1.(14分)某化学小组拟用粗氧化铜(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)制取无水氯化铜,其实验流程如下图所示:(1)步骤①中氧化铜与盐酸反应的离子方程式是。
(2)步骤①、③的过滤操作中,除用到铁架台(带铁圈)外,还需要使用的玻璃仪器是。
(3)已知:氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的pHFe3+ 1.9 3.2Fe2+7.0 9.0Cu2+ 4.7 6.7提供的试剂:a.NaOH b.H2O2 c.Na2CO3 d.CuO参照表中给出的数据和试剂,请回答:步骤②的目的是,反应的离子方程式是。
步骤③中调节溶液pH的范围是,试剂Y是(填字母)。
(4)步骤⑤要得到无水氯化铜,需要在干燥的HCl气流中加热CuCl2·2H2O,其原因是。
2.(14分)镁砂(MgO)是一种高温耐火材料。
下图是氨法制取高纯镁砂的部分工艺流程:请回答:(1)MgCl2•6H2O溶于水,溶液呈(填“酸性”、“中性”、或“碱性”)。
(2)写出氨气的电子式。
(3)蒸氨是将石灰乳通入氯化铵溶液中,并加热,写出该反应的化学方程式:。
(4)轻烧后的产物为。
(5)过滤洗涤主要是除去附着在固体表面的氯离子,检验沉淀已洗涤干净的方法是。
(6)氨化反应过程中反应的离子方程式为。
(7)已知向Mg(OH)2沉淀中滴加氯化铵溶液可观察到沉淀溶解,该实验应注意使用饱和氯化铵溶液、边滴加边振荡,试解释该反应发生的原理(用离子方程式表示和文字说明)。
3、KClO3在农业上用作除草剂,超细CaCO3广泛用于消光纸、无炭复写纸等。
某同学在实验室模拟工业过程,利用制乙炔产生的残渣制备上述两种物质,过程如下:Ⅰ.①电石与水反应的化学方程式是。
②残渣..中主要成分是Ca(OH)2 和。
电石水灰浆自然风干残渣Ⅱ. 将Ⅰ中的部分灰浆..配成浊液,通入Cl2 ,得到Ca(ClO3)2与CaCl2物质的量之比为1∶5 的溶液,反应的化学方程式是。
Ⅲ. 向Ⅱ所得溶液中加入KCl,发生复分解反应,经蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得KClO3晶体。
你认为能得到KClO3晶体的原因是。
Ⅳ. 将Ⅰ中的残渣..溶于NH4Cl溶液,加热,收集挥发出的气体再利用。
向所得CaCl2溶液中依次通入NH3、CO2,便可获得超细CaCO3,过程如下:①根据沉淀溶解平衡原理,解释残渣..中难溶盐的溶解原因。
② CaCl2溶液中通入两种气体后,生成超细CaCO3的化学方程式是。
③图示的溶液A可循环使用,其主要成分的化学式是。
4.(14分)铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的过程如下图所示。
已知:① NaFeO2遇水强烈水解。
② Cr2O72-+ H2O 2CrO42-+ 2H+请回答:(1)K2Cr2O7中Cr元素的化合价是。
(2)生成滤渣1中红褐色物质的反应的化学方程式是。
滤液1的成分除Na2CrO4外,还含有(填化学式)。
(3)利用滤渣2,可制得两种氧化物,其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属,该电解反应的化学方程式是。
(4)由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应采取的措施是。
(5)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加热浓缩、、过滤、洗涤、干燥。
(6)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是。
5.(12分)海水资源的利用具有广阔前景。
海水中主要离子的含量如下:成分含量/(mg∙L-1) 成分含量/(mg∙L-1)Cl-18980 Ca2+400Na+10560 HCO3-142SO42-2560 Br-64Mg2+1272残渣CaCl2溶液NH3CO2过滤、干CaCO3溶液ANH4Cl溶液(1)电渗析法淡化海水示意图如右图所示,其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。
①阳极主要电极反应式是。
②在阴极附近产生少量白色沉淀,其成分有和CaCO3,生成CaCO3的离子方程式是。
③淡水的出口为(填“a”、“b”或“c”)。
(2)利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下:①提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是,吸收塔中发生反应的离子方程式是。
用平衡移动原理解释通空气的目的是。
②从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是、过滤、洗涤、干燥;无水MgCl2制备Mg的方法。
③依据上述流程,若将10 m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为 L(忽略Cl2溶解)。
6.(15分)某电镀铜厂有两种废水需要处理,一种废水中含有CN-离子,另一种废水中含有Cr2O72-离子。
该厂拟定如图19所示的废水处理流程。
图19回答以下问题:(1)上述处理废水的流程中主要使用的方法是。
(2)②中使用的NaClO溶液呈碱性,用离子方程式解释原因。
(3)②中反应后无气体放出,该反应的离子方程式为。
(4)③中反应时,每0.4 mol Cr2O72-转移2.4 mol e-,该反应的离子方程式为。
(5)取少量待检水样于试管中,先加入NaOH溶液,观察到有蓝色沉淀生成,继续加入NaOH溶加入NaClO溶液①②③含CN-废水调整pH含CNO-废水含Cr2O72-废水调整pH加入Na2S2O3溶液含SO42-废继续处理待检水样④液,直到不再产生蓝色沉淀为止,再加入Na2S溶液,有黑色沉淀生成,且蓝色沉淀逐渐减少。
请你使用化学用语,结合必要的文字解释其原因。
7.(10分)工业上以锂辉石(Li2O·A12O3·4SiO2,含少量Ca、Mg元素)为原料生产碳酸锂。
