某校化学小组同学研究 Cu与H2SO4 溶液反应,小伟同学实验记录如下:
实验编号 | 实验操作 | 实验现象 |
Ⅰ | 取螺旋状铜丝在酒精灯上烧至红热,迅速伸入装有 10 mL 3 mol/L H2SO4溶液的试管中 | 产生大量白雾;溶液颜色变为浅蓝色;试管中出现红色浑浊 |
Ⅱ | 步骤一:取螺旋状铜丝在酒精灯上烧至红热, 迅速伸入装有10 mL蒸馏水的试管中; 步骤二:冷却后加入5 mL 3 mol/L H2SO4 | 步骤一:产生少量白雾;试管中出现黑色浑浊,略带红色 步骤二:浑浊全部为红色;溶液略显蓝色 |
(1)实验一:探究白雾的成分
①波波同学收集实验Ⅰ中白雾,加入品红溶液,溶液褪色,得出结论:白雾成分包含 SO2。可能是因为局部温度过高产生,写出有关化学方程式 ________。
②艳艳同学认为不妥,补充实验Ⅲ:
实验编号 | 实验操作 | 实验现象 |
Ⅲ | 步骤一:取品红溶液,加 3 mol/L H2SO4溶液,加热; 步骤二:收集实验Ⅰ中白雾,加入品红溶液,加热 | 步骤一:溶液褪色,加热无颜色变化; 步骤二:溶液褪色,加热无颜色变化 |
根据实验Ⅲ,可推断白雾成分是______,而并非SO2。
(2)实验二:探究红色固体的成分。经过分析,实验Ⅰ和实验Ⅱ中的红色浑浊成分相同。
(资料)Cu2O能溶在浓氨水中形成无色Cu(NH3)2+,很容易被氧气氧化为蓝色Cu(NH3)22+;Cu2O能与一定浓度的酸溶液发生反应:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O。
①写出Cu2O溶在浓氨水中的离子方程式 _______。
②对于红色浑浊的成分,谷哥设计实验并实施,证实了红色固体中只有Cu2O。他的实验是:将实验Ⅰ试管中固体过滤洗涤,得红色固体,__________。
③结合实验Ⅰ和Ⅱ,吉吉同学确定铜丝烧至红热时生成了______。
(3)实验三:探究红色固体不溶的原因。经过检验,实验Ⅰ和实验Ⅱ反应后的溶液均显酸性,对于体系中有Cu2O固体的原因:
龙校假设:在实验条件下,随着溶液酸性降低,Cu2O与酸无法反应。
乔博假设:在实验条件下,随着溶液酸性降低,Cu2O与酸反应速率变小。
邹邹同学继续实验:
实验编号 | 实验操作 | 实验现象 |
Ⅳ | 取Cu2O固体少量,加入到装有 10 mL3 mol/L H2SO4 溶液的试管中 | 溶液迅速变为蓝色;试管中出现少量亮红色固体 |
Ⅴ | 取Cu2O固体少量,加入到装有 10 mL 3 mol/L H2SO4 和少量CuSO4 (浅蓝色)的试管中 | 现象同Ⅳ |
Ⅵ | 重复实验Ⅰ,振荡试管,分为两等份。第一份立刻加入浓硫酸至 c(H2SO4)=3 mol/L;第二份静置 4 h之后,过滤,向固体中加入浓硫酸至 c(H2SO4)=3 mol/L | 第一份加酸后红色固体明显减少,溶液蓝色加深;第二份静置时,固体减少,溶液缓慢变为蓝色,固体加酸后无明显现象。 |
①实验Ⅴ的目的是 ______。
②通过以上实验,臧臧同学得出的结论是______。
今年6月比亚迪正式发布刀片电池,大幅度提高了电动汽车的续航里程可媲美特斯拉,刀片电池采用磷酸铁锂技术。可利用钛铁矿[主要成分为FeTiO3(难溶性亚铁盐),还含有少量MgO等杂质]来制备LiFePO4和Li4Ti5O12等锂离子电池的电极材料,工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出相应反应的离子方程式 _______。
(2)TiO2•xH2O沉淀与双氧水、氨水“反应”转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示:
反应温度过高时,Ti元素浸出率变化的原因是 ________。
(3)“滤液②”中含有的金属离子是 _______;加入双氧水和磷酸使Fe3+恰好沉淀完全,即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1,此时溶液中 c(PO43-)=________。(FePO4的 Ksp=1.3×10 -22)
(4)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式______。
