【題目】ZrO2常用作陶瓷材料,可由鋯英砂(主要成分為ZrSiO4,也可表示為ZrO2·SiO2,還含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))通過如下方法制取。
已知:①ZrO2能與燒堿反應(yīng)生成可溶于水的Na2ZrO3,Na2ZrO3與酸反應(yīng)生成ZrO2+。
②部分金屬離子在實(shí)驗(yàn)條件下開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
金屬離子 | Fe3+ | Al3+ | ZrO2+ |
開始沉淀時(shí)pH | 1.9 | 3.3 | 6.2 |
沉淀完全時(shí)pH | 3.2 | 5.2 | 8.0 |
(1)“熔融”時(shí)ZrSiO4發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。
(2)“濾渣Ⅰ”的化學(xué)式為________________。
(3)為使濾液Ⅰ中的雜質(zhì)離子沉淀完全,需用氨水調(diào)pH=a,則a的范圍是________;繼續(xù)加氨水至pH=b時(shí),所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。
(4)向“過濾Ⅲ”所得濾液中加入CaCO3粉末并加熱,得到兩種氣體。該反應(yīng)的離子方程式為____________________________。
【答案】 ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O H2SiO3 (或H4SiO4) 5.2~6.2 ZrO2++2NH3·H2O+H2O===Zr(OH)4↓+2NH4+ 2NH4++CaCO3Ca2++2NH3↑+CO2↑+H2O
【解析】鋯英砂(主要成分為ZrSiO4,也可表示為ZrO2SiO2,還含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))加NaOH熔融,ZrSiO4轉(zhuǎn)化為Na2SiO3和Na2ZrO3,加過量鹽酸酸浸,Na2SiO3與HCl生成硅酸沉淀,濾液中含有ZrO2+、Fe3+、Al3+,加氨水調(diào)節(jié)pH為5.2~6.2,使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,過濾,濾液中主要含有ZrO2+,再加氨水調(diào)節(jié)pH使ZrO2+轉(zhuǎn)化為Zr(OH)4沉淀,過濾、洗滌,得到Zr(OH)4,加熱分解,即可得到ZrO2。(3)需用氨水調(diào)pH=a,使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,而ZrO2+不能沉淀,根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷;加氨水至pH=b時(shí),ZrO2+與NH3H2O反應(yīng)生成Zr(OH)4沉淀;據(jù)此分析解答。
(1)高溫下,ZrSiO4與NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3和Na2ZrO3,其反應(yīng)的方程式為:ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O;故答案為:ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O;
(2)加過量鹽酸酸浸,Na2SiO3與HCl生成硅酸沉淀,過濾,濾渣為H2SiO3,故答案為:H2SiO3;
(3)需用氨水調(diào)pH=a,使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,而ZrO2+不能沉淀,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知:pH在5.2~6.2時(shí)Fe3+、Al3+完全沉淀,而ZrO2+不沉淀;加氨水至pH=b時(shí),ZrO2+與NH3H2O反應(yīng)生成Zr(OH)4沉淀,其反應(yīng)的離子方程式為:ZrO2++2NH3H2O+H2O=Zr(OH)4↓+2NH4+;故答案為:5.2~6.2;ZrO2++2NH3H2O+H2O=Zr(OH)4↓+2NH4+;
(4)過濾Ⅲ所得濾液中主要含有銨根離子,溶液顯酸性,加入CaCO3粉末并加熱得到氨氣和二氧化碳,其反應(yīng)的離子方程式為:2NH4++CaCO3=Ca2++2NH3↑+CO2↑+H2O,故答案為:2NH4++CaCO3=Ca2++2NH3↑+CO2↑+H2O;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。
下列說法不正確的是
A. 生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%
B. CH4→CH3COOH過程中,有C―H鍵發(fā)生斷裂
C. ①→②放出能量并形成了C―C鍵
D. 該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4?紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置(見圖2),使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液,并回收利用;卮稷窈廷蛑械膯栴}。
Ⅰ.固體混合物的分離和利用(流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明)
(1)反應(yīng)①所加試劑NaOH的電子式為_________,B→C的反應(yīng)條件為__________,C→Al的制備方法稱為______________。
(2)該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合,不加熱,無變化;加熱有Cl2生成,當(dāng)反應(yīng)停止后,固體有剩余,此時(shí)滴加硫酸,又產(chǎn)生Cl2。由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有(填序號(hào))___________。
a.溫度 b.Cl-的濃度 c.溶液的酸度
(3)0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態(tài)化合物,放熱4.28 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________。
Ⅱ.含鉻元素溶液的分離和利用
(4)用惰性電極電解時(shí),CrO42-能從漿液中分離出來的原因是__________,分離后含鉻元素的粒子是_________;陰極室生成的物質(zhì)為___________(寫化學(xué)式)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A. 常溫常壓下28g N2所含電子數(shù)為10NA
B. 46g 鈉充分燃燒時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA
C. 0.1mol/L NH4Cl溶液中NH4+離子數(shù)小于0.1NA
