【題目】某工廠的廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe和Al,此外還含有少量Al2O3和Fe2O3,為探索工業(yè)廢料的再利用,某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如下實驗流程,用該工廠的合金廢料制取氯化鋁、綠礬晶體(FeSO4·7H2O)和膽礬晶體。
請回答:
(1)寫出步驟Ⅰ反應(yīng)的離子方程式:____________________________。
(2)試劑X是______________。溶液D是______________。
(3)在步驟Ⅱ時,用如圖裝置制取CO2并通入溶液A中。一段時間后,觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀會逐漸減少。為避免固體C減少,可采取的改進措施是_____________________。
(4)由固體F制取硫酸銅溶液,通常有兩種方案:
方案一:將固體F在加熱條件下與濃硫酸反應(yīng);
方案二:將固體F投入熱的稀濃硫酸中,然后通入氧氣;
方法一的缺點為:_________________________________________________。
(5)工業(yè)上常用溶液E制得凈水劑Na2FeO4,流程如下:
①測得溶液E中c(Fe2+)為0.2 mol·L-1,若要處理1 m3溶液E,理論上需要消耗25%的H2O2溶液_______kg。
②寫出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的離子方程式______________。(已知NaClO還原為NaCl)
【答案】2Al+2H2O+2OH-===2AlO2-+3H2↑ Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O 稀硫酸(或稀H2SO4) NaHCO3溶液 在a和b間加一個盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶,除去HCl 產(chǎn)生污染氣體二氧化硫 13.6 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO42-+3Cl-+5H2O
【解析】
金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應(yīng),鋁可與氫氧化鈉反應(yīng),用含有鋁、鐵和銅的合金制取氯化鋁、綠礬晶體(FeSO47H2O)和膽礬晶體流程為:合金中鋁、氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng),所得濾液A為NaAlO2溶液,經(jīng)途徑Ⅱ與足量二氧化碳發(fā)生AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,反應(yīng)可生成氫氧化鋁固體C,生成的氫氧化鋁再和鹽酸反應(yīng)生成AlCl3,得到AlCl3溶液;溶液D為碳酸氫鈉溶液;
濾渣B為Fe和Cu的化合物,加入足量稀硫酸,得到的濾液E為FeSO4,經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到綠礬,濾渣F為Cu,可用于制備膽礬,以此解答該題。
(1)在廢金屬屑中含有Cu、Fe、Al、Al2O3、Fe2O3,當(dāng)加入過量NaOH溶液時,只有Al、Al2O3可以發(fā)生反應(yīng),所以步驟Ⅰ反應(yīng)的離子方程式是2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑; Al2O3+ 2OH-= 2AlO2-+H2O;
(2)把混合物過濾,得到的固體B中含有Cu、Fe、Fe2O3,向其中加入過量的稀硫酸,發(fā)生反應(yīng):Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;Fe2(SO4)3+Fe= 3FeSO4;Fe2(SO4)3+Cu= 2FeSO4+ CuSO4 ; Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑;試劑X是H2SO4;過濾得到濾液E含有FeSO4、CuSO4;固體F中含有Cu,用熱的濃硫酸溶解得到CuSO4溶液,也可以用固體F繼續(xù)加入熱的稀H2SO4,同時不斷鼓入空氣,固體溶解得CuSO4溶液;(3)溶液A中含有NaOH、NaAlO2;向其中通入過量的CO2,發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Al(OH)3沉淀和可溶性物質(zhì)NaHCO3,溶液D是NaHCO3,固體C是Al(OH)3沉淀,用鹽酸溶解得到AlCl3;然后在HCl的氣氛中加熱蒸發(fā)得到無水AlCl3;
(3)在步驟Ⅱ時,用如圖裝置制取CO2并通入溶液A中。一段時間后,觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀會逐漸減少,這是由于濃鹽酸有揮發(fā)性,在制取的CO2氣體中含有雜質(zhì)HCl。為了避免固體C減少,可采取的改進措施是a,b間加一個盛有飽和NaHCO3的洗氣瓶,除去HCl;
(4)用固體F繼續(xù)加入熱的稀H2SO4,同時不斷鼓入空氣,固體溶解得CuSO4溶液;反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cu+O2+ 2H2SO4=2CuSO4+2H2O;
(5)①Fe2+與H2O2反應(yīng)的方程式是:2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O,由于n(Fe2+)=0.2 mol/L×1×103 L=200mol,則根據(jù)方程式可知需要H2O2的物質(zhì)的量是100mol,所以理論上需要消耗的H2O2溶液=13600g=13.6Kg;②根據(jù)圖示可知由Fe(OH)3制取Na2FeO4的離子方程式是2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO42-+3Cl-+5H2O。
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【題目】為了測定某銅銀合金的組成,將30.0g合金溶于80.0mL 13.5mol·L1的濃HNO3中。待合金完全溶解后,收集到氣體6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)并測得H+濃度為1mol·L1。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積為80.0mL,試計算:
(1)被還原的硝酸的物質(zhì)的量___________;
(2)合金中銀的質(zhì)量分數(shù)___________。
(3)確定6.72L氣體中各成分的物質(zhì)的量___________。
