【題目】工業(yè)上以釩爐渣(主要含V2O3,還有少量SiO2、P2O5等雜質(zhì))為原料可以制備氧釩堿式碳酸銨晶體[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O],其生產(chǎn)工藝流程如下。
(1)焙燒過程中V2O3轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。
(2)濾渣的主要成分是________________(寫化學(xué)式)。
(3)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3),若濾液中c(VO3-)=0.1mol·L-1,為使釩元素的沉降率達(dá)到98%,至少應(yīng)調(diào)節(jié)c(NH4+)為____mol·L-1。[已知Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3]
(4)“還原”V2O5過程中,生成VOC12和一種無色無污染的氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。用濃鹽酸與V2O5反應(yīng)也可以制得VOC12,該方法的缺點(diǎn)是____________________________。
(5)稱量a g產(chǎn)品于錐形瓶中,用20mL蒸餾水與30mL稀硫酸溶解后,加入0.02mol·L-1KMnO4溶液至稍過量,充分反應(yīng)后繼續(xù)滴加1%的NaNO2溶液至稍過量,再用尿素除去過量NaNO2,最后用c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為b mL。(已知滴定反應(yīng)為VO2++Fe2++2H+==VO2++Fe3++H2O)
①KMnO4溶液的作用是______________。
②粗產(chǎn)品中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為________(以VO2計(jì))。
③若(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),會(huì)使測定結(jié)果_____(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
【答案】V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2 Mg3(PO4)2、MgSiO3 0.8 N2H42HCl+2V2O3+6HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O 有氯氣生成,污染空氣 將VO2+氧化為VO2+ 偏高
【解析】
釩爐渣(主要含V2O3,還有少量SiO2、P2O5等雜質(zhì)),加入碳酸鈉通入空氣焙燒,產(chǎn)物加水溶解,向溶液中加入硫酸鎂除去硅磷過濾,濾渣的主要成分為Mg3(PO4)2、MgSiO3.濾液中加入氯化銨沉釩生成NH4VO3,其受熱分解生成V2O5,再用鹽酸酸化的N2H42HCl還原V2O5生成VOCl2,最后再向反應(yīng)后溶液中加入NH4HCO3,即可得到產(chǎn)品氧釩堿式碳酸銨晶體[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O];
(5)①測定氧釩堿式碳酸銨晶體粗產(chǎn)品中釩的含量的原理為:氧釩堿式碳酸銨晶體溶解后,加0.02mol/LKMnO4溶液至稍過量,氧化其中+4價(jià)釩為VO2+,再加入NaNO2溶液除去過量的KMnO4,防止后續(xù)對標(biāo)準(zhǔn)液的消耗干擾試驗(yàn),最后用(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定VO2+;
②根據(jù)釩元素的質(zhì)量守恒,根據(jù)滴定反應(yīng)為:VO2-+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O,則釩元素的物質(zhì)的量n=n((NH4)2Fe(SO4)2)=cmol/L×b×10-3L=cb×10-3mol,據(jù)此計(jì)算;
③若(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),則還原能力降低,滴定時(shí)消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏高,由此判斷誤差;
(1)將釩爐渣和碳酸鈉在空氣流中焙燒將V2O3轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3,同時(shí)得到二氧化碳,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2;
(2)焙燒時(shí)SiO2、P2O5分別與碳酸鈉生成可溶于水的Na2SiO3和Na3PO4,除硅、磷時(shí)加入硫酸鎂溶液生成Mg3(PO4)2、MgSiO3沉淀,則過濾時(shí)得到的濾渣的主要成分為Mg3(PO4)2、MgSiO3;
(3)已知Ksp(NH4VO3)=c(NH4+)c(VO3-)=1.6×10-3, 若濾液中c(VO3-)=0.1mol·L-1,為使釩元素的沉降率達(dá)到98%,則溶液中剩余c(VO3-)=0.1mol·L-1×2%=0.002 mol·L-1,此時(shí)c(NH4+)=mol·L-1=0.8mol·L-1;
(4)用鹽酸酸化的N2H42HCl還原V2O5生成VOCl2和一種無色無污染的氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,此氣體應(yīng)為N2,則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2H42HCl+2V2O3+6HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O;若改用濃鹽酸與V2O5反應(yīng)也可以制得VOC12,但同時(shí)得到的氧化產(chǎn)物為Cl2,此氣體有毒,會(huì)污染環(huán)境;
(5)①根據(jù)分析,KMnO4溶液的作用是將+4價(jià)的釩氧化為VO2+;
