【題目】金屬鎵是由門捷列夫第一個預(yù)言成真的元素,有“電子工業(yè)脊梁”的美譽(yù),它與鋁同主族,其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物,鎵及其化合物應(yīng)用廣泛。粉煤灰中可以提取鎵,粉煤灰中的主要成分為Ga2O3,含CaO、SiO2、Al2O3等雜質(zhì)。鎵的熔點較低(29.8℃).沸點很高(2403℃)。
(1)濾渣1的主要成分為:___________。
(2)為了提高溶浸效率可以采用的措施有(寫兩種):____________。
(3)寫出鎵單質(zhì)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式:___________。
(4)其他鎵的化合物在生活和前沿科技上有廣泛應(yīng)用,根據(jù)已學(xué)知識回答下列問題:
①GaCl3溶液制備GaCl3固體,應(yīng)如何操作:_________。
②當(dāng)代工業(yè)上固態(tài)氮化鎵(GaN)的制備方法是利用鎵與NH3在1000℃高溫下合成,同時生成氫氣,每消耗1 mol Ga時放出15.135 kJ熱量。該可逆反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是______。
(5)下表是兩種兩性氫氧化物的電離常數(shù)。
將一塊鎵鋁合金完全溶于燒堿溶液,再往反應(yīng)后的溶液中緩緩?fù)ㄈ?/span>CO2,最先析出的氫氧化物是____。
(6)電解法可以提純粗鎵(內(nèi)含Zn、Fe、Cu等雜質(zhì)),以NaOH水溶液為電解質(zhì),在陰極析出高純度的鎵,請寫出陰極電極反應(yīng):_____(離子氧化順序為:Zn2+<Ga3+<Fe2+)。
【答案】CaCO3、SiO2 升溫、粉碎(其它合理答案均可) 2Ga+2OH-+2H2O=2GaO2-+3H2↑ 在HCl氣流中加熱蒸干 2Ga(l)+ 2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g) =-30.27kJ/mol Al(OH)3 GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-
【解析】
(1)粉煤灰中的主要成分為Ga2O3,含CaO、SiO2、Al2O3等雜質(zhì),加入Na2CO3溶液中發(fā)生反應(yīng)CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH,Ga2O3+2NaOH=2NaGaO2+H2O,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,SiO2不溶于水,據(jù)此分析;
(2)提高溶浸效率可以采用的措施有升高溫度、增大反應(yīng)物接觸面積等方法;
(3)鎵與鋁化學(xué)性質(zhì)相似,與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式形式也類似;
(4)①用GaCl3溶液制備GaCl3固體,要考慮Ga3+的水解;
②根據(jù)題目中的條件寫出熱化學(xué)方程式;
(5)根據(jù)強(qiáng)制弱原理進(jìn)行分析;
(6)因是NaOH為電解質(zhì),所以Ga3+只能以GaO2-形式存在,據(jù)此分析。
(1)粉煤灰中的主要成分為Ga2O3,含CaO、SiO2、Al2O3等雜質(zhì),加入Na2CO3溶液中發(fā)生反應(yīng)CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH,Ga2O3+2NaOH=2NaGaO2+H2O,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,SiO2不溶于水,過濾后得濾渣1為CaCO3、SiO2;
(2)提高溶浸效率可以采用的措施有升溫、粉碎等方法;
(3)鎵與鋁化學(xué)性質(zhì)相似,鎵單質(zhì)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為:2Ga+2OH-+2H2O=2GaO2-+3H2↑;
(4)①用GaCl3溶液制備GaCl3固體,為了抑制Ga3+水解,需要在HCl氣流中加熱蒸干;
②鎵與NH3在1000℃高溫下合成GaN,同時生成氫氣,化學(xué)方程式為:2Ga+ 2NH32GaN+3H2,每消耗1 mol Ga時放出15.135 kJ熱量,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2Ga(l)+ 2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g) =-30.27kJ/mol;
(5)由Al(OH)3和Ga(OH)3的酸式電離常數(shù)可知,Al(OH)3的酸性更弱,根據(jù)強(qiáng)制弱原理,酸性弱的先析出,所以Al(OH)3先析出;
(6)因是NaOH為電解質(zhì),所以Ga3+只能以GaO2-形式存在,陰極電極反應(yīng)為:GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-。
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【題目】為了測定某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu),某同學(xué)做了如下實驗:
①將2.3 g該有機(jī)物完全燃燒,生成0.1mol CO2和2.7g水;
②用質(zhì)譜儀測定其相對分子質(zhì)量,得圖所示的質(zhì)譜圖;
③用核磁共振儀處理該化合物,得圖所示圖譜,圖中三個峰的面積之比是1∶2∶3。
試回答下列問題:
(1)有機(jī)物A的相對分子質(zhì)量是________。
(2)有機(jī)物A的實驗式是________。
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【題目】硫酸的工業(yè)制備是一個重要的化工生產(chǎn)過程,但同時在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量SO2等污染物。以硫酸工業(yè)的尾氣、氨水、石灰石、焦炭及氯化鉀為原料可以合成有重要用途的硫化鈣、硫酸鉀、氯化銨、亞硫酸銨等物質(zhì)。合成路線如下:
完成下列填空:
