(15分)硅孔雀石的主要成分为CuCO3•Cu(OH)2和CuSiO3•2H2O,还含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。以硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下:
部分氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表
氢氧化物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
开始沉淀的pH | 3.3 | 1.5 | 6.5 | 4.2 |
完全沉淀的pH | 5.2 | 3.7 | 9.7 | 6.7 |
请回答下列问题:
(1)滤渣B的主要成分是 (用化学式表示);判断本实验能否调节溶液pH使杂质完全除去而不损失Cu2+,并简述理由 。
(2)用离子方程式表示加入绿色氧化剂A的作用 。
(3)可向滤液A中加入 (填字母)调节PH以除去杂质
a.氨水 b.氧化铜 c.氢氧化钠 d.氢氧化铜
(4)从滤液B中提取胆矾的操作包括 、用乙醇洗涤、用滤纸吸干等。
(5)测定产品纯度和胆矾中结晶水数目
①沉淀法测定产品纯度
取一定质量的样品溶于蒸馏水,加入足量的BaCl2溶液和稀硝酸,过滤、洗涤、干燥、称重,实验结果发现测得的产品纯度偏高,可能的原因是 填字母)
a.产品失去部分结晶水 b.产品中混有CuCl2•2H2O
c.产品中混有Al2(SO4)3•12H2O d.产品中混有Na2SO4
②差量法测得结晶水数目
取ag样品盛装在干燥的坩锅里,灼烧至结晶水全部失去,称得无水硫酸铜的质量b g,则胆矾(CuSO4•nH2O)中n值的表达式为 。
(15分)硫酸亚铁铵是一种浅蓝绿色晶体,俗称摩尔盐。其化学式为:FeSO4•(NH4)2SO4•6H2O硫酸亚铁在空气中易被氧化,而形成摩尔盐后就稳定了。硫酸亚铁铵可由硫酸亚铁与硫酸铵等物质的量混合制得。三种盐的溶解度(单位为g/100g水)如下表:
温度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 70 |
(NH4)2SO4 | 73.0 | 75.4 | 78.0 | 81.0 | 84.5 | 91.9 |
FeSO4•7H2O | 40.0 | 48.0 | 60.0 | 73.3 | - | - |
摩尔盐 | 18.1 | 21.2 | 24.5 | 27.9 | 31.3 | 38.5 |
如图是模拟工业制备硫酸亚铁铵晶体的实验装置
回答下列问题:
Ⅰ.(1)先用30%的氢氧化钠溶液煮沸废铁屑(含少量油污、铁锈、FeS等),再用清水洗净,用氢氧化钠溶液煮沸的目的是 。将处理好的铁屑放入锥形瓶中,加入稀硫酸,锥形瓶中发生反应的离子方程式可能为 (填序号)
A.Fe + 2H+=Fe2+ +H2↑ B.Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
C.2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ D.2Fe3++Fe=3Fe2+
(3)利用容器②的反应,向容器①中通入氢气,应关闭活塞 ,打开活塞 (填字母)。容器③中NaOH溶液的作用是 ;向容器①中通人氢气的目的是 。
Ⅱ.待锥形瓶中的铁屑快反应完时,关闭活塞B、C,打开活塞A,继续产生的氢气会将锥形瓶中的硫酸亚铁(含极少部分未反应的稀硫酸)压到饱和硫酸铵溶液的底部。在常温下放置一段时间,试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵。硫酸亚铁与硫酸铵溶液混合就能得到硫酸亚铁铵晶体,其原因是 ;从容器①中分离并得到纯净硫酸亚铁铵晶体的操作方法是 。
Ⅲ.制得的硫酸亚铁铵晶体中往往含有极少量的Fe3+,为测定晶体中Fe2+的含量,称取一份质量为20.0g的硫酸亚铁铵晶体样品,制成溶液。用0.5mo1/LKMnO4溶液滴定,当溶液中Fe2+全部被氧化,MnO‾4被还原成Mn2+时,耗KMnO4溶液体积20.00mL.滴定时,将KMnO4溶液装在 (填酸式或碱式)滴定管中,判断反应到达滴定终点的现象为 ;晶体中FeSO4的质量分数为 。
(14分)氮和硫的化合物对大气都有严重污染,据所学化学反应原理回答下列问题:
(1)NO2与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时发生反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) ∆H = a KJ/mol
则该反应为 反应(填放热或吸热),产物ClNO的结构式为 。
(2)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol/L的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为 (已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol/L,CH3COOH的电离常数K a=1.7×10-5mol/L,可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a.向溶液A中加适量水 b.向溶液A中加适量NaOH
c.向溶液B中加适量水 d.向溶液B中加适量NaOH
(3)若将SO2,NO2,O2按4:4:3通入水中充分反应,写出总的离子方程式 。
(4)向氨水中通入过量的H2S,所得溶液M中溶质的电子式为 ;取0.2mol/L的NaOH溶液与0.1mol/L的M溶液等体积混合,加热至充分反应后,待恢复至室温,剩余溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ,此时测得溶液的pH=12,则此条件下M溶液中阴离子的电离平衡常数Ka= (提示:若涉及多元弱酸的电离或多元弱酸根离子的水解,均只考虑第一步电离或水解)
(14分)丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知:①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O (l)△H1=﹣2741.8kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=﹣566kJ/mol
(1)反应C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) 的△H= 。
(2)现有1mol C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成1mol CO和2mol CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=+41.2kJ/mol
①下列事实能说明该反应达到平衡的是 。
a.体系中的压强不发生变化
b.V正(H2)=V 逆(CO)
c.混合气体的平均相对分子质量不发生变化
d.CO2的浓度不再发生变化
②5min后体系达到平衡,经测定,H2为0.8mol,则v(H2O)= ;此时该反应的平衡常数K为 。
③向平衡体系中充入少量CO则平衡常数K (填“增大”、“减小”或“不变”)
依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丙烷气体;燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在其内部可以传导O2﹣,电池内部O2﹣由 极移向 极(填“正”或“负”);电池的负极电极反应式为 。
(3)用上述燃料电池和惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液.电解开始后阴极区的现象为 。
下列叙述错误的是
A.常温下,将pH=11的氨水和pH=3的盐酸等体积混合后,所得溶液中各离子浓度的关系是c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液产生沉淀,平衡后的溶液中:
(Ba2+)×c(SO42-)>Ksp(BaSO4);c(Ba2+)>c(SO42-)
C.某二元酸的电离方程式为H2B=H++HB-,HB-H++B2-,所以NaHB溶液呈酸性
D.等浓度的NH4HSO4、NH4Cl、NH3.H2O溶液中c(NH4+)逐渐减小
我国知名企业比亚迪公司开发了具有多项专利的锂钒氧化物二次电池,其成本较低,对环境无污染,能量密度远远高于其他电池,电池总反应为V2O5 + xLi LixV2O5。下列说法合理的是
A.电池在放电时,Li+向负极移动
B.锂在放电时作正极,充电时作阳极
C.该电池充电时阳极的反应为LixV2O5 _ xe-=V2O5 + xLi+
D.V2O5只是锂发生反应的载体,不参与电池反应