是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用、为原料,低温反应制备,其流程如下:
已知:的沸点是-85.0 ℃,的沸点是19.5 ℃。
(1)第①步反应中无水的作用是、。反应设备不能用玻璃材质的原因是(用化学方程式表示)。无水有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的溶液冲洗。
(2)该流程需在无水条件下进行,第③步反应中极易水解,其产物为两种酸,写出水解的化学方程式:。
(3)第④步分离采用的方法是;第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是。
(4)产品中通常混有少量。取样品。测得的物质的量为,则该样品中的物质的量为(用含有、的代数式表示)。
氯化亚铜(CuCl)是有机合成工业中应用较广泛的催化剂,它是白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)电镀污泥的主要成分是 (写化学式)。
(2)铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为:
。
(3)析出CuCl晶体时的最佳pH在 左右。
(4)析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤,然后真空干燥、冷却,密封包装。真空干燥,密封包装的目的是 。
(5)从滤液A中可回收的主要物质是 (写化学式)。
(6)以碳棒为电极电解CuCl2溶液可得到CuCl。写出电解CuCl2溶液后的阴极上发生的反应为
碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Al(OH)3 |
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
回答下列问题:
(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH在 范围内。
(2)反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化亚铁离子,写出该反应的离子方程式为
。
(3)实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2体积为 11.2 L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为 。
(4)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可部分水解生成Fe2(OH)42+ 聚合离子,该水解反应的离子方程式为 。
(5)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3-。为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为 。
A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液
(6)为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:准确量取20.00mL溶液于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<3,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用 0.1000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL。
已知:
则溶液中铁元素的总含量为 g·L-1。若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的铁元素的含量将会
(填“偏高” “偏低” “不变”)
草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如图:回答下列问题:
(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠,甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为:____、____ 。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作①的滤液是 ,滤渣是____ ;过滤操作②的滤液是 和 ,滤渣是____ 。
(3)工艺过程中③和④的目的是____ 。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯,其中含有的杂质主要是___ 。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0.250 g溶于水,用0.0500 mol·L-1的酸性KMn04溶液滴定,至浅粉红色不消褪,消耗KMn04溶液15.00 mL,反应的离子方程式为____ ;
列式计算该成品的纯度 。
(16分) 以电解法生产金属锰产生的阳极泥中,其锰含量高达40%~50%,主要成分为MnO2的水合物,且含有显著量的Pb2+、Sn2+等重金属杂质。本工艺采用的木屑富含的纤维素在较浓硫酸的作用下膨胀、水解生成还原糖,酸性条件下,可与二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。
(1)工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰,阳极的电极反应式为 。
(2)写出木屑水解反应的化学方程式: 。配平浸出步骤反应方程式C6H12O6 + MnO2 + H2SO4→ MnSO4 + CO2 + H2O
(3)若取消除酸操作步骤,将会产生 气体(填化学式)而污染环境;
(4)本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料,写出其化学式 ;
(5)取一定量的阳极泥进行实验分析,得到如下图像。硫酸的最合适用量为 mL,若再增加硫酸的用量,将会导致 (填化学式)的消耗量增大。
(6)某阳极泥中MnO2(相对分子质量为87)的质量分数为50.0%,将174g该阳极泥与320g36.5%的浓盐酸混合加热,则产生的氯气在标准状况下应少于 L。(假设阳极泥中的其它成分不参与反应)
工业上SnSO4是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业,其制备路线如下:
提示:①已知在酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式.
②已知Ksp[Sn(OH)2] =1.0×10-26
回答下列问题:
(1)SnCl2用盐酸而不用水直接溶解的原因是__________,加入Sn粉的作用是_________。
(2)反应I生成的沉淀为SnO,写出该反应的离子方程式___________________________。
(3)检验沉淀已经“漂洗”干净的方法__________________________________________。
(4)反应Ⅱ硫酸的作用之一是控制溶液的pH,若溶液中c(Sn2+)=1.0mol•L-1,则应控制溶液pH_____。
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,请写出发生反应的离子方程式____________。
难溶性杂卤石()属于"呆矿",在水中存在如下平衡⇌为能充分利用钾资源,用饱和溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如图1:
(1)滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石.
(2)用化学平衡移动原理解释溶液能溶解杂卤石浸出的原因:.
(3)"除杂"环节中,先加入溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入溶液调滤液至中性.
(4)不同温度下,的浸出浓度与溶浸时间的关系是图2,由图可得,随着温度升高,①②;
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:已知298时,=2.80×10﹣9,=4.90×10﹣5,求此温度下该反应的平衡常数(计算结果保留三位有效数字).