②根據(jù)釩元素的質(zhì)量守恒,根據(jù)滴定反應(yīng)為:VO2-+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O,則釩元素的物質(zhì)的量n=n[(NH4)2Fe(SO4)2]=cmol/L×b×10-3L=cb×10-3mol,粗產(chǎn)品中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為
③若(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),則還原能力降低,滴定時(shí)消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏高,根據(jù)滴定反應(yīng)為:VO2-+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O,可知會(huì)使測定結(jié)果偏高。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)碳能與氫、氮、氧三種元素組成化合物CO(NH2)2,該物質(zhì)易溶于水的主要原因是____。
(2)碳元素能形成多種無機(jī)物。
①CO32-的立體構(gòu)型是________。
②MgCO3分解溫度比CaCO3低的原因是___________。
(3)圖①為嘌呤的結(jié)構(gòu),嘌呤中軌道之間的夾角∠1比∠2大,請解釋原因:____________。
(4)圖②為碳的一種同素異形體C60分子,每個(gè)C60分子中含有鍵的數(shù)目為________。
(5)圖③為碳的另一種同素異形體一一金剛石的晶胞結(jié)構(gòu),其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B為(),C為();則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為________。
(6)副族元素Mn和元素Se形成的某化合物屬于立方晶系,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖①所示,其中(〇為Se,●為Mn),則Se的配位數(shù)為____,Mn和Se的摩爾質(zhì)量分別為M1 g/mol、M2 g/mol,該晶體的密度為g/cm3,則Mn-Se鍵的鍵長為_____nm(寫表達(dá)式即可)。
(7)KI的晶胞結(jié)構(gòu)如圖⑤所示,已知其晶體的密度為g/cm3,K和I的摩爾質(zhì)量分別為Mk gmol-1和MI gmol-1,原子半徑分別為rk pm和rI pm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則KI晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為______(寫表達(dá)式即可)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】關(guān)于下圖的說法不正確的是( )
A.1 mol I2(s)與1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)時(shí),需要吸收5 kJ的能量
B.2 mol HI(g)分解生成1 mol I2(g)與1 mol H2(g)時(shí),需要吸收12 kJ的能量
C.1 mol I2(s)變?yōu)?/span>1 mol I2(g)時(shí)需要吸收17 kJ的能量
D.I2(g)與H2(g)生成2HI(g)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鎳的單質(zhì)、合金及其化合物用途非常廣泛。
(1)Ni2+基態(tài)核外電子排布式為________。
(2)膠狀鎳可催化CH2=CHC≡N加氫生成CH3CH2C≡N。CH2=CHC≡N分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)=________;CH3CH2C≡N分子中碳原子軌道的雜化類型為________。
(3)[Ni(N2H4)2](N3)2是一種富氮含能材料。配體N2H4能與水混溶,除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外,還因?yàn)?/span>______________________;[Ni(N2H4)2]2+中含四個(gè)配位鍵,不考慮空間構(gòu)型,[Ni(N2H4)2]2+的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為______________________。
(4)一種新型的功能材料的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,它的化學(xué)式可表示為________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
A.除去淀粉溶液中的NaCl
B.比較NaHCO3和Na2CO3的熱穩(wěn)定性
C.制備Fe(OH)2
D.測定過氧化鈉的純度
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】1,2-二氯丙烷(CH2C1CHClCH3)是一種重要的化工原料,工業(yè)上可用丙烯加成法制備,主要副產(chǎn)物為3-氯丙烯(CH2=CHCH2C1),反應(yīng)原理為:
I.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2C1CHC1CH3(g) △H1=—134kJ·mol-1
II.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)△H2=—102kJ·mol-1
請回答下列問題:
(1)已知CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)CH2C1CHC1CH3(g)的活化能Ea(正)為132kJ·mol-1,則該反應(yīng)的活化能Ea(逆)為______kJ·mol-1。
(2)一定溫度下,向恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CH2=CHCH3(g)和C12(g)。在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I、Ⅱ,容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如下表所示。
