镓(31Ga)、锗(32Ge)都是重要的稀有金属,在化学催化剂、半导体材料、新能源等领域应用广泛,可从锗煤燃烧后的粉煤灰(含 Ga2O3、GeO2、SiO2、Al2O3)中提取, 部分流程如下:
已知:
物质 | GaCl3 | GeCl4 | AlCl3 |
沸点/℃ | 201 | 84 | 183(升华) |
(1)滤渣的主要成分为_____。
(2)①中发生的反应有 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Ga2O3+6H+=2Ga3++3H2O 和_____。
(3)操作 a 的名称是_____,②中控制温度的范围是_____(填字母序号)。
a.20~84℃ b.84~183℃ c.84~201℃
(4)④中发生反应的化学方程式是__________________________________________。
(5)镓能与沸水剧烈反应生成氢气,锗在加热条件下与盐酸或稀硫酸不反应。从原子结构角度解释其原因:______________________
(6)用浓盐酸酸化的磷酸三丁酯(TBP)可以从残液中萃取 Ga3+,相关反应为:TBP+GaCl3+HCl TBPH+·GaCl。用稀 NaOH 溶液对有机相进行反萃取,用盐酸调节反萃取液 pH 至 5~6,然后升温至 85~95℃水解得到 Ga(OH)3,经后续处理得到粗镓。结合化学用语解释用稀 NaOH 溶液对有机相进行反萃取的原因:_________________。
(7)电解法可以提纯粗镓,具体原理如图所示。镓在阳极溶解生成的 Ga3+与 NaOH 溶液反应生成 GaO ,GaO 在阴极放电的电极反应式是_____________________。
金属冶炼、电镀、电路板生产等过程会产生大量的 Cu2+,Cu2+是一种重金属离子,严重影响水生动植物的生长发育,对人体健康也有很大危害,必须经过处理达标后方可排放。某电路板生产企业的水质情况及国家允许排放的污水标准如下表:
项目 | 废水水质 | 排放标准 |
pH | 1.0 | 6~9 |
Cu2+(mg/L) | 1470 | ≤0.5 |
氨氮(mg/L) | 2632 | ≤15 |
Ⅰ.为研究上述废水中 Cu2+的处理方法并实现 Cu 的资源化回收,有研究者进行了如下实验: 向一定体积的废水中加入一定量废铁屑和焦炭粉,置于搅拌器上搅拌 90min、静置,经分析测得上清液中铜含量约为 72mg/L;滤出上清液,向滤液中加入一定量 FeS 固体,充分搅拌后静置,经分析测得其中铜含量已经达标。
(1)在 pH=1.0 的废水中,氨氮的主要存在形式是_____(用化学式表示)。
(2)①加入废铁屑后,废水中的铜含量明显减少,反应的离子方程式是_____
②加入焦炭可以加快反应速率,原因是_________________________________
(3)结合化学用语解释加入 FeS 固体使废水达标的原因_________________________。
(4)在处理废水过程中使用的铁粉会因表面布满一层铜膜而失效,因此要对失效的铁粉进行活化处理,同时回收铜。处理方法为:用一定浓度的氨水浸泡包覆铜膜的铁粉,露置在空气中一段时间后,可以将表面的 Cu 转化为[Cu(NH3)4]2+与铁粉分离。
请写出 Cu 转化为 [Cu(NH3)4]2+的离子方程式:_____。
Ⅱ为研究废水处理的最佳 pH,取五份等量的 I 中上清液, 分别用 30%的 NaOH 溶液调节 pH 值至 8.5、9、9.5、10、11,静置后,分析上层清液中铜元素的含量。实验结果如图所示。查阅资料可知:Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+ + 2OH-。
(5)根据实验结果,你认为最佳的 pH 约为_____________________________。结合资料解释实验结果呈图中 b~d 段曲线所示的原因:_________________________。
硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含 Mg2B2O5·H 2O、SiO2 及少量 Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
已 知 :H3BO3+H2O H++B(OH),Ka = 5.81×10 −10
(1)“吸收”过程中反应的化学方程式为_________________________________。
(2)“滤渣 1”的主要成分有_____。
(3)为检验“过滤 1”后的滤液中是否含有 Fe3+离子,可选用的化学试剂是____________________________。
(4)在“过滤 2”前,将溶液 pH 调节至 3.5,目的是_____。
(5)在“沉镁”中生成 Mg(OH)2·MgCO3 沉淀的离子方程式为________________________________________________。
在药物制剂中,抗氧剂与被保护的药物在与发生反应时具有竞争性,抗氧性强弱主要取决于其氧化反应的速率。、和是三种常用的抗氧剂。下列说法中,不正确的是
已知:溶于水发生反应:
实验用品 | 实验操作和现象 |
①溶液 ②溶液 ③溶液 | 实验1:溶液①使紫色石蕊溶液变蓝,溶液②使之变红。 实验2:溶液①与反应,保持体系中浓度不变,不同pH条件下,随反应时间变化如图所示。 实验3:调溶液①②③的pH相同,保持体系中浓度不变,测得三者与的反应速率相同。 |
A.溶液显碱性,原因是:
B.溶液中的电离程度大于水解程度
C.实验2说明,在时抗氧性最强
D.实验3中,三种溶液在pH相同时起抗氧作用的微粒种类和浓度相同,因此反应速率相同
在 3 个体积均为 2.0 L 的恒容密闭容器中,反应H2O(g) + C(s)CO(g) + H2(g) ΔH > 0分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法正确的是
容器 | 温度 (T1>T2) | 起始时物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | |||
n(H2O) | n(C) | n(CO) | n(H2) | n(CO) | ||
I | T1 | 0.5 | 1 | 0 | 0 | 0.25 |
II | T1 | 1 | 1 | 0 | 0 | x |
III | T2 | 0 | 0 | 0.5 | 0.5 | y |
A.当温度为 T1时,该反应的化学平衡常数值为 0.25
B.若 5min 后容器 I 中达到平衡,则 5min 内的平均反应速率:v(H2) = 0.05mol·L-1·min-1
C.达到平衡时,容器 II 中H2O的转化率比容器 I 中的小
D.达到平衡时,容器 III 中的 CO 的转化率小于 50%
在大试管内将足量NaHCO3加热到 200℃,将产生的混合气体通入到盛有1.87 g Na2O和Na2O2的密闭容器中,待Na2O和Na2O2全部反应后,得到标准状况下224 mL O2;再将反应后密闭容器内的固体全部溶于水配成 100 mL 溶液。下列说法正确的是
A.Na2O和Na2O2 均为碱性氧化物
B.参加反应的NaHCO3物质的量为 0.04 mol
C.反应过程中总共转移 0.04 mol 电子
D.配成的 100 mL 溶液中 c(Na+) = 0.5 mol/L