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14.鈷(Co)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用,為從某工業(yè)廢料中回收鈷,設(shè)計(jì)了如下流程(廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì)).

已知:部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見下表:
Fe3+Co2+Co3+Al3+
pH(開始沉淀)1.97.15-0.233.4
pH(完全沉淀)3.29.151.095.2
請(qǐng)回答:
(1)步驟Ⅰ中得到含鋁溶液的溶質(zhì)是NaAlO2
(2)寫出步驟Ⅱ中Co2O3與Na2SO3反應(yīng)的離子方程式是Co2O3+SO32-+4H+=Co2++SO42-+2H2O.
(3)步驟Ⅲ中若不慎向“浸出液”中加過量NaClO3時(shí),可能會(huì)生成有毒氣體,則該有毒氣體是Cl2,其中,Na2CO3溶液的作用是調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子沉淀完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3
(4)在空氣中加熱草酸鈷晶體(CoC2O4•2H2O)樣品需要用到的主要儀器是坩堝,5.49g該晶體受熱過程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì),其質(zhì)量如下表:
溫度范圍/℃固體質(zhì)量/g
150~2104.41
290~3202.41
890~9202.25
經(jīng)測(cè)定,210~290℃過程中產(chǎn)生的氣體只有CO2,此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是3CoC2O4+2O2 $\frac{\underline{\;210℃-290℃\;}}{\;}$Co3O4+6CO2.[M(CoC2O4•2H2O)=183g•mol-1]
(5)從反應(yīng)后的混合物中得到草酸鈷晶體,需對(duì)晶體進(jìn)行洗滌,洗滌的方法是在漏斗中加水沒過沉淀,讓水自行留下,重復(fù)2~3次.

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13.鎂及其化合物有著廣泛用途.工業(yè)上以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含SiO2以及少量FeCO3等雜質(zhì))為原料制備納米氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如圖1:

(1)濾渣1為SiO2
(2)加入H2O2氧化時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(3)在實(shí)驗(yàn)室煅燒濾渣2制得的金屬氧化物為Fe2O3(填化學(xué)式),需要的儀器除酒精燈、三腳架、泥三角以外,還需要坩堝(填名稱).
(4)在一定條件下CO(NH22可與H2O反應(yīng)生成CO2和一種弱堿,該反應(yīng)中反應(yīng)物的質(zhì)量之比為10:9.
(5)25℃時(shí),加入CO(NH22至開始產(chǎn)生沉淀,當(dāng)Mg2+全部沉淀時(shí)溶液的c(OH-)=1.4×10-3 mol•L-1(已知25℃,
Ksp[Mg(OH)2]=1.96×10-11).
(6)工業(yè)上還可用氯化鎂和碳酸銨為原料,采用直接沉淀法制備納米MgO.取少量制得的該物質(zhì)溶于某種液體溶劑中(兩者不反應(yīng)),能說明是納米MgO存在的簡(jiǎn)單方法是用一束光照射,在側(cè)面會(huì)看到一條光亮的通路.
如圖2為反應(yīng)溫度對(duì)納米MgO產(chǎn)率和粒徑的影響,據(jù)圖分析反應(yīng)的最佳溫度為50℃.

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12.某礦石含碳酸鎂和石英,制備高純硅和硅膠的工藝流程如下:

(1)“硅膠”冶常用作干燥劑,也可以用作催化劑的載體. A 的結(jié)構(gòu)式為O=C=O.
(2)制備粗硅的方程式為SiO2+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑.
(3)操作I為過濾,操作Ⅱ?yàn)檎舭l(fā)結(jié)晶或蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,操作Ⅲ所用儀器有鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒等.
(4)操作Ⅲ,需要在氯化氫氣流中加熱脫水的原因是防止鎂離子水解.
(5)溶液G用E酸化的方程式為Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓.
(6)電解飽和的K溶液的離子方程式為2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑,陽(yáng)極電極方程式為2Cl--2e-=Cl2↑.

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11.六水合硫酸亞鐵銨[(NH42SO4•FeSO4•6H2O]為淺綠色晶體,易溶于水,不溶于酒精,在水中的溶解度比FeSO4或(NH42SO4都要。畬(shí)驗(yàn)室中常以廢鐵屑為原料來制備,其步驟如下:

步驟1:鐵屑的處理.將廢鐵屑放入熱的碳酸鈉溶液中浸泡幾分鐘后,用圖1所示的傾析方法分離出固體并洗滌、干燥.
步驟2:FeSO4溶液的制備.向錐形瓶中加入30mL的3mol•L-1H2SO4溶液,再加入過量的鐵屑,加熱至充分反應(yīng)為止.趁熱過濾(如圖2所示),收集濾液和洗滌液.
步驟3:六水合硫酸亞鐵銨的制備.向所得FeSO4溶液中加入飽和(NH42SO4溶液,所得溶液經(jīng)過一系列操作、洗滌后得到六水合硫酸亞鐵銨晶體.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)趁熱過濾的目的和理由是過濾掉混合物中的鐵屑,減少溶質(zhì)硫酸亞鐵銨的損失.
(2)①步驟3中的一系列操作包括:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾.
②洗滌硫酸亞鐵銨晶體最好用什么試劑:乙醇.

