(15分)随着信息产业的高速发展和家用电器的普及,我国印刷电路板(PCB)的生产呈现急剧增长之势。废旧电路板的增多给我们带来了环境问题,目前我们台州大多采用32%~35%的FeCl3溶液溶解印刷线路板上的金属铜,从而进行对铜的回收和利用。经分析腐蚀废液中主要含有HCl 、FeCl2和CuCl2等溶质。
(1)用32%~35%的FeCl3溶液溶解印刷线路板上的金属铜的原理是
(用离子方程式表示): ▲ 。
(2)工业上有多种回收腐蚀废液中铜的方法,下面是常用的两种方法:
Ⅰ、电化学方法回收腐蚀废液中铜,则阳极(石墨)上的电极反应式为: ▲ 。
Ⅱ、工业上也可以用铁粉回收腐蚀废液中的铜:
①用铁粉回收铜的实验操作为 ▲ 。
②科学家对铁置换铜工艺的研究如下:
分别用还原铁粉、废铁屑和废铁屑在超声波粉碎处理下置换铜,将置换出的铜粉放入250mL烧杯中,加入120mL 1.5 mol·L-1的硫酸,水浴加热,控制温度在70 ℃ ,搅拌,在10、20、30、40、50、60min时,分别用吸管移取0.5g左右的铜于试管内,将上层清液倒回小烧杯中,用蒸馏水洗净试样,过滤,在105℃烘箱中烘干后测定铜粉中铁的含量。其结果如图所示。
已知a表示用还原铁粉置换铜的除铁效果,b表示用废铁屑置换铜的除铁效果,c表示用废铁屑在超声波下置换铜的除铁效果,你认为除铁效果最好的是 ▲ (填a、b或c),其原因是 ▲ 。
(3)工业上也可用腐蚀废液生成CuCl2·2H2O,从而进行对废液的利用,其工艺流程如下:
已知:pH ≥9.6时,Fe2+ 以Fe(OH)2 的形式完全沉淀; pH ≥6.4时,Cu2+ 以Cu(OH)2的形式完全沉淀; pH在3~4时,Fe3+ 以Fe(OH)3 的形式完全沉淀。
①试剂A最好应选用 ▲ 。
a.浓硫酸 b.Cl2 c.NaClO d.NaOH溶液
理由是 ▲ 。
②分析有关物质的溶解度曲线(如下图),为了获得CuCl2·2H2O晶体,对滤液B进行的操作是: ▲ 、 ▲ ,过滤得到产品。
③测定CuCl2·2H2O产品的质量分数可按下法:取2.000g产品,用水溶解后,加入60.00 mL 0.4000 mol·L-1的KI溶液(足量),充分反应后加入淀粉指示剂,用0.4000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,耗去此标准液25.00 mL时,刚好到达滴定终点。
已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
此产品中CuCl2·2H2O的质量分数为 ▲ 。
(14分)痛风是关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病,关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体,有关平衡如下:
① HUr(尿酸,aq) Ur-(尿酸根,aq) + H+(aq) (37℃时,Ka =4.0×10-6)
②NaUr(s) Ur-(aq) + Na+(aq)
(1)37℃时,0.5 L水中可溶解4.0×10-3 mol尿酸钠,此温度下尿酸钠的Ksp为 ▲ 。
(2)关节炎发作大都在脚趾和手指的关节处,这说明温度降低时,反应②的Ksp ▲ (填“增大”、“减小”或“不变”),生成尿酸钠晶体的反应是 ▲ (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)37℃时,某病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为2.0×10-3 mol·L-1,其中尿酸分子的浓度为4.0×10-4 mol·L-1,该病人尿液的pH为 ▲ 。
(4)常温下,将0.2 mol·L-1的HUr溶液和0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,若混合液体积等于两溶液体积之和,则混合液中下列关系正确的是 ▲ 。
