稀土元素被誉为“工业的维生素”,是不可再生资源,应用广泛。
①稀土元素与铝、钛等金属熔合,形成特种合金,其性能会有较大提高,强度更好,抗腐蚀性能更强。坦克、飞机、核潜艇等的制造都用到了特种合金。
②稀土元素在自然界中以化合物的形式存在。二氧化铈(CeO2)是稀土氧化物中用途极广的一种材料,因为具有较为独特的萤石晶体结构,使得其具有特殊的性能。主要用于玻璃、原子能、电子管等工业。
③中国的稀土储量最多时占世界的71.1%,目前占比在23%以下。中国并非世界上唯一拥有稀土的国家,却在过去几十年承担了世界稀土供应的角色,结果付出了破坏自身天然环境与消耗自身资源的代价。近几年,我国出台了一系列政策,采取了出口控制等措施,保护我国现有的稀土资源。
阅读以上材料,回答以下问题:
(Ⅰ)稀土元素铼与“太空金属”钛制成的钛铼合金,可用来制造核潜艇。请写出钛铼合金的优良性能(任写一点) 。
(Ⅱ)关于稀土资源,下列说法正确的是 (填序号)
A.稀土的开采与环境问题无关
B.稀土在材料工业方面发挥着重要作用,它是万能的
C.稀土元素化学性质稳定,在自然界中以单质形式存在
D.稀土不可再生,珍贵,保护稀土资源,是我们义不容辞的责任
(Ⅲ)某品牌平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质)。以此粉末为原料进行资源回收,其工艺流程如图:
已知:2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O,Na2SiO3溶于水。
(1)第①步操作的名称是 ;
(2)第②步加入过量稀硫酸的目的是 ;
(3)洗涤滤渣B的目的是为了除去 (填离子符号),提高产品的纯度;
(4)若第④步加的碱为NaOH,写出该反应的化学方程式 。
波尔多液含氢氧化钙、氢氧化铜和硫酸钙等物质,是农业上常用的杀菌剂。一种生产波尔多液的工艺流程如图。
(1)“煅烧”的化学方程式为CaCO3 CaO+CO2↑,该反应属于基本反应类型中的 反应。
(2)“混合”时不能用铁制容器,原因是 。
(3)“混合”时需不断搅拌,目的是 。
(4)“混合”过程中硫酸铜和氢氧化钙反应生成氢氧化铜的化学方程式为 。
(5)“混合”后得到的波尔多液温度明显高于室温,原因是 。
(6)用 可以测定波尔多液酸碱度。
以MnO2为原料制备MnSO4•H2O的工业流程如图。
已知:①沉淀时的化学方程式为7MnSO4+7Na2CO3+11H2O=MnCO3•6Mn(OH)2•5H2O↓+7Na2SO4+6CO2↑
②MnSO4•H2O和MnSO4•5H2O易溶于水,难溶于乙醇。
③MnSO4的溶解度曲线如图1所示。
(1)溶解时,为控制80℃,在实验室可用水浴加热如图2.水浴加热需要的玻璃仪器有酒精灯、 、 。水浴加热的优点有 。能加快溶解的方法有 (写一种)。
(2)除铁时需要搅拌,搅拌的作用是 。
(3)过滤I所得滤液的溶质主要是Na2SO4和 。过滤时,玻璃棒的作用是 。
(4)酸溶时,MnCO3•6Mn(OH)2•5H2O与足量稀硫酸反应的化学方程式为 。
(5)请补充完整由流程中“酸溶”所得MnSO4溶液制备MnSO4•H2O的实验方案:将MnSO4溶液转移至蒸发皿中, ,在高于40℃时趁热过滤, ,100℃烘干得MnSO4•H2O。
镁及其合金是一种用途广泛的金属材料,大量的金属镁是从海水或卤水中提取的,其主要步骤见如图:
(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用 ;
(2)加入试剂①后,分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是 ;
(3)试剂②可以选用 ;
(4)通电后,MgCl2分解生成Mg和Cl2的化学反应方程式 。
实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、MgO和SiO2)为原料制备MgCO3•3H2O.其主要实验过程如图:
已知:SiO2不溶于水,常温下不与硫酸、碳酸钠反应。
(1)“酸溶”时发生反应的化学方程式为 和 。
(2)“过滤Ⅱ”所得滤液中含有的主要离子有 (填离子符号)。
(3)“反应”步骤前后均有过滤,能否省去“过滤Ⅰ”只进行“过滤Ⅱ”。 (填“能”或“否”),理由是 。
(4)“酸溶”时所加硫酸溶液不宜过量太多的原因是 。
高纯碳酸钙广泛应用于精密电子陶瓷、医药等的生产。某兴趣小组按如图所示实验步骤,模拟工业流程制备高纯碳酸钙。请回答下列问题。
(1)“酸溶”过程中,将一定浓度的盐酸缓慢加入粉碎后的优质石灰石中,同时搅拌。搅拌的目的是 。
(2)“操作1”、“操作2”步骤中,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(3)“操作2”中分离得到的NH4Cl,在农业上可用作 。
以镁矿石(主要成分MgCO3、SiO2)为原料生产MgO的工艺流程如图
注:SiO2难溶于水和常见的酸;“沉镁”过程中有Mg(OH)2生成。
(1)滤渣X的主要成分为 (填化学式)。
(2)实验室中用图一所示装置进行过滤。
