硫酸鋅是制備熒光粉的原料之一。工業(yè)上由鋅白礦(主要成分是ZnO,還含有Fe2O3、CuO、SiO2等雜質(zhì))制備ZnSO4?7H2O的流程如下。
已知:常溫下,溶液中的Fe3+、Zn2+、Fe2+以氫氧化物形式完全沉淀的pH分別為:3.7,6.5,9.7。
(1)浸取過程中提高浸出效率可采用的措施有 (任答一條),
ZnO和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)加入適量鋅粉的作用為:①使溶液中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+;② 。
(3)氧化過程中H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(4)加入適量Ca(OH)2調(diào)節(jié)溶液pH,促進(jìn)Fe3+水解,F(xiàn)e3+水解反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式
K= ,Ca(OH)2不能過量的原因是 。
(12分)
(1)將礦石粉碎或提高浸取溫度或適當(dāng)增加酸的濃度等(2分)
ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O(2分)
(2)除去Cu2+(2分)
(3)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O(2分)
(4)c3(H+)/c(Fe3+) (2分) 防止生成Zn(OH)2(2分)
解析試題分析:(1)浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應(yīng),從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素來看,可通過升高溫度提高硫酸鋅的溶解度,或通過攪拌使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng),或通過過濾后濾渣多次浸取以提高轉(zhuǎn)化率,故答案為:適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時(shí)間(或其他合理答案);ZnO和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O,故答案為: ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O;⑵加入鋅粉,發(fā)生以下反應(yīng):Zn+2H+=Zn2++H2↑,Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+ ,Fe+Cu2+ =Cu+Zn2+ ,Zn過量后:Fe2++Zn=Fe+Zn2+ ,所以題目中加入適量的鋅粉,②除去Cu2+ ,答案:除去Cu2+;⑶H2O2將Fe2+ 氧化成Fe3+ 便于在pH較低的條件下,利用水解除去Fe3+ ,答案:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;⑷根據(jù)水解方程式Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ ,寫出平衡常數(shù)K= c3(H+)/c(Fe3+) ;Ca(OH)2不能過量的原因是:Fe3+ 在pH為1.1―3.2時(shí)沉淀,pH在5.9―8.9時(shí)Zn2+ 沉淀,答案:c3(H+)/c(Fe3+);防止生成Zn(OH)2。
考點(diǎn):元素化合物知識(shí)與生產(chǎn)工藝、化學(xué)平衡原理結(jié)合
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
今有A.醋酸,B.鹽酸, C.硫酸三種酸,請(qǐng)用三種酸的序號(hào)和“>”、“<”或“=”填空。
(1)在同體積,同pH的三種酸中,分別加入足量的NaHCO3粉末,在相同條件下產(chǎn)生CO2的體積由大到小的順序是 。
(2)在同體積、同物質(zhì)的量濃度的三種酸中,分別加入足量的NaHCO3粉末,在相同條件下產(chǎn)生CO2的體積由大到小的順序是 。
(3)物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L的三種酸溶液的pH由大到小的順序是 ;如果取等體積的0.1mol/L的三種酸溶液,用0.1mol/L的NaOH中和,當(dāng)恰好完全反應(yīng)時(shí),消耗NaOH溶液的體積由大到小的順序是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
有下列物質(zhì)①Cu;②液態(tài)SO2;③CH3COOH;④NaHCO3;⑤Ba(OH)2溶液;⑥熔融NaCl;⑦稀氨水;⑧BaSO4;⑨H2O
(1)屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是 (填序號(hào)) 屬于弱電解質(zhì)的是 (填序號(hào))
(2)常溫下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8,則溶液中Na+、HCO3―、CO32―、OH―四種微粒的濃度由大到小的順序?yàn)椋?u> 。NaHCO3水解的離子方程式 。
(3)Ba(OH)2是一種強(qiáng)電解質(zhì),現(xiàn)有25℃、pH=13的Ba(OH)2溶液。
①該Ba(OH)2溶液的物質(zhì)的量濃度為___________________;
②與某濃度鹽酸溶液按體積比(堿與酸之比)1 :9混合后,所得溶液pH=11(假設(shè)混合溶液的體積等于混合前兩溶液的體積和),該鹽酸溶液的pH=____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
下列一句話中敘述了兩個(gè)值,前者記為M,后者記為N,M和N的關(guān)系從A、B、C、D 中選擇:
A.M>N B.M<N C. M="N" D. 無法比較
(1)相同溫度下,1L 1mol/L 的NH4Cl溶液和2 L 0.5mol·L-1NH4Cl溶液,兩溶液中NH4+的個(gè)數(shù): ;
(2)相同溫度下,pH值為12的燒堿溶液和CH3COONa溶液,兩溶液中水的電離程度: ;
(3)常溫下兩份等濃度的純堿溶液,將第二份升高溫度,兩溶液中c(HCO3-): ;
(4)將pH值為2的醋酸和鹽酸都稀釋相同倍數(shù)所得稀溶液的pH值: ;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
醋酸和鹽酸是中學(xué)化學(xué)中常見的酸,在一定條件下,CH3COOH溶液中存在電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0。
(1)常溫下,在 pH =5的稀醋酸溶液中,c(CH3COO-)=____________(列式,不必化簡(jiǎn));下列方法中,可以使0.10 mol·L-1 CH3COOH的電離程度增大的是______?