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【題目】下列各反應(yīng)中,氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)在同種元素中進行的是
A.Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
B.2KClO32KCl+3O2↑
C.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
D.2H2O2H2↑+O2↑
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【題目】粉煤灰的綜合利既有利于節(jié)約資源又有利于保護環(huán)境。某粉煤灰(主要含Al2O3、Fe2O3、CaCO3等)的鋁、鐵分離工藝流程如下:
(1)①“酸浸”時Al2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______。
②當(dāng)硫酸質(zhì)量分數(shù)大于50%,金屬氧化物浸出率明顯下降。其原因是______。
(2)有關(guān)金屬離子以氫氧化物沉淀時離子濃度隨pH變化如圖所示。若浸出液不經(jīng)還原直接與氨水混合,鋁、鐵元素分離效果較差的原因是______。
(3)沉鋁后所得FeSO4溶液可用于煙氣中NO吸收,其原理為Fe2++2NO[Fe(NO)2]2+,煙氣中O2的體積分數(shù)對NO吸收率的影響如圖所示。
①為提高煙氣中NO 的吸收率,可采取的措施有______(答一條,并說明理由)。
②“再生”過程中,[Fe(NO)2]2+在微生物的作用下與C6H12O6發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______。
(4)Al(OH)3經(jīng)過一系列反應(yīng)可獲得粗鋁,利用熔融狀態(tài)下物質(zhì)密度不同,通過三層液電解精煉法可由粗鋁獲得高純鋁(裝置如圖所示)。
①該裝置工作時,電極A作______極。
②熔融粗鋁時加入銅的作用是______。
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【題目】已知在25℃,101kPa下,1gC8H28(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.4kJ熱量.表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是
A. C8H28(l)+ O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) △H=-5517.6 KJ·mol—1
B. C8H28(l)+ O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) △H=-48.4 KJ·mol—1
C. C8H28(l)+ O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) △H=+5517.6 KJ·mol—1
D. C8H28(l)+ O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) △H=+48.4 KJ·mol—1
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【題目】某同學(xué)設(shè)計如下實驗裝置,測定葡萄糖還原新制氫氧化銅所得紅色物質(zhì)的組成。下列說法中正確的是
A. 將裝置a中的Zn換成CaCO3也可制備CO2氣體
B. 若撤去b裝置,則會導(dǎo)致該物質(zhì)含氧量測定結(jié)果偏低
C. 只需稱量裝置d反應(yīng)前后的質(zhì)量就可確定該物質(zhì)的組成
D. 裝置e的作用是防止空氣中的H2O、CO2等進入裝置d中
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【題目】下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是 ( )
A. 氫氧化鈉溶液與稀醋酸反應(yīng):OH-+H+=H2O
B. 碳酸鈣與足量稀硝酸反應(yīng):CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
C. 氯化鋁溶液與過量氨水反應(yīng):Al3++4NH3·H2O=AlO2-+4NH4++2H2O
D. 鈉與水反應(yīng):Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑
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【題目】下列濃度關(guān)系正確的是( )
A. 0.1mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1mol/L的Ba(OH)2溶液至沉淀剛好完全:c(NH4+)>c(OH-)>c(SO42-)>c(H+)
B. 若將CO2通入0.1mol/LNa2CO3溶液至溶液中性,則溶液中: 2c(CO32-)+c(HCO3-)=0.1mol/L
C. 0.1mol/L的NaOH溶液與0.2mol/L的HCN溶液等體積混合,所得溶液呈堿性:c(Na+)>c(CN-)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)
D. 向1L 1mol/L的KOH熱溶液中通入一定量的Cl2,恰好完全反應(yīng)生成氯酸鉀、次氯酸鉀和氯化鉀的混合溶液:c(K+)+c(H+)=6c(ClO3-)+2c(ClO-)+c(HClO)+c(OH-)
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【題目】五氯化磷(PCl5)是有機合成中重要的氯化劑,易發(fā)生PCl5(s)PCl3(g)+Cl2(g)反應(yīng)。溫度為T時,向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表:
t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3)/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.20 | 0.20 |
下列說法正確的是
A. 相同條件下,起始時向容器中充入2.0 mol PCl5,PCl5的分解率增大
B. 只升高溫度,平衡時c(PCl5)=0.12 mol/L,則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C. 反應(yīng)在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol/(L·s)
D. 在密閉低溫的條件下,有利于PCl5固體的保存
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