【題目】高純六水氯化鍶晶體(SrCl2·6H2O)可作有機合成的催化劑。用碳酸鍶礦石(含少量BaCO3、FeO、SiO2等雜質)制備高純六水氯化鍶晶體的過程如圖所示。
已知:
I.25℃,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38 ,Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-16
Ⅱ.SrCl2·6H2O晶體在61℃時開始失去結晶水,100℃時失去全部結晶水。
請回答:
(1)步驟①中將礦石制成漿液能加快反應速率的原因是_____________________________。
(2)在“漿液”中加入工業(yè)鹽酸,測得鍶的浸出率與溫度、時間的關系如圖所示:
據此合適的工業(yè)生產條件為_________________________。
(3)步驟②“溶液”中加入30%的H2O2,其作用是_____________________________(用離子方程式表示)。
(4)步驟③所得濾渣的主要成分除Fe(OH)3外,還有_______________________(填化學式);25℃,為使Fe3+沉淀完全需調節(jié)溶液pH值最小為_____________(當離子濃度減小至1.0×10-5mol·L-1時,可認為沉淀完全)。
(5)關于上述流程中各步驟的說法,正確的是___________(填標號)。
A.步驟④用60℃的熱水浴加熱蒸發(fā)至有晶膜出現(xiàn)
B.步驟④冷卻結晶過程中應通入HC1氣體
C.步驟⑤干燥SrCl2·6H2O晶體可以采用減壓干燥
(6)為測定所得SrCl2·6H2O(Mr=267)晶體樣品的純度,設計了如下方案:稱取1.10g樣品溶解于適量水中,向其中加入含AgNO31.70g的AgNO3溶液(溶液中除Cl-外,不含其它與Ag+反應生成沉淀的離子),C1-即被全部沉淀。然后用含Fe3+的溶液作指示劑,用0.100 mol·L-1的NH4SCN標準溶液滴定剩余的AgNO3溶液,使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出,當___________時達到滴定終點,用去NH4SCN溶液20.00 mL,則原SrCl2·6H2O晶體的純度為________________%(計算結果保留1位小數(shù))。
【答案】增大反應物接觸面積 40 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O SiO2 、BaSO4 3 AC 最后一滴NH4SCN溶液滴入,錐形瓶內試液變?yōu)榧t色,且半分鐘內不變色 97.1
【解析】
(1)根據影響化學反應速率的因素,增大接觸面積、或升高溫度、或增大鹽酸濃度、或充分攪拌等都能加快反應速率進行判斷;(2)根據圖1和圖2分析判斷;(3)由碳酸鍶礦石(含少量BaCO3、FeO、SiO2等雜質)粉碎加入水再加工業(yè)鹽酸后,FeO溶于鹽酸時生成亞鐵離子,雙氧水具有強氧化性,可以將亞鐵離子氧化為鐵離子,所以加30%的H2O2和稀硫酸后發(fā)生氧化還原反應,把Fe2+氧化為Fe3+,Ba2+和SO42-生成BaSO4沉淀,通過調節(jié)pH,使溶液中的Fe3+變成Fe(OH)3沉淀而除去;(4)根據溶度積進行求解;(5)根據題給信息分析作答;(6)根據實驗過程和關系式進行解答。
(1)根據影響化學反應速率的因素,增大接觸面積、或升高溫度、或增大鹽酸濃度、或充分攪拌等都能加快反應速率。步驟①中將礦石制成漿液,增大反應物接觸面積,能加快反應速率;答案:增大反應物接觸面積。
(2)在“漿液”中加入工業(yè)鹽酸,根據鍶的浸出率與溫度、時間的關系圖由圖1可知:40℃時鍶的浸出率最高,由圖2可知60min鍶的浸出率最高,所以工業(yè)生產合適的條件為40℃;60min;答案:40℃;60min。
(3)根據上述分析步驟②“溶液”中含有Fe2+,加入30%的H2O2和稀硫酸,會發(fā)生2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,H2O2起了氧化劑的作用;答案:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