(本题共16分)锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:
已知25℃,部分物质的溶度积常数如下:
物质 |
Mn(OH)2 |
Co(OH)2 |
Ni(OH)2 |
MnS |
CoS |
NiS |
Ksp |
2.1×10-13 |
3.0×10-16 |
5.0×10-16 |
1.0×10-11 |
5.0×10-22 |
1.0×10-22 |
(1)步骤Ⅰ中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式是 。
(2)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+,反应的离子方程式是 ,加氨水调节溶液的pH为5.0~6.0,以除去Fe3+。
(3)步骤Ⅲ中,滤渣2的主要成分是 。
(4)步骤Ⅳ中,在 (填“阴”或“阳”)极析出Mn,电极反应方程式为 。
(5)电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。为了将Mn2+降到1.0×10-9mol/L,则c(Na2S)至少是 mol/L。
废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO2、NH4CI、ZnCI2,还有少量的FeCI2和炭粉,用A制备高纯MnCO3,的流程图如下。
(1)碱性锌锰干电池的负极材料是_________(填化学式)。
(2)第Ⅱ步操作的目的是________________________。
(3)第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂,除去Zn2+的离子方程式为____________________。
(已知:Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(ZnS)=1.6×10-24)
(4)为选择试剂X,在相同条件下,分别用5 g黑色物质M进行制备MnSO3的实验,得到数据如右表:
①试剂x的最佳选择是_________。
②第Ⅲ步中用选出的最佳试剂X与M的主要成分反应的化学方程式为_________。
(5)已知:MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时pH为7.7。请补充完成以下操作:
第Ⅴ步系列操作可按一下流程进行:请补充完成操作:(第Ⅴ步系列操作中可供选用的试剂:、乙醇)
操作1:___________________;操作2:过滤,用少量水洗涤2~3次
操作3:检测滤液,表明SO42-已除干净; 操作4:___________________;
操作5:低温烘干。
(6)操作1可能发生反应的离子方程式
【化学选修-化学与技术】(15分)
电石浆是氯碱工业中的一种废弃物,其大致组成如下表所示:
用电石浆可生产无水CaCl2,某化工厂设计了以下工艺流程:
已知氯化钙晶体的化学式是:CaCl2·6H2O;H2S是一种酸性气体,且具有还原性。
⑴反应器中加入的酸应选用___________________。
⑵脱色槽中应加入的物质X是_______________;设备A的作用是______________;设备B的名称为________________;设备C的作用是____________________。
⑶为了满足环保要求,需将废气H2S通入吸收池,下列物质中最适合作为吸收剂的是____________ _。反应的化学方程式为_________________。
A.水 | B.浓硫酸 | C.石灰乳 | D.硝酸 |
⑷将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是______________________。
⑸氯碱工业离子方程式_____________________。
选修:化学与技术】(金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀等性质被广泛用在高新科技材料和航天领域中。“硫酸法”生产钛的原料是钛铁矿(主要成分是:FeTiO3,还含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金属元素及脉石等杂质);主要生产流程如下:
已知反应:①将钛铁矿与浓H2SO4煮解:FeTiO3+2H2SO4(浓)△TiOSO4(硫酸氧钛)+FeSO4+2H2O。②加水热分解硫酸氧钛:TiOSO4+(n+1)H2O△TiO2·nH2O+H2SO4。
请回答下列问题:
(1)副产品甲是____________,可循环利用的物质是___________________________。
(2)上述生产流程中加入铁屑的目的是_______________________________________。
(3)写出中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应的方程式为:________________。
(4)“硫酸法”生产钛排放的废液对水体有哪些污染,请指出主要的两点:
①_________________________________;②_______________________________。
针对其中一项污染,提出处理的方法: 。
氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程。
请回答下列问题:
(1)氯化铁有多种用途:
①氯化铁做净水剂。请用离子方程式表示其原理____________ __________;
②工业上常用FeCl3溶液腐蚀铜印刷线路板。这是利用了FeCl3较强的__________性。
(2)吸收剂X的化学式为 。为检验吸收剂是否已完全转化为FeCl3溶液,有人设计用酸性高锰酸钾溶液,但很快被否定,理由是(用离子方程式表示) 。正确的检验方法是:取少量待测液,加入 (写化学式)溶液,若无深蓝色沉淀产生,则证明转化完全。
(3)碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。
(4)过程②将混合溶液搅拌半小时,静置,抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4 K2FeO4+2NaOH,请根据相关反应原理分析反应能发生的原因 。
(5)将粗K2FeO4产品经重结晶、过滤、 、 ,即得较纯净的K2FeO4。
(12分)【化学——化学与技术】
资源开发、材料制备及工农业生产等都离不开化学。请回答下列问题:
(1)工业制肥皂时,在皂化反应结束后需要在混合物中加入饱和食盐水。加入饱和食盐水的目的是 。
(2)Al2O3的熔点高达2050oC,工业上为了降低能量消耗,在金属铝的冶炼中通常采取的措施是 。
(3)工业上合成氨所需的氮气来源于 ,氢气来源于 ,写出工业上在催化剂作用下制取氢气的其中一个化学方程式 。
(4)工业制硫酸时,SO3的生成是在 (填设备名称)中进行的,工业上常采用浓硫酸吸收SO3,而不直接用水吸收的原因是 。在吸收塔中,为提高SO3的吸收率所采取的措施为 。
试题篮
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