①该装置中仪器A的名称为 。
②若过滤时滤液出现浑浊,可能的原因是 (填字母)。
a.滤纸已破损 b.漏斗中液面低于滤纸边缘 c.滤纸未紧贴漏斗内壁
(3)“沉镁”时MgSO4与NH3•H2O发生反应。结合图二,写出该反应的化学方程式 。
(4)已知在不同温度下,充分加热等质量的Mg(OH)2,加热温度与固体残留率的关系如题图三所示。“加热”时温度至少要达到350℃,原因是 。
孔雀石的主要成分是CuCO3•Cu(OH)2及少量不溶性杂质(杂质不与酸反应),某同学按下列实验步骤制取了少量氧化铜。
(1)白色沉淀的化学式为 。
(2)写出步骤③中发生反应的化学方程式 ; 。
(3)蓝色沉淀受热分解生成另一种氧化物的化学式是 。
(4)若向溶液A中逐滴加入NaOH溶液,其过程中溶质种数会发生变化,最多时可达 种。
胆矾(CuSO4•5H2O)在工农业生产中有广泛的用途。实验室利用废旧电池的铜帽(主要含铜和锌)为原料制备胆矾。实验流程如图所示:
查阅资料:氧化锌能溶于氢氧化钠溶液。
(1)废旧电池铜帽的表面常有油污,可用洗洁精预先除去,洗洁精在除去油污的过程中起 作用。
(2)“碱溶”步骤中,为加快反应速率可采取多种措施,如搅拌、 等。
(3)“酸溶”时,发生反应的化学方程式是 。
(4)“灼烧”完全(已充分反应)的判断依据是 。
粗盐中含有泥沙等不溶性杂质,还含有氯化钙、氯化镁、硫酸钠等可溶性杂质。
提纯粗盐并制取纯碱的工艺流程如图:
已知:①20℃时,将CO2通入含有NH3的饱和NaCl溶液中生成NaHCO3晶体和NH4Cl溶液
②20℃时,几种物质在水中的溶解度/g
NaCl |
NH4Cl |
NaHCO3 |
36.0 |
37.2 |
9.6 |
请根据上述题中有关信息,回答下列问题:
(1)步骤③中加入试剂A的化学式是 ;
(2)步骤④中加入过量Na2CO3溶液的目的是 ;
(3)在步骤⑥反应中,有NaHCO3晶体析出,而没有NH4Cl和NaCl析出的原因是 ;
(4)步骤⑦中NaHCO3转化为纯碱的化学反应方程式是2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,该化学反应属于 反应(填基本反应类型)。
已知:向饱和食盐水中通入氨气得到饱和铵盐水,饱和铵盐水能与CO2发生反应:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl。某学习小组以饱和食盐水等为原料制备纯碱的主要流程如图:
(1)常温时,饱和铵盐水的pH (填“=”或“>”)7。反应时,溶液中生成的NH4Cl中含有原子团的名称是 。
(2)过滤时,若经两次过滤滤液仍浑浊其原因可能是 (任写一条)。
(3)热解时,NaHCO3分解得到Na2CO3、CO2和H2O,该反应的化学方程式为 。
氯化亚铜CuCl是一种难溶于水和乙醇且在潮湿空气中易变质的物质,广泛应用于冶金、电镀、医药等行业、CuCl的制备流程如图:
(1)"操作Y"名称是 。
(2)CuCl中铜元素的化合价为 。
(3)请配平"反应Ⅱ"的化学方程式: 。
(4)在"滤液Ⅱ"中可以循环利用的物质(水除外)是 。(填化学式)
(5)"醇洗"的目的是 ,防止后续过程中氯化亚铜变质。
无水氯化钙(CaCl 2)是重要的干燥剂,CaCl 2•6H 2O与冰的混合物是实验室常用的制冷剂,将CaCl 2•6H 2O加热可得CaCl 2.某工厂以石灰石为原料生产无水氯化钙的流程如图所示,原料石灰石中含有的杂质主要是MgCO 3、MgSO 4。
(1)过滤和蒸发均用到的玻璃仪器是 。
(2)石灰石溶解时,杂质MgCO 3发生反应的化学方程式为 ,该反应是 (填基本反应类型)
(3)加入BaCl 2溶液除去的杂质离子是 ,加入氢氧化钙溶液除杂的化学方程式为 。
(4)由CaCl 2•6H 2O得到CaCl 2是 变化(填"物理"或"化学")。
已知:NaOH溶液能与MgSO4溶液反应生成Na2SO4和难溶于水的Mg(OH)2.镁大多是从海水中提取。某小组从预先处理后的海水中提取镁的主要步骤如图:
(1)沉淀时,NaOH应过量的目的是 。
(2)过滤时,使用玻璃棒的作用是 。
(3)溶解时,稀盐酸与Mg(OH)2发生反应的化学方程式为 ,该反应的反应类型为 。
碳酸钾广泛应用于玻璃、纺织印染和肥皂生产等领域。制取碳酸钾的工艺流程示意图如图:
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
60 |
80 |
100 |
K2CO3的溶解度/g |
107.0 |
109.0 |
111.0 |
114.0 |
117.0 |
126.0 |
139.0 |
156.0 |
根据如图表信息,回答下列问题:
(1)生成碳酸钾的化学方程式为 。
(2)上述流程中可循环使用的物质是 ,NH4Cl在农业上可用作 。
(3)得到K2CO3晶浆的结晶方法是 。
(4)上述流程中洗涤K2CO3晶体应选用 (填序号)。
①NH4Cl溶液
②热水
③饱和K2CO3溶液
试题篮
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