(5)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为_____。
(6)作为刀片电池正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如图,则正极电极反应式是_________。
法匹拉韦是我国最早批准的可用于抗新冠肺炎临床试验的药物之一,而最新文献研究也证实了其对新型冠状病毒(2019-nCoV)表现出良好的体外抑制作用。F是合成法匹拉韦过程中的重要中间体,其合成路线如图:
已知:
i.R-CHO
ii.R-NH2 ++ H2O
(1)法匹拉韦包含的含氧官能团是 __________。
(2)A可以与Na2CO3反应产生CO2,B与NaOH反应的方程式是_______。
(3)反应①的反应物和条件是 __________。
(4)合成E分三步进行,③为取代反应,中间产物2和E互为同分异构体,请写出中间产物2和E的结构简式。
中间产物2___________E____________
(5)依据中间产物1的生成,判断反应②的目的是_________。
(6)在上述三步反应中,第二步反应除了生成中间产物2,还有另一个含有两个五元环的副产物,该副产物的结构简式为_________。
氰化法冶金过程中产生大量的含氰废水(主要包括CN-、Cu(CN)32-、SO32-等离子),可以通过沉淀——电解氧化法进行处理,某小组同学对该过程进行模拟。
资料1:溶液中存在平衡Cu(CN)32-CuCN↓+2CN-
资料2:2Cu2++4CN-=2CuCN ↓+(CN)2
(1)利用CuCl2溶液对含氰废水进行初步沉淀处理。溶液中总氰(CNT)、游离氰(CN-)的去除率随CuCl2加入量变化趋势如图所示。
CuCl2加入量对总氰(CNT)、游离氰(CN-)去除率的影响
①请用平衡移动原理解释,随着CuCl2加入量增大(3.0 g以前),溶液中总氰(CNT)、游离氰(CN-)的去除率变化趋势_________。
②在SO32-的作用下,CuCl2可将废水中的Cu(CN)32-直接转化为CuCN沉淀,该过程的离子方程式为__________。
(2)利用钛电极对沉淀后的废液中残留的CN-等离子进一步进行电解处理,在一定的电压下,在阳极观察到明显的气泡,经检验,其主要成分为N2和CO2。该小组同学实验时发现,若将(1)中沉淀剂CuCl2换为CuSO4,电解法几乎不能去除CN-。
①下列关于电解氧化法处理废水的说法正确的是__________。
A.阳极处观察到的气泡主要是由于 CN-在阳极放电产生的
B.电解结束之后,该小组同学在阴极处能回收金属铜
C.电解法处理过程中,Cu(CN)32-向阳极迁移
②CN-中包含碳氮三键,该离子中碳元素的化合价为 ______。
③请用化学用语解释电解过程中Cl-的作用:_________。
硅、锗(32Ge,熔点 937℃)和镓(31Ga)都是重要的半导体材料,在航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。锗与硅是同主族元素。
(1)硅在元素周期表中的位置是________。
(2)硅和锗与氯元素都能形成氯化物 RCl4(R代表Si和Ge),从原子结构角度解释原因 _______。
(3)自然界矿石中锗浓度非常低,因此从锗加工废料(含游离态锗)中回收锗是一种非常重要的方法。如图是一种提取锗的流程:
①NaClO 溶液浸取含锗废料中的锗时发生反应的离子方程式为_____;为了加NaClO 溶液浸取含锗废料的速率,可以采取的措施有_____。
②操作 1 和操作 2 是____。
③ GeO2 的熔点为 1086℃,利用氢气还原GeO2,每生成 146kg 的锗放出 akJ 的热量,该反应的热化学方程式为_______。
某学生探究0.25mol/L Al2( SO4)3溶液与0.5mol/L Na2CO3溶液的反应,实验如下:
下列分析不正确的是
A. 实验I中,白色沉淀a是Al(OH)3
B. 实验2中,白色沉淀b含有CO32-
C. 实验l、2中,白色沉淀成分不同的原因与混合后溶液的pH无关
D. 检验白色沉淀a、b足否洗涤干净,均可用盐酸酸化的BaCl2溶液