a.加入少量0.10 mol·L-1的稀鹽酸 b.加熱CH3COOH溶液
c.加水稀釋至0.010 mol·L-1 d.加入少量冰醋酸
e.加入少量氯化鈉固體 f.加入少量0.10 mol·L-1的NaOH溶液
(2)將等質(zhì)量的鋅投入等體積且pH均等于3的醋酸和鹽酸溶液中,經(jīng)過充分反應(yīng)后,發(fā)現(xiàn)只在一種溶液中有鋅粉剩余,則生成氫氣的體積:V(鹽酸)_________V(醋酸),反應(yīng)的最初速率為:v(鹽酸)_________v(醋酸)。(填寫“>”、“<”或“=”)
(3)某同學(xué)用0.1000mol/LNaOH溶液分別滴定20.00mL 0.1000mol/LHCl和20.00mL0.1000mol/L CH3COOH,得到如圖所示兩條滴定曲線,請(qǐng)完成有關(guān)問題:
①NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的曲線是 (填“圖1”或“圖2”);
②a= mL。
(4)常溫下,將0.1 mol/L鹽酸和0.1 mol/L醋酸鈉溶液混合,所得溶液為中性,則混合溶液中各離子的濃度按由大到小排序?yàn)開______________________________。
(5)已知:90℃時(shí),水的離子積常數(shù)為Kw = 3.80×10-13,在此溫度下,將pH=3的鹽酸和
pH = 11的氫氧化鈉溶液等體積混合,則混合溶液中的c(H+)=____________(保留三位有效數(shù)字)mol/L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
重鉻酸鹽廣泛用作氧化劑、皮革制作等。以鉻礦石(主要成分是Cr2O3,含F(xiàn)eO、Al2O3、 SiO2等雜質(zhì))為原料制取重鉻酸鈉的流程如下:
請(qǐng)回答下列問題:
(1)寫出Cr2O3在高溫焙燒時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________
(2)寫出硫酸酸化使Na-2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7的離子方程式 ______________。
(3)某工廠采用石墨電極電解Na2CrO4溶液,實(shí) 現(xiàn)了 Na2CrO4到 Na2Cr2O7的轉(zhuǎn)化,其原理如圖所示。
①鈉離子交換膜的一種材料是聚丙烯酸鈉(),聚丙烯酸鈉單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________;
②寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式__________
(4) Na2Cr2O7可用于測(cè)定廢水的化學(xué)耗氧量(即COD,指每升水樣中還原性物質(zhì)被氧化 所需要O2的質(zhì)量),F(xiàn)有某水樣100.00 mL,酸化后加入C1 mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1 mL,使水中的還原性物質(zhì)完全被氧化(Cr2O72-還原為Cr3+);再用C2mol/L的FeSO4溶液滴定剩 余的Cr2O72-,結(jié)果消耗FeSO4溶液V2 mL。
①該水樣的COD為______________mg/L;
②假設(shè)上述反應(yīng)后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/L,要使Fe3 +沉 淀完全而Cr3+還未開始沉淀.則需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是 _______.