(4)步驟③所得濾渣的主要成分除Fe(OH)3外,還有不溶于水和酸的SiO2固體,還會有過程中生成的BaSO4沉淀;25℃,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38 ,要使Fe3+完全沉淀,c3(OH-)= Ksp[Fe(OH)3]/ 1.0×10-5=1.0×10-38/1.0×10-5=1.0×10-33, 所以c(OH-)=1.0×10-11mol/L,c(H+)=1.0×10-3,即pH=3,要使Fe3+沉淀完全需調節(jié)溶液pH值最小為3。答案:SiO2 、BaSO4;3。
(5) SrCl2·6H2O晶體在61℃時開始失去結晶水,100℃時失去全部結晶水。A.步驟④用60℃的熱水浴加熱蒸發(fā)至有晶膜出現(xiàn),不會造成SrCl2·6H2O失去結晶水,又能加快速率,故A正確;B.因為Sr的金屬性很強,Sr2+在溶液中不會發(fā)生水解,所以步驟④冷卻結晶過程中不用通入HC1氣體,故B錯誤;C.步驟⑤干燥SrCl2·6H2O晶體采用減壓干燥可以減少SrCl2·6H2O晶體失水,故C正確;答案:AC。
(6) Fe3+為黃色,遇SCN-后溶液變紅;含Fe3+的溶液作指示劑,當?shù)稳胱詈笠坏?/span>NH4 SCN溶液時,錐形瓶內試液變?yōu)榧t色,且半分鐘內不變色,說明達到滴定終點。根據AgSCN~NH4SCN可知生成AgSCN的物質的量n=0.02L×0.100mol/L-1=0.002mol,與Cl-反應的Ag+為1.70g÷170g/mol- 0.002mol=0.008mol,根據SrCl2·6H2O~2Ag+可知n(SrCl2·6H2O)=0.004mol,SrCl2·6H2O晶體的純度=(0.004mol267g/mol)÷ 1.10g×100%=97.1%;答案:最后一滴NH4SCN溶液滴入,錐形瓶內試液變?yōu)榧t色,且半分鐘內不變色;97.1。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖是恒溫下某氣體參加的化學反應的反應速率隨反應時間變化的示意圖,下列敘述與示意圖不相符合的是
A. 反應達平衡時,正反應速率和逆反應速率相等
B. 該反應達到平衡態(tài)I后,增大反應物濃度,平衡發(fā)生移動,達到平衡態(tài)II
C. 該反應達到平衡態(tài)I后,增大反應物的壓強,平衡發(fā)生移動,達到平衡態(tài)II
D. 在平衡態(tài)I和平衡態(tài)II時,同一種反應物濃度不相等
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】探索二氧化碳在海洋中轉移和歸宿,是當今海洋科學研究的前沿領域。研究表明,溶于海水的二氧化碳主要以無機碳形式存在,其中HCO3-占95%?茖W家利用下圖所示裝置從海水中提取CO2,有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。
下列說法不正確的是
A. a室中OH-在電極板上被氧化
B. b室發(fā)生反應的離子方程式為:H+ + HCO3- = CO2↑ + H2O
C. 電路中每有0.2mol 電子通過時,就有0.2mol陽離子從c室移至b室
D. 若用氫氧燃料電池供電,則電池負極可能發(fā)生的反應為:H2 + 2OH- - 2e- =2H2O
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖為 A、B 元素的原子結構示意圖。下列說法錯誤的是( 。
A.B 的原子結構示意圖中 x 為 12
B.A 和 B 分別屬于非金屬元素和金屬元素
C.A 的原子和 B 的原子分別形成簡單離子的過程相同
D.A 與 B 可組成化學式為 BA2 的化合物
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某學習小組利用下圖裝置探究銅與濃H2SO4的反應(夾持裝置和A中加熱裝置已略,氣密性已檢驗)。
資料:微量Cu2+與過量NaOH溶液發(fā)生反應:Cu2++4OH =[Cu(OH)4]2,[Cu(OH)4]2溶于甘油形成特征的絳藍色溶液。
