【題目】Zn3(PO4)2·2H2O(溶于酸,難溶于水)是一種無毒害作用的防銹顏料,利用鋅浮渣(主要含Zn、ZnO、ZnCl2,還含少量的鐵、錳、銅、鉛及砷的化合物等)制取Zn3(PO4)2·2H2O的工藝流程如圖:
回答下列問題:
(1)“浸出”時(shí),下列措施能提高鋅的浸取率的是__(填字母)。
A.用濃硫酸代替稀硫酸 B.適當(dāng)升高浸取液的溫度
C.將“浸渣”再次浸取 D.縮短“浸出”時(shí)間
(2)“除錳”時(shí),Mn2+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__(S2O被還原為SO)。
(3)流程中除鐵、砷時(shí),當(dāng)生成8.9gFeOOH和7.8gFeAsO4時(shí),消耗H2O2__mol。
(4)“凈化”時(shí)加鋅粉的目的是__。
(5)“沉鋅”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。
(6)“沉鋅”至得到“產(chǎn)品”還需要經(jīng)過的操作是__、洗滌、__。證明產(chǎn)品已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)方法是__。
(7)Meyer等認(rèn)為磷酸鋅防腐機(jī)理是在鋼鐵表面形成組成近似為Zn2Fe(PO4)2·4H2O的覆蓋膜,則在形成該覆蓋膜的過程中,負(fù)極的電極反應(yīng)式為__。
【答案】BC Mn2++S2O+2H2O=MnO2↓+2SO+4H+ 0.09 置換出鉛 3ZnSO4+2Na3PO4+2H2O=Zn3(PO4)2·2H2O↓+3Na2SO4 過濾 干燥 取最后一次的洗滌液少許于試管中,加入鹽酸酸化的溶液,若不產(chǎn)生沉淀,說明已洗滌干凈 Fe-2e-=Fe2+
【解析】
鋅浮渣經(jīng)過稀硫酸浸出時(shí),鋅浮渣中Zn、ZnO、ZnCl2、鐵、錳、鉛會(huì)與稀硫酸反應(yīng)生成ZnSO4、FeSO4、MnSO4、PbSO4,而砷的化合物會(huì)與稀硫酸反應(yīng)生成H3AsO3,銅不與稀硫酸反應(yīng),因此浸渣為銅;在上述浸出得到的液體中加入(NH4)S2O8, (NH4)S2O8會(huì)MnSO4發(fā)生離子反應(yīng):Mn2++S2O+2H2O=MnO2↓+2SO+4H+,經(jīng)過濾1即可除去固體MnO2;在過濾1后的溶液中加入H2O2溶液,隨著H2O2溶液的加入會(huì)發(fā)生如下離子反應(yīng):, ,同時(shí),H3AsO3在氧化劑存在條件下被氧化成H3AsO4,方程式為,在凈化過程中會(huì)和發(fā)生離子反應(yīng):,經(jīng)過過濾2就可以除去、;過濾2得到的濾液中還剩余ZnSO4、PbSO4,鋅比鉛活潑,因此可以通過加入鋅粉凈化PbSO4,同時(shí)還不加入新雜質(zhì),反應(yīng)的離子方程式為:,經(jīng)過過濾3即可得到濾渣鉛單質(zhì);經(jīng)過過濾3得到的濾液中只剩下ZnSO4,往該溶液中加入Na3PO4發(fā)生反應(yīng),3ZnSO4+2Na3PO4+2H2O=Zn3(PO4)2·2H2O↓+3Na2SO4,將得到的沉淀物質(zhì)用水洗滌數(shù)次,用氯化鋇檢驗(yàn)硫酸根離子,直到無硫酸根離子時(shí),即可壓濾得到成品Zn3(PO4)2·2H2O;據(jù)上述過程解答。
(1)A.用濃硫酸代替稀硫酸,鐵會(huì)鈍化不反應(yīng),降低浸出率, A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.浸出率與液固比、浸出時(shí)間、攪拌時(shí)間、浸出溫度有關(guān),適當(dāng)升高浸取液的溫度,可以提高浸出率,B項(xiàng)正確;
C.將“浸渣”再次浸取,可以提高浸出率,C項(xiàng)正確;
D.縮短“浸出”時(shí)間,反應(yīng)不充分時(shí),會(huì)降低浸出率,D項(xiàng)錯(cuò)誤;
故答案為:BC;
(2)據(jù)流程圖可知,用稀硫酸浸出得到的液體中含有MnSO4,“除錳”時(shí),加入(NH4)S2O8得到MnO2,故“除錳”發(fā)生離子反應(yīng)為:Mn2++S2O+2H2O=MnO2↓+2SO+4H+。故答案為:Mn2++S2O+2H2O=MnO2↓+2SO+4H+;
