【題目】利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3,還含有少量Al2O3、 MgO、SiO2等雜質(zhì))制備鐵紅工藝流程如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)還原焙燒后,Fe元素的化合價(jià)為__________。
(2)“酸浸”實(shí)驗(yàn)中,需加入絮凝劑沉淀雜質(zhì)。絮凝劑用量和過(guò)濾時(shí)間對(duì)鐵紅成份的影響如下表所示。由表可知,所采用的最佳實(shí)驗(yàn)條件為__________。
絮凝劑用量/×10-6t | 過(guò)濾時(shí)間min | Fe2O3含量% | SiO2含量% |
40 | 5 | 96.5 | 0.12 |
50 | 10 | 97.9 | 0.10 |
60 | 20 | 98.3 | 0.07 |
100 | 40 | 99.4 | 0.01 |
150 | 150 | 99.5 | 0.008 |
(3)若“合成”中c(Mg2+)=0.01mol/L,加入NH4HCO3(設(shè)溶液體積增加1倍),當(dāng)Fe2+恰好沉淀完全時(shí),溶液中c(Fe2+)=1.0×10-5mol/L,此時(shí)是否有MgCO3沉淀生成?_______(列式計(jì)算)。FeCO3、MgCO3的Ksp分別為3.2×10-11、3.0×10-8。
(4)“合成”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________.
(5)“合成”過(guò)程中溫度對(duì)亞鐵離子轉(zhuǎn)化率的影響如下圖,分析選擇反應(yīng)溫度為40℃的原因是________。
(6)“煅燒”中由FeCO3制備Fe 2O3的化學(xué)方程式為___________。
(7)本流程中,鋁元素是以________(填化學(xué)式)形式被除去的。
【答案】 +2 1.0×10-4t,40min 無(wú)沉淀生成,c(CO32-)=Ksp(FeCO3)/c(Fe2+)=3.2×10-11/10-5=3.2×10-6,Q= c(CO32-)×c(Mg2+)=3.2×10-6×0.01/2< Ksp(MgCO3) Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑ 溫度低于40℃,亞鐵離子轉(zhuǎn)化率較低;溫度高于40℃,亞鐵離子轉(zhuǎn)化率變化不大;溫度過(guò)高,碳酸氫銨易分解 4FeCO3 +O2 2Fe2O3+ 4CO2 Al(OH)3
【解析】(1)硫鐵礦燒渣中主要成分為Fe2O3,加炭黑還原焙燒,Fe元素的化合價(jià)降為+2價(jià)。
(2)由表中數(shù)據(jù)可得雖然絮凝劑用量越多、過(guò)濾時(shí)間越長(zhǎng),Fe2O3含量越高、SiO2含量越低,但是1.0×10-4t、40min條件與1.5×10-4t、150min條件相比,前者Fe2O3含量只比后者低0.1個(gè)百分點(diǎn),SiO2含量高0.002個(gè)百分點(diǎn),而絮凝劑用量和過(guò)濾時(shí)間,前者比后者明顯少,所以應(yīng)選擇最佳實(shí)驗(yàn)條件為:1.0×10-4t、40min。
(3)因?yàn)?/span>c(CO32-)=Ksp(FeCO3)÷c(Fe2+)=3.2×10-11÷10-5=3.2×10-6,所以Q(MgCO3)=c(CO32-)×c(Mg2+)=3.2×10-6××0.01<Ksp(MgCO3)=3.0×10-8,故無(wú)MgCO3沉淀生成。
(4)結(jié)合流程并根據(jù)題意,向含Fe2+的溶液中加入NH4HCO3,生成了FeCO3沉淀,根據(jù)原子守恒和電荷守恒,還應(yīng)生成H2O和CO2,故“合成”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑。
(5)由圖可得,溫度低于40℃時(shí),亞鐵離子的轉(zhuǎn)化率較低;溫度高于40℃,亞鐵離子轉(zhuǎn)化率變化不大;而溫度過(guò)高碳酸氫銨容易分解,所以合成過(guò)程中選擇反應(yīng)溫度為40℃。
(6)在空氣中煅燒FeCO3,FeCO3分解,+2價(jià)鐵會(huì)被氧化成+3價(jià)鐵的化合物,所以生成物為:Fe2O3和CO2,故“煅燒”中由FeCO3制備Fe2O3的化學(xué)方程式為:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。
(7)本流程中酸浸時(shí)Al2O3轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Al3+,加NH4HCO3時(shí),Al3+會(huì)與HCO3-雙水解轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Al(OH)3,由此可得鋁元素是以Al(OH)3形式被除去的。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下。向20.00mL0.1mol/LHA溶液中滴入0.1mol/LNaOH溶液,溶液中由水電離出的氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)[-lgc水(H+)]與所加NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是
A. 常溫下,Ka(HA)約為10-5
B. M、P兩點(diǎn)溶液對(duì)應(yīng)的pH=7
C. b=20.00
D. M點(diǎn)后溶液中均存在c(Na+)>c(A-)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各組物質(zhì)的沸點(diǎn),按由低到高順序排列的是 ( )
A. NH3、CH4、NaCl、Na
B. H2O、H2S、MgSO4、SO2
C. CH4、H2O、NaCl、SiO2
D. Li、Na、K、Rb、Cs
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硫、鋅及其化合物用途非常廣泛;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)基態(tài)鋅原子的價(jià)電子排布式為____________________;鋅的第二電離能I2(Zn)小于銅的第二電離能I2(Cu),其原因是____________________________________。