時(shí)間/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
壓強(qiáng)/kPa | 80 | 74.2 | 69.4 | 65.2 | 61.6 | 57.6 | 57.6 |
①用單位時(shí)間內(nèi)氣體分壓的變化來表示反應(yīng)速率,即,則前120min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CH2C1CHC1CH3)=______kPa·min-1。(保留小數(shù)點(diǎn)后2位)。
②該溫度下,若平衡時(shí)HC1的體積分?jǐn)?shù)為,則丙烯的平衡總轉(zhuǎn)化率_______;反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=_____kPa-1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),保留小數(shù)點(diǎn)后2位)。
(3)某研究小組向密閉容器中充入一定量的CH2=CHCH3和C12,分別在A、B兩種不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng),一段時(shí)間后測得CH2C1CHC1CH3的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如下圖所示。
①下列說法錯(cuò)誤的是___________(填代號)。
a.使用催化劑A的最佳溫度約為250℃
b.相同條件下,改變壓強(qiáng)不影響CH2C1CHC1CH3的產(chǎn)率
c.兩種催化劑均能降低反應(yīng)的活化能,但△H不變
d.提高CH2C1CHC1CH3反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是控制溫度
②在催化劑A作用下,溫度低于200℃時(shí),CH2C1CHC1CH3的產(chǎn)率隨溫度升高變化不大,主要原因是_______________________________________________________________。
③p點(diǎn)是否為對應(yīng)溫度下CH2C1CHC1CH3的平衡產(chǎn)率,判斷理由是_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甘氨酸亞鐵[(NH2CH2COO)2Fe]是一種補(bǔ)鐵強(qiáng)化劑。實(shí)驗(yàn)室利用FeCO3與甘氨酸(NH2CH2COOH)制備甘氨酸亞鐵,實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示(夾持和加熱儀器已省略)。
查閱資料:
①甘氨酸易溶于水,微溶于乙醇;甘氨酸亞鐵易溶于水,難溶于乙醇。
②檸檬酸易溶于水和乙醇,具有較強(qiáng)的還原性和酸性。
實(shí)驗(yàn)過程:
I.裝置C中盛有17.4gFeCO3和200mL1.0mol·L-1甘氨酸溶液。實(shí)驗(yàn)時(shí),先打開儀器a的活塞,待裝置c中空氣排凈后,加熱并不斷攪拌;然后向三頸瓶中滴加檸檬酸溶液。
Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后過濾,將濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮;加入無水乙醇,過濾、洗滌并干燥。
(1)儀器a的名稱是________;與a相比,儀器b的優(yōu)點(diǎn)是_______________。
(2)裝置B中盛有的試劑是:____________;裝置D的作用是________________。
(3)向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液可制得FeCO3,該反應(yīng)的離子方程式為____________________________。
(4)過程I加入檸檬酸促進(jìn)FeCO3溶解并調(diào)節(jié)溶液pH,溶液pH與甘氨酸亞鐵產(chǎn)率的關(guān)系如圖所示。
①pH過低或過高均導(dǎo)致產(chǎn)率下降,其原因是_____________________;
②檸檬酸的作用還有________________________。
(5)過程II中加入無水乙醇的目的是_______________________。
(6)本實(shí)驗(yàn)制得15.3g甘氨酸亞鐵,則其產(chǎn)率是_____%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】納米級Fe3O4可用于以太陽能為熱源分解水制H2,過程如下圖所示。下列說法正確的是:
A.過程Ⅰ的反應(yīng)為6FeO+O22Fe3O4
B.過程Ⅱ中H2為還原劑
C.整個(gè)過程的總反應(yīng)為:2H2O2H2↑+O2↑
D.FeO是過程Ⅰ的氧化產(chǎn)物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】丁烷的分子結(jié)構(gòu)也可用鍵線式表示為:,有機(jī)物A的鍵線式為,A可由有機(jī)物B與等物質(zhì)的量氫氣通過加成反應(yīng)得到。
(1)有機(jī)物A的分子式為___________。
(2)有機(jī)物A的名稱是_______________。
(3)在A 的主鏈為5個(gè)C原子的所有同分異構(gòu)體中,其分子結(jié)構(gòu)中含有3個(gè)甲基的有機(jī)物的名稱是_______________。
(4)有機(jī)物B可能的結(jié)構(gòu)簡式有、_______________、_______________、_______________、_______________。
(5)請寫出在一定條件下,發(fā)生加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________________________________。
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