其部分工艺流程如下:已知:①Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO 4(浓)Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O↓②某些物质的溶解度(S)如下表所示。
(1)从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。
则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是__ ____。
(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。
向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述)__ ____。
(3)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是。
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
① a中,阳极的电极反应式是___ ___。
② b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是__ ___。
8、高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性,是一种新型的绿色净水消毒剂。
工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠,生产过程如下:回答下列问题:T/℃20 40 60 80S(Li2CO3)/g 1.33 1.17 1.01 0.85S(Li2SO4)/g 34.2 32.8 31.9 30.7(1)氢氧化钠的电子式是________。
(2)经过步骤①后,加入NaOH 固体的原因是________。
(3)步骤②反应的离子方程式是________。
(4)从溶液Ⅰ中分离出Na 2FeO 4后,还有副产品Na 2SO 4 、NaCl ,则步骤③中反应的离子方程式为________。
(5)将一定量的Na 2FeO 4投入到pH 不同的污水中(污水中其余成分均相同),溶液中Na 2FeO 4浓度变化如下图曲线Ⅰ、Ⅱ所示,试推测曲线I 比曲线II 对应的污水pH ________(填“高”或“低”)。
(6)通过计算得知Na 2FeO 4的消毒效率(以单位质量得到的电子数表示)比氯气的_____(填“高”或“低”),用高铁酸钠代替氯气作净水消毒剂的优点是_____(答出两点即可)。
9. (15分)工业上,以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。
钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO 3),其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。
已知:TiOSO 4遇水会水解。
(1)步骤②中,用铁粉将Fe 3+转化为Fe 2+的反应的离子方程式为 。
钛铁矿硫酸 353K ①Fe 3+ Fe 2+ TiO 2+ H + SO 42-残渣铁粉 ②滤渣Fe 2+TiO 2+ H + SO 42-冷却结晶③ FeSO 4·7H 2OFe 2+ TiO 2+ H + SO 42-热水 ④H 2TiO 3固体煅烧 ⑤废液(主要含Fe 2+、TiO 2(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的 (填字母序号)。
a. 熔沸点差异 b. 溶解性差异 c. 氧化性、还原性差异 (3)步骤②、③、④中,均需用到的操作是 (填操作名称)。
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO 2+转化为H 2TiO 3的原理:。
(5)可以利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO 2)反应生产硫酸锰(MnSO 4,易溶于水),该反应的离子方程式为 。
(6)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF 2-CaO 作电解质,利用下图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。
①写出阳极所发生反应的电极反应式 :。
②在制备金属钛前后,CaO 的总量不变,其原 因是(请结合化学用语解释) 。
10、(14分)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将转化为Cr(OH)3沉淀除去。
已知:氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的pHFe 2+ 7.0 9.0 Fe 3+ 1.9 3.2 Cr 3+ 6.0 8.0(1)某含铬废水处理的主要流程如图-22所示:①初沉池中加入的混凝剂是K 2SO 4﹒Al 2(SO 4)3﹒24H 2O ,用离子方程式表示其反应原理是。
②反应池中发生主要反应的离子方程式是++5H +=2Cr 3+++4H 2O 。
根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH 溶液,此过程中发生主要反应的离子方程式是 、 。
证明Cr 3+沉淀完全的方法是 。
排放含的废水初沉池反应池沉淀池NaHSO 3H 2SO 4 NaOH 高分子混凝剂污泥处理 Cr(OH)3图-22(2)工业可用电解法来处理含废水。
实验室利用如图-23模拟处理含的废水,阳极反应式是Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式是2 H++2e-=H2↑。
Fe2+与酸性溶液中的反应的离子方程式是,得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从水的电离平衡角度解释其原因是。
用电解法处理该溶液中0.01mol时,至少得到沉淀的质量是 g。