(2)O和S處于同一主族。H2O及H2S中,中心原子的雜化方式相同,鍵長(zhǎng)及鍵角如圖所示。
①H2O分子中的鍵長(zhǎng)比H2S中的鍵長(zhǎng)短,其原因是___________________________。
②H2O分子中的鍵角∠HOH比H2S分子中的鍵角∠HSH大,其原因是_________________。
(3)單質(zhì)硫與熱的NaOH濃溶液反應(yīng)的產(chǎn)物之一為Na2S3。S32-的空間構(gòu)型為_________,中心原子的雜化方式為_________________。
(4)噻吩()廣泛應(yīng)用于合成醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料工業(yè)。
①噻吩分子中含有_______個(gè)σ鍵,分子中的大π鍵可用符號(hào)表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為),則噻吩分子中的大π鍵應(yīng)表示為______________。
②噻吩的沸點(diǎn)為84℃,吡咯()的沸點(diǎn)在129~131℃之間,后者沸點(diǎn)較高,其原因是__________________________________。
(5)硫化鋅是一種半導(dǎo)體材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①已知A點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(0,0,0);B點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(,0,),則C點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為__________。
②硫化鋅晶體的密度為4.05g·cm-3,晶胞邊長(zhǎng)為anm,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,則a=_________(列出計(jì)算表達(dá)式即可)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在下列反應(yīng)中,HCl作氧化劑的是( 。
A.NaOH+HCl=NaCl+H2O
B.Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
C.MnO2+4HCl(濃) MnCl2+2H2O+Cl2↑
D.CuO+2HCl=CuCl2+H2O
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】X元素的1個(gè)原子失去2個(gè)電子,被Y元素的2個(gè)原子各獲得1個(gè)電子,形成離子化合物Z,下列說(shuō)法中不正確的是 ( )
A. 固態(tài)Z是離子晶體
B. Z可以表示為X2Y
C. 固態(tài)Z熔化后能導(dǎo)電
D. X可形成+2價(jià)陽(yáng)離子
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò),下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A. 銅電極上發(fā)生還原反應(yīng)
B. 電池工作一段時(shí)間后,c(SO42-)向鋅電極移動(dòng),甲池的c(SO42-)增大
C. 電池工作一段時(shí)間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加
D. 電流的方向:由銅電極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線(xiàn)流向鋅電極
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Cu、Fe、Se、Co、Si常用于化工材料的合成。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)鐵離子(Fe3+)最外層電子排布式為______,其核外共有______種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。Fe3+比Fe2+更穩(wěn)定的原因是____________________________________。
(2)硒為第四周期元素,相鄰的元素有砷和溴,則三種元素的電負(fù)性從大到小的順序?yàn)?/span>________(用元素符號(hào)表示)。
(3)Na3[Co(NO2)6]常用作檢驗(yàn)K+的試劑,在[Co(NO2)6]3-中存在的化學(xué)鍵有____、_____。
(4)C與N能形成一種有毒離子CN-,能結(jié)合Fe3+形成配合物,寫(xiě)出一個(gè)與該離子互為等電子體的極性分子的分子式_____,HCN分子的空間構(gòu)型為____________。
(5)單晶硅的結(jié)構(gòu)與金剛石的結(jié)構(gòu)相似,若將金剛石晶體中一半的C原子換成Si原子且同種原子間不成鍵,則得如圖所示的金剛砂(SiC)結(jié)構(gòu)。
在SiC晶體中,C原子的雜化方式為_________,每個(gè)Si原子被_______個(gè)最小環(huán)所共有。
(6)已知Cu的晶胞結(jié)構(gòu)如圖,棱長(zhǎng)為acm,又知Cu的密度為pg/cm3,則用a、p的代數(shù)式表示阿伏伽德羅常數(shù)為____mol-1。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在鐵和銅的混合物中,加入一定量的稀硝酸,使之充分反應(yīng),剩余金屬m1g,再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振蕩后,剩余金屬m2 g,則m1與m2關(guān)系是( )
A.m1一定大于m2
B.m1可能小于m2
C.m1可能等于m2
D.m1一定等于m2
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