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10.硫元素有多種化合價(jià),可形成多種化合物. H2S和SO2在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用.
(1)H2S氣體溶于水形成的氫硫酸是一種二元弱酸,25℃時(shí),在0.10mol/L H2S溶液中,通人HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH,溶液pH與c(S2-)關(guān)系如圖a所示(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā)).
①pH=13時(shí),溶液中的c(H2S)+c(HS-)=0.043mol/L;
②某溶液含0.010mol/LFe2+、未知濃度的Mn2+和0.10mol/L H2S,當(dāng)溶液pH=2時(shí),F(xiàn)e2+開始沉淀;當(dāng)Mn2+開始沉淀時(shí),溶液中$\frac{c(M{n}^{2+})}{c(F{e}^{2+})}$=2×106
已知:Ksp(FeS)=1.4×10-19,Ksp(MnS)=2.8×10-13
(2)利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟.已知:SO2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?SO3(g)△H=-99kJ/mol.某溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{10}{3}$.反應(yīng)過程的能量變化如圖b所示.
①圖b中△H=-198kJ/mol;該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會(huì)使圖b中A點(diǎn)降低,理由是因?yàn)榇呋瘎└淖兞朔磻?yīng)歷程,使活化能E降低.
②該溫度下,向100L的恒容密閉容器中,充入3.0mol SO2(g)、16.0mol O2(g)和3.0mol SO3(g),則反應(yīng)開始時(shí)v(正)> v(逆)(填“<”、“>”或“=”).
③L(L1、L2)、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度.圖c表示L一定時(shí),SO2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系.則X代表的物理量是溫度.L1、L2的大小關(guān)系為L(zhǎng)1>L2,理由是2SO2+O2 $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2SO3反應(yīng)的△H=-198kJ/mol,是放熱反應(yīng).當(dāng)壓強(qiáng)一定時(shí),溫度升高,平衡左移,SO2平衡轉(zhuǎn)化率減。
(3)我國(guó)的科技人員為了消除SO2的污染,利用原電池原理,變廢為寶,設(shè)計(jì)由SO2和O2來制備硫酸,設(shè)計(jì)裝置如圖d所示,電極A、B為多孔的材料.
①A極為正極(填“正極”或“負(fù)極”).
②B極的電極反應(yīng)式是SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+

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9.酸性條件下,錫在水溶液中有Sn2+、Sn4+兩種主要存在形式.SnSO4是一種重要的硫酸鹽,廣泛應(yīng)用于鍍錫工業(yè),其制備路線如下:

回答下列問題:
(1)SnCl2用鹽酸而不用水直接溶解的原因是抑制Sn2+水解,加入Sn粉的作用是防止Sn2+被氧化.
(2)反應(yīng)I生成的沉淀為SnO,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:SnCl2+Na2CO3=SnO+CO2↑+2NaCl.
(3)反應(yīng)Ⅱ硫酸的作用之一是控制溶液的pH,若溶液中c(Sn2+)=1.0mol•L-1,則應(yīng)控制溶液pH小于1.(已知:Ksp[Sn(OH)2]=1.0×10-26
(4)酸性條件下,SnSO4還可以用作雙氧水去除劑,試寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:2Sn2++2H2O2+4H+=2Sn4++4H2O.

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8.碳及其化合物有廣泛的用途.
(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣.反應(yīng)為:C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H>0,以上反應(yīng)達(dá)到平衡后,在體積不變的條件下,以下措施有利于提高H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率的是AD.
A.升高溫度   B.增加碳的用量    C.加入催化劑  D.用CO吸收劑除去CO
(2)將一定量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2.0L的恒容密閉容器中,發(fā)生以下反應(yīng):
CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),得到如下數(shù)據(jù):
溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡所
需時(shí)間/min
H2OCO
H2
CO
9001.02.00.41.63.0
通過計(jì)算求出該反應(yīng)的平衡常數(shù)(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(3)把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后獲得的較純H2用于工業(yè)合成氨.已知:
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-1
2N2(g)+6H2O(l)═4NH3(g)+3O2(g)△H=+1530.0kJ/mol
①氫氣的燃燒熱△H=-285.8kJ/mol.

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7.一定溫度下,反應(yīng)O2(g)+2H2(g)?2H2O(g)的反應(yīng)熱和化學(xué)平衡常數(shù)分別為△H和K,則相同溫度下反應(yīng)4H2O(g)?2O2(g)+4H2(g)的反應(yīng)熱和化學(xué)平衡常數(shù)為(  )
A.2△H和2KB.-2△H和K2C.2△H和-2KD.-2△H和K-2

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6.“粗鹽提純”的實(shí)驗(yàn)中,蒸發(fā)時(shí),正確的操作是(  )
A.把渾濁的液體倒入蒸發(fā)皿中加熱B.開始析出晶體后用玻璃棒攪拌
C.待水分完全蒸干后停止加熱D.蒸發(fā)皿中出現(xiàn)多量固體時(shí)停止加熱

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5.在一定溫度下,向2L的密閉容器中加入1molHI,發(fā)生反應(yīng)2HI(g)?H2(g)+I2(g)△H>0,2min后反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得H2的物質(zhì)的量為0.1mol,下列說法正確的是(  )
A.該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)是$\frac{1}{64}$
B.0~2min內(nèi),HI的平均反應(yīng)速率為0.1mol•L-1•min-1
C.在恒容條件下,向該體系中充入HI氣體,平衡不移動(dòng),反應(yīng)速率不變
D.升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),只有正反應(yīng)速率加快

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