(3)流程中除鐵、砷時(shí),在過濾1后的溶液中加入H2O2溶液,隨著H2O2溶液的加入會(huì)發(fā)生如下離子反應(yīng):,,同時(shí)H3AsO3在氧化劑存在條件下被氧化成H3AsO4,方程式為,在凈化過程中會(huì)和發(fā)生離子反應(yīng):,由上方程式可知當(dāng)生成8.9gFeOOH和7.8gFeAsO4時(shí),存在關(guān)系式,,解得x=0.05mol,y=0.04mol,因此消耗H2O2共0.09mol。故答案為:0.09;
(4)過濾2得到的濾液中還剩余ZnSO4、PbSO4,鋅比鉛活潑,因此可以通過加入鋅粉置換出Pb,同時(shí)還不加入新雜質(zhì)。故答案為:置換出鉛;
(5)經(jīng)過過濾3得到的溶液中只剩下Zn SO4,“沉鋅”時(shí)往該溶液中加入Na3PO4發(fā)生反應(yīng):3ZnSO4+2Na3PO4+2H2O=Zn3(PO4)2·2H2O↓+3Na2SO4。故答案為:3ZnSO4+2Na3PO4+2H2O=Zn3(PO4)2·2H2O↓+3Na2SO4;
(6)由“沉鋅”發(fā)生的反應(yīng)可知,“沉鋅”得到“產(chǎn)品”還含有部分雜質(zhì)Na2SO4和水,過濾后需要再洗滌多次,把雜質(zhì)洗干凈之后才能干燥得到純凈的固體Zn3(PO4)2·2H2O;洗滌過程中,可以通過檢驗(yàn)最后一次過濾的濾液中是否還含有硫酸根離子來驗(yàn)證產(chǎn)品是否已洗滌干凈,驗(yàn)證硫酸根的辦法是取最后一次的洗滌液少許于試管中,加入鹽酸酸化的溶液,若不產(chǎn)生沉淀,說明已洗滌干凈。故答案為:過濾;干燥;取最后一次的洗滌液少許于試管中,加入鹽酸酸化的溶液,若不產(chǎn)生沉淀,說明已洗滌干凈;
(7)磷酸鋅防腐機(jī)理是在鋼鐵表面形成組成近似為Zn2Fe(PO4)2·4H2O的覆蓋膜,則在形成該覆蓋膜的過程中,鋼鐵里的活潑金屬鐵做負(fù)極,失電子變成亞鐵離子,負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+。故答案為:Fe-2e-=Fe2+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度下,在2L密閉容器中投入一定量的A、B發(fā)生反應(yīng):3A(g)+bB(g)cC(g) △H= -Q kJmol-1(Q>0),12s 時(shí)達(dá)到平衡,生成C的物質(zhì)的量為0.8mol,反應(yīng)過程如圖所示。試計(jì)算:
(1)前12s內(nèi),A的平均反應(yīng)速率為______________。
(2)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比b:c=______________。
(3)12s內(nèi),A和B反應(yīng)放出的熱量為__________(用Q表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化合物I是制備預(yù)防髖或膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后靜脈血栓栓塞藥物的醫(yī)藥中間體。其一種合成路線如圖:
請(qǐng)回答下列問題:
(1)G中官能團(tuán)的名稱為__;C的化學(xué)名稱為__。
(2)C→D的反應(yīng)類型為__。
(3)F→G所需的試劑為__。
(4)G→H的化學(xué)方程式為__。
(5)M為H的同分異構(gòu)體,同時(shí)滿足下列條件的M有__種(不考慮立體構(gòu));其中核磁共振氫譜顯示6種不同環(huán)境的氫,且峰面積之比為1:1:1:1:2:4的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__(寫出任意一種)。
①苯環(huán)上有三個(gè)取代基且其中兩個(gè)為氨基
②1molM分別與足量Na或NaHCO3溶液反應(yīng),均能產(chǎn)生氣體且生成氣體的物質(zhì)的量相同。
(6)參照上述流程和信息,設(shè)計(jì)以甲苯和H2NCH2CH2OCH2COCl為原料(無機(jī)試劑任選)制備的合成路線:__。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上通過反應(yīng):Al2O3+3C+3Cl2 2AlCl3+3CO 制取無水氯化鋁,下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是
