【題目】硼、鎂及其化合物在工農業(yè)生產中應用廣泛。
Ⅰ.已知硼鎂礦主要成分為Mg2B2O5H2O,硼砂的化學式為Na2B4O710H2O。一種利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程如圖所示:
(1)寫出硼元素在周期表中的位置___。
(2)將硼砂溶于熱水后,用硫酸調節(jié)溶液的pH為2~3以制取硼酸H3BO3,該反應的離子方秳式為___。
(3)由MgCl27H2O制備MgCl2時,一定條件是___。
(4)制得的粗硼在一定條件下生成BI3,BI3加熱分解可以得到純凈的單質硼,F(xiàn)將0.2000g粗硼制成的BI3完全分解,將生成的I2配制成100mL溶液,用酸式滴定管量取10mL碘水溶液放入錐形瓶中,向其中滴加幾滴淀粉溶液,用0.3000molL-1Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液18.00mL。(提示:I2+2S2O32-=2I-+S4O6)滴定終點的現(xiàn)象為___,該粗硼樣品的純度為___%。
Ⅱ(5)已知:H3BO3的電離常數(shù)為5.8×10-10,H2CO3的電離常數(shù)為K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11。向盛有飽和硼酸溶液的試管中,滴加0.1mol/LNa2CO3溶液,__(填“能”或“不能”)觀察到氣泡逸出。
(6)H3BO3[也可寫成B(OH)3]可以通過電解NaB(OH)4溶液的方法制備。工作原理如圖所示(陽離子交換膜和陰離子交換膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。
①b膜為__交換膜(填“陰離子”或“陽離子”),寫出產品室發(fā)生反應的離子方程式:___理論上每生成1molH3BO3,陰極室可生成___L氣體(標準狀況)。
②N室中,進口和出口的溶液濃度大小關系為a%___b%(填“>”戒“<”)。
【答案】第二周期第ⅢA族 B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3 在HCl氛圍中加熱 當?shù)稳胱詈笠坏?/span>Na2S2O3溶液時,溶液恰好由藍色褪至無色,且半分鐘不褪色 99% 不能 陰離子 H++[B(OH)4]-=H3BO3+H2O 11.2 <
【解析】
硼鎂礦主要成分為Mg2B2O5H2O,硼鎂礦加入氫氧化鈉濃溶液,過濾得到濾渣為氫氧化鎂,濾渣中加入濃鹽酸得氯化鎂溶液,通過蒸發(fā)濃縮得到氯化鎂結晶水合物,為防止氯化鎂水解,在氯化氫氣流中加熱得到氯化鎂固體,電解熔融的氯化鎂得到鎂;濾液中主要是NaBO2,通入適量二氧化碳氣體得到硼砂Na2B4O710H2O,將硼砂溶于熱水后,常用稀H2SO4調pH=2~3制取H3BO3,加熱得到B2O3;Mg與B2O3發(fā)生置換反應得到粗硼。
(1)B元素的原子序數(shù)為5,位于元素周期表中第二周期第ⅢA族;
(2)用H2SO4調pH2~3,硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3,反應的離子方程式為B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3;
(3)加熱MgCl27H2O時,氯化鎂水解生成氫氧化鎂,在HCl氛圍中加熱可以抑制MgCl2的水解,由MgCl27H2O制備MgCl2時,一定條件是在HCl氛圍中加熱;
(4)將0.2000g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30molL-1Na2S2O3溶液滴定至終點,并選用淀粉作指示劑,達到滴定終點的現(xiàn)象為:當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室簳r,溶液恰好由藍色褪至無色,且半分鐘不回復原色;消耗硫代硫酸鈉的物質的量為:0.3000mol/L×0.018L=0.0054mol,根據(jù)關系式B~BI3~I2~3S2O32-可知:n(B)=n(S2O32-)=0.0054mol×=0.0018mol,硼的質量為:11g/mol×0.0018mol=0.0198g,則粗硼中硼的含量為:×100%=99%;
(5)H3BO3的電離常數(shù)為5.8×10-10,H2CO3的電離常數(shù)為K1=4.4×10-7,因5.8×10-10<4.4×10-7,酸性H3BO3< H2CO3,所以不能觀察到氣泡逸出;
(6)①原料室中的[B(OH)4]-通過b膜進入產品室,M室中氫離子通入a膜進入產品室,則b膜為陰離子交換膜、a膜為陽離子交換膜;產品室發(fā)生反應為:H++[B(OH)4]-=H3BO3+H2O; M、N室電極反應式分別為2H2O-4e-=O2↑+4H+、2H2O+2e-=H2↑+2OH-,根據(jù)得失電子守恒,理論上每生成1mol產品H3BO3,M室生成1molH+、N室生成0.5molH2,陰極生成的氣體在標況下的體積:22.4L/mol×0.5mol=11.2L;
②N室中石墨為陰極,電解時陰極上水得電子生成H2和OH-,原料室中的鈉離子通過c膜進入N室,溶液中c(NaOH)增大,所以N室中:a%<b%。
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【題目】某烴類化合物A,其蒸汽對氫氣的相對密度是42,紅外光譜表明分子中含有碳碳雙鍵,核磁共振氫譜表明分子中只有一種類型的氫。
(1)A的結構簡式為____,名稱為____。
(2)A中有多少碳原子處于同一平面____;
(3)已知A、B、C有如圖轉化關系:
則反應②的化學方程式為___;反應的類型是____。
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【題目】氯氣具有很強的氧化性,工業(yè)上保存氯氣通常使用干燥的鋼瓶。但如果瓶口位置發(fā)生漏氣,且漏氣不明顯時,我們可以使用濃氨水來檢驗。下列有關說法不正確的是( )
A.鋼瓶盛裝氯氣前,如未能干燥氯氣,則會有2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 反應發(fā)生
B.已知氯氣與氨水反應為8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl ,每有1mol Cl2參加反應,轉移電子為2mol
C.氯氣輸送時應該使用金屬管道或者抗腐蝕類高分子材料管道
D.自來水使用氯氣進行消毒,是因為其氧化性
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【題目】請根據(jù)物質的量的相關公式,完成下列問題。(注意書寫單位)
(1)3.01×1023個NH3分子的物質的量__。
(2)0.5molH2SO4含有的氧原子的物質的量__。
(3)2.3gNO2的物質的量__。
(4)標況下,33.6LN2的物質的量___。
(5)0.5mol /LK2SO4溶液中,c(K+)=__。
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【題目】下列變化不能用勒夏特列原理解釋的是
A. 向H2S水溶液中加入NaOH有利于S2-增多
B. H2、I2、HI混合氣體加壓后顏色變深
C. 合成氨時將氨液化分離,可提高原料的利用率
D. 新制氯水久置后顏色變淺
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【題目】鎢是我國豐產元素?蒲袑<医(jīng)過長期勘測評審,于2016年元月確認江西省浮梁縣存在著世界上最大的鎢礦。從而進一步確立了江西省“世界鎢都”的地位。自然界中鎢有部分是以鎢(+6價)酸鹽的形式存在。黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4),含有SiO2、Al2O3等雜質。現(xiàn)用黑鎢礦制備金屬鎢的流程圖如圖:
說明:a:反應①是在高溫熔融下進行的,燒結物成分為:Fe2O3、Mn2O4、NaAlO2、Na2SiO3、Na2WO4
b:生成Fe2O3的反應為:4FeWO4+4Na2CO3+O2=4Na2WO4+4CO2+2Fe2O3
c:在pH值3.0~4.4的熱溶液中,用鹽酸沉淀出鎢酸與雜質分離,灼燒后即為三氧化鎢
回答下列問題:
(1)寫出燒結物中生成Na2SiO3的化學反應方程式:__,生成Mn2O4與生成Fe2O3所發(fā)生的反應原理相同,請寫出生成Mn3O4的化學反應方程式:___。
(2)操作3需要用到玻璃儀器的有:__。
(3)通入足量CO2時發(fā)生的離子反應方程式為:___、___。
(4)上述流程最后步驟中鎢的制備屬于工業(yè)冶煉金屬的何種方法___。
(5)我國鎢化學研究的奠基人顧翼東先生采用另外的反應制得了一種黃色的、非整比的鎢的氧化物WO(3-x),這種藍色氧化鎢具有比表面大、易還原得優(yōu)點。一般認為,藍色氧化鎢的顏色和非整比暗示了在化合物中存在正五價和正六價兩種狀態(tài)的鎢,若x的值為0.1,則藍色氧化鎢中這兩種價態(tài)的鎢原子數(shù)之比為___。
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【題目】下列離子方程式正確的是
A.向Fe(NO3)2稀溶液中加入鹽酸:3Fe2++4H++NO3-===3Fe3++NO↑+2H2O
B.碳酸氫銨溶液與足量的NaOH溶液混合后加熱: NH4++OH-NH3↑+H2O
C.過量的KHSO4溶液與Ba(OH)2溶液反應:Ba2++OH-+H++SO42-===BaSO4↓+H2O
D.向稀氫氧化鈉溶液中通入少量CO2:OH-+CO2===HCO3-
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【題目】高純二氧化硅可用來制造光纖。某稻殼灰的成分為
通過如下流程可由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅。
請回答下列問題:
(1)根據(jù)氧化物的性質進行分類,稻殼灰中屬于兩性氧化物的是________。
(2)步驟①中涉及SiO2的離子反應方程式為______________。
(3)濾渣A的成分有________和_________(填化學式)。
(4)濾渣B的成分是________(填化學式)。
(5)過濾所需的玻璃儀器除燒杯和玻璃棒外,還有________。
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【題目】生產硫酸最古老的方法是以綠礬為原料,在蒸餾釜中煅燒。反應的化學方程式為:2FeSO4·7H2OFe2O3+ SO2↑+ SO3↑+ 14H2O。其中三氧化硫與水蒸氣同時冷凝便得到硫酸。用如圖裝置模擬用綠礬制硫酸的實驗,并檢驗生成的硫酸和二氧化硫(加熱裝置已略去)。其中b為干燥的試管。下列關于該反應說法正確的是
A.若將反應后的三種氣體通入BaCl2溶液中,產生的沉淀為BaSO3、BaSO4
B.b中產物用紫色石蕊試液即可檢驗出其中H+和SO42—
C.為檢驗反應的另一種生成物,試管c中應加入的試劑為NaOH溶液
D.b中所得到的硫酸的質量分數(shù)為29.5%
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