編號 | 實驗用品 | 實驗現(xiàn)象 | |
I | 10mL 15mol/L 濃H2SO4溶液 | 過量銅片 | 劇烈反應,品紅溶液褪色,150℃時銅片表面產生大量黑色沉淀,繼續(xù)加熱,250℃時黑色沉淀消失。 |
II | 10mL 15mol/L 濃H2SO4溶液 | 適量銅片 | 劇烈反應,品紅溶液褪色,150℃時銅片表面產生少量黑色沉淀,繼續(xù)加熱,250℃時黑色沉淀消失。 |
(1)A中反應的化學方程式是________。
(2)將裝置C補充完整并標明所用試劑________。
(3)實驗I中,銅片表面的黑色沉淀可能含CuO、Cu2S或CuS。為探究黑色沉淀的成分,取出反應后的銅片,用水小心沖洗后,進行下列操作:
i. 黑色沉淀脫落,一段時間后,上層溶液呈無色。 | ii. 開始時,上層溶液呈無色,一段時間后,上層溶液呈淡藍色。 |
甲認為通過上述兩個實驗證明黑色沉淀不含CuO,理由是________。
②乙同學認為僅通過顏色判斷不能得出上述結論,理由是______。需要增加實驗iii,說明黑色沉淀不含CuO,實驗iii的操作和現(xiàn)象是_______。
(4)甲同學對黑色沉淀成分繼續(xù)探究,補全實驗方案:
編號 | 實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 |
iv | 取洗凈后的黑色沉淀,加入適量_____溶液,加熱。 | 黑色沉淀全部溶解,試管上部出現(xiàn)紅棕色氣體,底部有淡黃色固體生成。 |
(5)用儀器分析黑色沉淀的成分,數(shù)據如下:
150℃取樣 | 230℃取樣 |
銅元素3.2g,硫元0.96g。 | 銅元素1.28g,硫元0.64g。 |
230℃時黑色沉淀的成分是__________。
(6)為探究黑色沉淀消失的原因,取230℃時的黑色沉淀,加入濃H2SO4,加熱至250℃時,黑色沉淀溶解,有刺激性氣味的氣體生成,試管底部出現(xiàn)淡黃色固體,溶液變藍。用化學方程式解釋原因____。
(7)綜合上述實驗過程,說明Cu和濃H2SO4除發(fā)生主反應外,還發(fā)生著其他副反應,為了避免副反應的發(fā)生,Cu和濃H2SO4反應的實驗方案是______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】國內某科技研究小組首次提出一種新型的Li+電池體系,原理示意圖如下。該體系正極采用含有I-、Li+的水溶液,負極采用固體有機聚合物,電解質溶液采用LiNO3溶液,聚合物陽離子交換膜作為隔膜將液態(tài)正極和固態(tài)負極分隔開(已知在水溶液中呈黃色)。下列有關判斷正確的是
A. 左圖是原電池工作原理圖
B. 放電時,Li+從右向左通過聚合物離子交換膜
C. 放電時,正極區(qū)電解質溶液的顏色變深
D. 充電時,陰極的電極反應式為:
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關說法正確的是
A. 298K時,反應2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能自發(fā)進行,則該反應的ΔH>0
B. 電解法精煉銅時,粗銅作陽極,精銅作陰極
C. 在硫酸鋇懸濁液中加入足量飽和Na2CO3溶液處理,向所得沉淀中加入鹽酸有氣體產生,說明Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)
D. 常溫下,pH均為5的鹽酸與氯化銨溶液中,水的電離程度相同
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【題目】已知某高能鋰離子電池的總反應為:2Li+FeS= Fe +Li2S,電解液為含LiPF6.SO(CH3)2的有機溶液(Li+可自由通過)。某小組以該電池為電源電解廢水并獲得單質鎳,工作原理如圖所示。
下列分析正確的是
A. 該鋰離子電池正極反應為FeS+2Li++2e-=Fe +Li2S
B. X與電池的Li電極相連
C. 電解過程中c(BaC12)保持不變
D. 若去掉陽離子膜將左右兩室合并,則X電極的反應不變
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