A.Al2O3是氧化劑B.CO是氧化產(chǎn)物
C.每生成1 mol AlCl3,轉(zhuǎn)移3個(gè)電子D.C發(fā)生還原反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】碳是形成單質(zhì)和化合物最多的元素,其單質(zhì)及化合物有獨(dú)特的性質(zhì)和用途。請(qǐng)回答下列問題。
(1)C原子的價(jià)電子軌道表達(dá)式為__。
(2)碳可以形成多種有機(jī)化合物,如圖所示是一種嘌呤和一種吡啶的結(jié)構(gòu),兩種分子中所有原子都在一個(gè)平面上。
①嘌呤中所有元素的電負(fù)性由大到小的順序__。
②吡啶結(jié)構(gòu)中N原子的雜化方式是___。
③NH3的鍵角__PH3的鍵角,理由是__。
④分子中的大π鍵可以用符號(hào)π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)。嘌呤和吡啶中都含有大π鍵,請(qǐng)問該吡啶中的大π鍵表示為__。
(3)石墨烯中部分碳原子被氧化后,轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯。
石墨烯轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯時(shí),1號(hào)C與相鄰C原子間鍵能的變化是__(填“變大”、“變小”“不變”)。
(4)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60),C60和K能形成新型化合物,其晶胞如圖所示,晶胞參數(shù)為anm該化合物中K原子和C60分子的個(gè)數(shù)比為___,該晶體的密度ρ=___g/cm3(阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是
A.50 g 34%H2O2溶液中含H-O鍵的數(shù)目為NA
B.180 g淀粉完全水解生成葡萄糖的分子數(shù)為NA
C.1 L 0.1 mol·L-1K2SiO3溶液中含SiO32-的數(shù)目為0.1NA
D.反應(yīng)5NaClO2+4HCl=4ClO2↑+5NaCl+2H2O,每生成1 mol ClO2轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一種鉀離子電池的工作原理如圖所示,下列說法正確的是
A.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式 :KC6 –e- =K ++6C
B.充電時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式 :K0.5-xMnO2+xK++ xe-=K0.5MnO2
C.放電時(shí),K+ 通過陽(yáng)離子交換膜向石墨電極移動(dòng)
D.若僅把鉀離子換成鋰離子,當(dāng)負(fù)極減少的質(zhì)量相同時(shí),鉀離子電池轉(zhuǎn)移的電子數(shù)比鋰離子電池的多
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,它們能組成一種化合物,其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是( )
A.原子半徑:
B.W與Z形成的化合物中只含離子鍵
C.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:
D.W的單質(zhì)難溶于W與X形成的化合物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象進(jìn)行的分析和推斷中,不正確的是
操作 | |
現(xiàn)象 | 一段時(shí)間后:①中,鐵釘裸露在外的附近區(qū)域變紅; ②中…… |
A.NaCl的瓊脂水溶液為離子遷移的通路
B.①中變紅是因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)2H++2e-=H2↑,促進(jìn)了水的電離
C.②中可觀察到鐵釘裸露在外的附近區(qū)域變藍(lán),銅絲附近區(qū)域變紅
D.①和②中發(fā)生的氧化反應(yīng)均可表示為M—2e-=M2+(M代表鋅或鐵)
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