D. 密閉容器中3mol NO與1molO2充分反應(yīng),剩余氣體的分子數(shù)為3NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的廢水、廢氣是環(huán)境污染的重要源頭。在環(huán)境治理方面人們可利用I2O5和Na2SO3等化工產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水和廢氣的治理。
(1)利用I2O5的氧化性處理廢氣H2S,得到S、I2兩種單質(zhì),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。
(2)利用I2O5也可消除CO的污染,其反應(yīng)原理為I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s) ΔH。已知在不同溫度(T1、T2)下,向裝有足量I2O5固體的2 L恒容密閉容器中通入2 mol CO,測(cè)得CO2氣體的體積分?jǐn)?shù)φ(CO2)隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示。
①溫度為T2時(shí),0~2 min 內(nèi),CO2的平均反應(yīng)速率 υ(CO2)=______________。
②b點(diǎn)時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為_______,化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____(填表達(dá)式)。
③反應(yīng):I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)的ΔH______0(填“>”“<”或“=”)。
④上述反應(yīng)在T1下達(dá)到平衡時(shí),再向容器中充入物質(zhì)的量均為2 mol的CO和CO2氣體,則化學(xué)平衡________(填“向左” “向右”或“不”)移動(dòng)。
⑤下列現(xiàn)象,可以表示上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________(填字母)。
A.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化 B.混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
C.混合氣的密度不再變化 D.單位時(shí)間內(nèi)消耗CO和生成CO2的物質(zhì)的量之比為1∶1
(3)Na2SO3具有還原性,其水溶液可以吸收Cl2(g),減少環(huán)境污染。
已知反應(yīng):
①Na2SO3(aq)+Cl2(g)+H2O(l) Na2SO4(aq)+2HCl(aq) ΔH1=a kJ·mol1
②Cl2(g)+H2O(l) HCl(aq)+HClO(aq) ΔH2=b kJ·mol1
試寫出Na2SO3(aq)與HClO(aq)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì),可通過下列方法制備:在KOH加入適量AgNO3溶液,生成Ag2O沉淀,保持反應(yīng)溫度為80,邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中,反應(yīng)完全后,過濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品.反應(yīng)方程式為
2AgNO3+4KOH+K2S2O8Ag2O2↓+2KNO3+2K2SO4+2H2O
回答下列問題:
(1)上述制備過程中,檢驗(yàn)洗劑是否完全的方法是
(2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4,寫出該電池反應(yīng)方程式: .
(3)準(zhǔn)確稱取上述制備的樣品(設(shè)僅含Ag2O2和Ag2O) 2.558g,在一定的條件下完全分解為Ag 和O2,得到224.0mLO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).計(jì)算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位).
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】室溫下,將0.1mol/L的一元酸HA溶液逐滴滴加到10mL0.1mol/LNaOH溶液中,pH的變化曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A. 一元酸HA為弱酸
B. a點(diǎn)所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)
C. pH=7時(shí),c(Na+)>c(A-)+c(HA)
D. b點(diǎn)所示溶液中c(H+)-c(OH-)=1/2[c(A-)-c(HA)]
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上用鉻鐵礦(主要成分可表示為FeO·Cr2O3,還含有Al2O3、MgCO3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備重鉻酸鉀晶體(K2Cr2O7)和鐵紅的流程如下:
已知:I.常見離子開始生成沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | SiO32- | AlO2- | |
開始沉淀的pH | 1.9 | 4.2 | 8.1 | 9.5 | 10.2 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 5.3 | 9.4 | 8.0 | 8.5 |
II.熔融Na2CO3條件下主要發(fā)生反應(yīng):
2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3=4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2。
(1)熔融Na2CO3條件下還可以得到的副產(chǎn)物為NaAlO2和Na2SiO3,生成這兩種副產(chǎn)物的化學(xué)方程式為___________________。
(2)濾渣2的主要成分為________(填化學(xué)式)。
(3)用醋酸調(diào)節(jié)pH2=5的目的為__________;若調(diào)節(jié)的pH過低,NO2-可被氧化為NO3-,其離子方程式為______________。
(4)調(diào)節(jié)pH2后,加入KCl控制一定條件,可析出K2Cr2O7晶體的可能理由是_______。
(5)調(diào)節(jié)pH3的范圍為______。
(6)檢驗(yàn)濾液4中Fe3+是否沉淀完全的方法是____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一定體積的容器中加入1.5mol氙氣和7.5mol氟氣,于400℃和2633Kpa壓強(qiáng)下加熱數(shù)小時(shí),然后迅速冷至25℃,容器內(nèi)除得到一種無色晶體外,還余下4.5mol氟氣。則所得無色晶體產(chǎn)物中,氙和氟的原子個(gè)數(shù)之比是 ( )
A.1 :6B.1 :4C.1 :3D.1 :2
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