | 4.5 | 8.0 |
则最佳的沉淀pH=________。
(4)“沉锂" 时的温度应选(填标号)______为宜,并用___洗涤(填“热水" 或“冷水")。
a.90℃ b.60 ℃ c.30 ℃ d.0 ℃
(5)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为________。
(6)工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4,该反应的化学方程式为________