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硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是M...

硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取七水硫酸镁的工艺流程如下:

回答下列问题:

(l)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为__________

(2)Na2B4O7易溶于水,也易发生水【解析】
B
4O72-+7H2O4H3BO3(硼酸)+2OH-(硼酸在常温下溶解度较小)。写出加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式:______________

(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸但能溶于热浓盐酸的黑色固体,写出生成黑色固体的离子方程式____________

(4)加入MgO的目的是___________________

(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:

温度(℃)

溶解度(g)

40

50

60

70

MgSO4

30.9

33.4

35.6

36.9

CaSO4

0.210

0.207

0.201

0.193

 

“操作A”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明“操作A”步骤为____________________

(6)硼砂也能在工业上制取NaBH4,NaBH4被称为有机化学中的“万能还原剂”。

①写出NaBH4的电子式:___________

②“有效氢含量”可用来衡量含氢还原剂的还原能力,其定义是:每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力。NaBH4的有效氢含量为_________(保留两位小数)。

③在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式:________

 

+3 Na2B4O7+H2SO4+5H2O=Na2SO4+4H3BO3↓ ClO- +Mn2++H2O=MnO2+Cl-+2H+ 调节溶液的pH值,使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去 蒸发浓缩、趁热过滤 0.21 BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH- 【解析】(1)设B的化合价为x价,根据化合物中各元素化合价代数和为零可得,,解得,所以中的化合价为+3价。 (2)Na2B4O7易溶于水,也易发生水【解析】 B4O72-+7H2O4H3BO3(硼酸)+2OH-(硼酸在常温下溶解度较小)。加入硫酸时促进了B4O72-的水解,所以Na2B4O7与硫酸发生反应的化学方程式:Na2B4O7+H2SO4+5H2O=Na2SO4+4H3BO3↓。 (3)由硼镁泥的成分推断可知,不溶于稀盐酸但能溶于浓盐酸的黑色固体为,即被氧化成,则其反应离子方程式为。(4)属于碱性氧化物,能够与溶液中的反应,从而改变溶液的值,因此可通过改变加入量来调节溶液的,达到使以沉淀的形式除去的目的。 (5)因为CaSO4 微溶于水,MgSO4 易溶于水,“操作A”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,操作A采用结晶的方法除去CaSO4,步骤为蒸发浓缩、趁热过滤。 (6)①写出NaBH4的电子式 ②中显-1价,中显0价,两者的还原产物均为(显+1价), 的可以失去电子,可以失去电子,则的的还原能力等价于的,则根据“有效氢含量”的定义可知,的有效氢含量为。 ③在NaBO2 中,B的化合价为+3,中B化合价为+5,在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2,制硼氢化钠的电极反应式:BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH-。答案为BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH-。  
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有关元素WXYZ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)YZ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________

 

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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:

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回答下列问题:

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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]。

 

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工业上,从精制黑钨矿(FeWO4MnWO4)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Fe2O3MnCl2

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]=1.0×1038Ksp [Mn(OH)2]=4.0×1014

回答下列问题:

1)上述流程中的滤渣1”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·mol1

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写出WO3(g)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1.0×105mol·L1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__________

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(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:

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(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______________________

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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:

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(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

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(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 KClO3H2SO4存在下与 Na2SO3反应制得。请写出反应的离子方程式_____________

 

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