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】
B4O72-+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:________。
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_____________