A.c(HUr) > c(Ur-) B.pH > 7
C.c(Na+)=c(HUr)+c(Ur-) D.2 c(H+)=2 c(OH-)+[c(Ur-) -c(HUr)]
(5)试根据所学平衡知识说出一种防治关节炎的措施 ▲ 。
(6)已知如图所示t1时刻在尿酸钠的饱和溶液(晶体充足)中加适量水,试作出V溶解、V沉淀与时间关系的示意图
(14分)我国的“神舟”系列载人飞船的成功发射,标志着“炎黄子孙千年飞天梦想实现了”。航天器的升空需要推进剂,推进剂主要由可燃剂和氧化剂组成,根据化学物质的形态不同推进剂可分为固体推进剂和液体推进剂,它们一般由C、H、O、N中的一种或几种元素组成。请回答下列问题:
(1)已知某固体推进剂主要由可燃剂(聚丁二烯等)和氧化剂甲(一种由三种元素组成的盐)组成,则甲的化学式为 ▲ ,并用离子方程式表示甲的水溶液呈酸性的原因 ▲ 。
(2)已知某液体推进剂主要由可燃剂乙和氧化剂丙组成,乙和丙常温下呈液态,它们均为氢化物(氢与其他元素形成的二元化合物)且分子中含有相同的电子数,常温下,乙和丙可生成一种常见的液态化合物和一种常见的稳定单质,试写出该反应的化学方程式 ▲ 。另一种气态无色的氧化剂丁升温时(隔绝空气)迅速转化为红棕色气体,1mol乙在常温下与丁完全反应可放出Q kJ热量,产物与丙完全相同,试写出该反应的热化学方程式 ▲ 。
(3)根据上述原理,以下物质中不可能作为推进剂的是 ▲ 。
A.石油产品 B.尿素 C.液氟 D.高氯酸铵
(4)戊也可作液体推进剂的氧化剂,取19.6g化合物戊,隔绝空气加热使其完全分解,生成氮气、氧气和二氧化碳,生成的氮气折合成标准状况下的体积为4.48L,生成的二氧化碳气体被足量的澄清石灰水吸收,得到10.0 g沉淀,则戊的化学式为 ▲ 。
(5)请您设计一个实验方案,探究由上述四种元素组成的常见无机盐可能的成份 ▲ 。
相同温度下,体积均为0.5 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:
2XY2(g) + Y2(g) 2XY3(g) △H=-Q kJ·mol-1(Q>0)
实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示:
容器 编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
达平衡时体系能量的变化 |
||
XY2 |
Y2 |
XY3 |
||
① |
2 |
1 |
0 |
放热 0.25 Q kJ |
② |
1.2 |
0.6 |
0.8 |
|
下列叙述不正确的是
A.容器①、②中反应的平衡常数均为1/13.5
B.达到平衡时,两个容器中Y2的物质的量浓度均为1.5 mol·L-1
C.容器②中反应达到平衡时放出的热量为0.15 Q kJ
D.若容器①的其他条件不变,恒压下通入稀有气体,则达到平衡时放出的热量小于0.25 Q kJ
标准状况下分别向甲、乙、丙三个容器中加入30.0 mL同浓度的盐酸,再加入不同质量的由两种金属组成的同种合金粉末,测量放出气体的体积。另在甲、乙、丙三个容器中加入30.0 mL与盐酸同浓度的氢氧化钠溶液,再分别加入与上述实验相同质量的同种合金,测量放出气体的体积。所得数据如下表所示:
反应容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
合金的质量/g |
0.510 |
1.53 |
3.57 |
与盐酸反应产生气体的体积/L |
0.560 |
0.672 |
0.672 |
与氢氧化钠反应产生气体的体积/L |
0.336 |
x |
y |
根据表中数据不可能得出的结论是
A.盐酸的物质的量浓度为2 mol·L-1 B.合金可能由镁与铝组成
C.x=2.016 D.y=2.016
乙醇在甲烷菌的作用下可以转化为甲烷,有人对该反应曾做过如下的同位素实验(D、T为H的同位素):
在同样条件下,下列反应的产物分别为