(1)某電廠每月用煤300t(煤中含硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%),若燃燒時煤中的硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫,現(xiàn)用反應(yīng)Ⅰ的原理將尾氣中的SO2轉(zhuǎn)化為石膏,且反應(yīng)過程中96%的硫轉(zhuǎn)化為石膏,則可生產(chǎn)石膏______ t。
(2)操作a中,必須的操作步驟有蒸發(fā)、___________、___________等;
(3)反應(yīng)Ⅲ中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__________;
(4)寫出反應(yīng)Ⅳ的方程式______________ ;操作b所得濾液中陽離子的檢驗方法是________________。
(5)反應(yīng)Ⅴ在25℃,40%乙二醇溶液中進(jìn)行,該復(fù)分解反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因是___________;
(6)該生產(chǎn)過程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是_______________。
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【題目】某離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)示意圖如圖,晶體中氧的化合價可看作部分為0價,部分為﹣2價。則下列說法錯誤的是( )
A.晶體中與每個A+距離最近的A+有12個
B.晶體中,陰離子與陽離子個數(shù)之比為1︰1
C.該離子晶體化學(xué)式為A2O2
D.晶體中,0價氧原子與﹣2價氧原子的數(shù)目比為3︰1
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【題目】硫的含氧鈉鹽有許多,現(xiàn)有Na2SO3、Na2S2O3、Na2S2O4(連二亞硫酸鈉),其熱穩(wěn)定性比相應(yīng)的酸強(qiáng)。
已知:2Na2S2O4 =Na2S2O3+Na2SO3+SO2↑
4H++ 2S2O42- = 3SO2↑+ S↓ + 2H2O
完成下列計算:
(1)用Na2S2O3溶液與不同濃度的硫酸反應(yīng),可以研究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,F(xiàn)有98%的濃硫酸(密度為1.84g·cm-3)來配制500mL1mol·L(密度為1.06g·cm-3)的稀硫酸,則需要濃硫酸___________mL;加水_______g;
(2)稱取部分氧化的亞硫酸鈉樣品10.16克溶于水,加入稍過量的鹽酸酸化了的氯化鋇溶液,過濾,洗滌,干燥,所得沉淀質(zhì)量為2.33克,則該亞硫酸鈉中已有_______%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的亞硫酸鈉被氧化。
(3)現(xiàn)有8.70g的無水Na2S2O4,吸水后得到10.50g Na2S2O4·nH2O,則水合物中n的值是______;
(4)Na2S2O4在500℃時部分分解得產(chǎn)物A,將9.16g產(chǎn)物A中加入足量的稀硫酸中,生成SO21.568L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),試確定殘留物中鈉、硫和氧的原子個數(shù)比_______;若取另一份Na2S2O4部分分解得到的產(chǎn)物B,則ag產(chǎn)物B中鈉、硫和氧的原子個數(shù)比為__________(范圍)。
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【題目】短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,且X、Z是同族元素,W元素的單質(zhì)為淡黃色固體。它們的最高價氧化物溶于水可得四種溶液,0.010mol·L-1的這四種溶液pH與該元素原子半徑的關(guān)系如右圖所示。下列說法正確的是
A. W的氧化物的水化物一定是強(qiáng)酸
B. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:Z>X
C. 簡單離子半徑:W>Y
D. Y與W形成的化合物一定含有共價鍵
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【題目】已知某化學(xué)反應(yīng)A2(g)+2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子結(jié)構(gòu)為B—A—B)的能量變化如圖所示,下列有關(guān)敘述中正確的是( )
A. 該反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B. 該反應(yīng)的ΔH=-(E1-E2) kJ· mol-1
C. 該反應(yīng)中反應(yīng)物的鍵能總和大于生成物的鍵能總和
D. 由2 mol A(g)和4 mol B(g)形成4 mol A—B鍵吸收E2 kJ能量
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【題目】已知在120℃時,硫酸氫鈉固體不發(fā)生分解反應(yīng)。將均勻混合的過氧化鈉與硫酸氫鈉固體粉末 100.00g,加熱到120℃使混合物充分反應(yīng),剩余固體91.84g,則原固體混合物中過氧化鈉的質(zhì)量可能為
A.38.94gB.39.78gC.38.80gD.18.72g
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【題目】工業(yè)上制取冰晶石(Na3AlF6)的化學(xué)方程式如下:2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2Na3AlF6+ 3CO2↑+ 9H2O
下列說法正確的是
A.CO2晶胞為分子密堆積,配位數(shù)為12B.AlF63-中Al3+為配體,接受孤電子對
C.CO32- 和CO2中C的雜化方式相同D.分子間氫鍵:HF大于H2O,HF的熔沸點高
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