(可能用到的數(shù)據(jù):KSPFe(OH)3=4.0×10-38, KSPCr(OH)3=6.0×10-31,
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
亞氯酸鈉(NaClO2)常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白與殺菌。以下是用過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖:
已知:NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大,適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO2·3H2O。
(1)吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________(配平化學(xué)方程式)。該工藝流程中的NaClO3、ClO2、NaClO2都是強(qiáng)氧化劑,它們都能和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2。若用二氧化氯和濃鹽酸制取Cl2,當(dāng)生成5 mol Cl2時(shí),通過還原反應(yīng)制得氯氣的質(zhì)量為________克。
(2)從濾液中得到的NaClO2·3H2O晶體的操作依次是__________(填寫序號(hào))。
a.蒸餾 b.灼燒 c.過濾 d.冷卻結(jié)晶
(3)印染工業(yè)常用亞氯酸鈉(NaClO2)漂白織物,漂白織物時(shí)真正起作用的是HClO2。下表是25℃時(shí)HClO2及幾種常見弱酸的電離平衡常數(shù):
①常溫下,物質(zhì)的量濃度相等的NaClO2、NaF、NaCN、Na2S四種溶液的pH由大到小的順序?yàn)開___________;體積相等,物質(zhì)的量濃度相同的NaF、NaCN兩溶液中所含陰陽(yáng)離子總數(shù)的大小關(guān)系為:______________(填“前者大”“相等”或“后者大”)。
②Na2S是常用的沉淀劑。某工業(yè)污水中含有等濃度的Cu2+、Fe2+、Pb2+離子,滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是_______;當(dāng)最后一種離子沉淀完全時(shí)(該離子濃度為10-5mol·L-1)此時(shí)的S2-的濃度為____。
已知
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
鈉、鎂、鐵、銅及其化合物在科研和生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。
(1)Mg—H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液,結(jié)構(gòu)如圖所示。電池工作時(shí),正極的電極反應(yīng)式 。常溫下,用該電池電解200mL的飽和硫酸銅溶液(電極為惰性電極),反應(yīng)時(shí)溶液中水的電離平衡 移動(dòng)(填“向左”“向右”或“不”);當(dāng)消耗24mg金屬M(fèi)g,電解后溶液的pH= (不考慮溶液的體積變化)。
(2)利用電解法在鐵制品上鍍銅可以防止鐵被腐蝕,以下說法正確的是 。
a.電鍍時(shí),銅和石墨都可以做陽(yáng)極,可溶性銅鹽作電解質(zhì)溶液
b.電鍍過程中,溫度升高,電解反應(yīng)速率加快
c.電鍍過程中,電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
d.電鍍過程中,銅離子向陰極移動(dòng),發(fā)生還原反應(yīng)
(3)NaHS可作為沉淀劑除去溶液中的Cu2+。常溫下,NaHS溶液顯堿性,原因是 (用離子方程式和必要的文字說明)。向含有Cu2+的廢水中加入少量NaHS固體,廢水溶液的pH (填“增大”“減小”或“不變”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某學(xué)生用0.200 0 mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸,其操作為如下幾步:
①用蒸餾水洗滌堿式滴定管,并立即注入NaOH溶液至“0”刻度線以上
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充滿液體
③調(diào)節(jié)液面至“0”或“0”刻度線以下某一刻度,并記下讀數(shù)
④移取20.00 mL待測(cè)液注入潔凈的錐形瓶中,并加入3滴酚酞溶液
⑤用標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),記下滴定管液面讀數(shù)
請(qǐng)回答:
(1)以上步驟有錯(cuò)誤的是(填編號(hào)) ,該錯(cuò)誤操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果(填“偏大”、“偏小”或“無影響”) 。
(2)判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:錐形瓶中溶液從 色變?yōu)?u> 色,且半分鐘內(nèi)不變色。
(3)如圖是某次滴定時(shí)的滴定管中的液面,其讀數(shù)為 mL。
(4)根據(jù)下列數(shù)據(jù):請(qǐng)計(jì)算待測(cè)鹽酸溶液的濃度為 mol/L
滴定次數(shù) | 待測(cè)液體積(mL) | 標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液讀數(shù)記錄(mL) | |
滴定前讀數(shù) | 滴定后讀數(shù) | ||
第一次 | 20.00 | 0.40 | 20.40 |
第二次 | 20.00 | 4.00 | 24.00 |
第三次 | 20.00 | 2.00 | 24.10 |
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