【化学——选修2:化学与技术】
某工厂用软锰矿(含MnO2约70% 及A12O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS)共同生产MnO2和Zn(干电池原料)。
已知:①A是的混合液。
②IV中的电解方程式为:
(l)A中属于还原产物的是________________________。
(2)加人MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用 ________________________。
II需要加热的原因是:____________________。C的化学式是 _______________。
(3)该生产中除得到MnO2和Zn以外,还可得到的副产品是_________________。
(4)如果不考虑生产中的损耗,除矿石外,需购买的化工原料是_____________。
(5)要从Na2SO4溶液中得到芒硝(Na2SO4·10H2O),需进行的操作有蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥等。
(6)从生产MnO2和Zn的角度计算,软锰矿和闪锌矿的质量比大约是__________。
以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含少量杂质SiO2)为原料炼铜的方法有不同的冶炼方法。火法炼铜:将辉铜矿(Cu2S)在空气中高温焙烧即可得到铜和一种还原性的气体。近年来,湿法炼铜有了新进展,科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。某工厂运用该原理生产铜和绿矾(FeSO4•7H2O)的工艺如下:
回答下列问题:
(1)火法炼铜发生的化学方程式:_________________________;
(2)湿发炼铜工艺流程中,为了提高酸浸时的进取率,本流程可采取的措施是________,试剂X为__________,其作用是_____________。
(3)试剂a为______________,试剂b为______________;
(4)配平反应1的化学方程式:____CuFeS2+___H2SO4+____O2=____CuSO4+____Fe2(SO4)3+____H2O
(5)已知:常温下Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。加入过量的试剂X调节pH=4时,可使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,则溶液中的c(Fe3+)=___________。若要此时不出现Cu(OH)2沉淀,则溶液中的Cu2+浓度最大不超过_________________。
煤的气化是高效、清洁的利用煤炭的重要途径之一。
(1)焦炭与水蒸气反应是将固体煤变为气体燃料的方法。已知:
① C(s)+ O2 (g) = CO2 (g) ΔH = -393.5 kJ·mol-1
② CO(g) + O2 (g) = CO2 (g) ΔH = -283.0 kJ·mol-1
③ H2(g) + O2 (g) = H2O (g) ΔH = -241.8 kJ·mol-1
则碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式是 ,该反应的化学平衡常数K随温度的升高将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)CO可以与H2O(g)进一步发生反应CO(g) + H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。在甲、乙两个恒容密闭容器中,起始时按照下表数据进行投料,在800℃时达到平衡状态,K=1.0。
| H2O | CO | CO2 | H2 |
甲 n/ mol | 0.10 | 0.30 | 0.10 | 0.50 |
乙 n/ mol | 0.20 | 0.20 | 0 | 0 |
起始时,甲容器中反应向 (填“正反应”或“逆反应”)方向进行;平衡时,乙容器中CO的转化率为 。
②右图表示上述反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况。则t2时刻发生改变的所有可能的条件是 。
(3)以CO为燃料制作燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入CO,电解质是熔融碳酸钠,工作时负极反应式为 ,若使用该电池电解熔融Al2O3制取10.8g Al,则理论上需要氧气的体积为(标准状况下) L。
氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②几种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图。
(1)加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为 _____。
(2)加入BaCl2的目的是除去SO42-,如何检验SO42-已沉淀完全? ___。
(3)加入NaClO3饱和溶液会发生如下反应:MgCl2+2NaClO3Mg(ClO3)2+2NaCl↓,请利用该反应,结合右图,制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为: ①取样,加入NaClO3饱和溶液充分反应,②蒸发结晶;③ ;④ ;⑤过滤、洗涤。
(4)将产品先用水洗涤,再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是___________________。
产品中Mg(ClO3)2·6H2O(其相对分子质量为299)含量的测定:
步骤1:准确称量3.50g产品溶解定容成100mL溶液。
步骤2:取10mL于锥形瓶中,加入10mL稀硫酸和20mL1.000mol/L的FeSO4溶液,微热。
步骤3:冷却至室温,用0.100mol/LK2Cr2O7溶液滴定至终点。此过程中反应的离子方程式为:
Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。
步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7溶液15.00mL。
(5)写出步骤2中发生的离子方程式_______________________。
(6)上述产品测定中需要检查是否漏液的仪器有_____________________。
步骤3中若滴定前不用标准液润洗滴定管,会导致最终结果偏___________(填“大”或“小”)。
(7)产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为 ______ 。(计算结果保留两位小数)
Al﹣H2O2电池可用于海上导航.该电池以碱性海水为电解质溶液,用铝和石墨做电极.下列说法正确的是( )
A.Al是该电池的正极 B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大 D.海水中的Cl﹣向正极移动
下列实验中,对应的现象以及实验目的都正确的是( )
选项 | 目的 | 实验 | 现象 |
A | 检验CO2气体中混有SO2 | 将气体通入盛有足量的澄清石灰水中的洗气瓶中 | 石灰水变浑浊 |
B | 检验黑色固体Fe3O4中含有+3价铁元素 | 将少量黑色固体加入盛有KSCN溶液的烧杯中 | 固体溶解,溶液呈血红色 |
C | 比较氯和碳的非金属性强弱 | 将碳酸钠溶液中滴入稀盐酸 | 有气泡产生 |
D | 验证氧化性:Fe3+>Cu2+ | 将一定量铜粉加到盛有一定体积的1.0mol•L﹣1Fe2(SO4)3溶液的试管中 | 铜粉溶解,溶液变蓝色 |