【题目】草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是_______________。
(2)NaClO3在反应中氯元素被还原为最低价,该反应的离子方程式为
____________________________________________________________________________
(3)加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀。试用离子方程式和必要的文字简述其原理:_______________________________________________________
(4)滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10,当加入过量NaF后,所得滤液=______。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如右图所示,在滤液II中适宜萃取的pH为___左右。
a.1 b.2 c.3 d.4
(6)已知:NH3·H2ONH4++OH- Kb=1.8×10-5;
H2C2O4H++HC2O4- Ka1=5.4×10-2;HC2O4-H++C2O42- Ka2=5.4×10-5;
则该流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH_____7(填“>”或“<”或“=”)
(7)CoC2O4·2H2O热分解质量变化过程如右图所示(其中600℃以前是隔绝空气加热,,600℃以后是在空气中加热);A、B、C均为纯净物;C点所示产物的化学式是__________
【答案】(1)还原Fe3+、Co3+为Fe2+、Co2+
(2)ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
(3)加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,使Fe3+和Al3+(用M3+代替)的水解平衡M3++3H2OM(OH)3+3H+,向右移动,而产生氢氧化物沉淀
(4)0.7[Ksp(MgF2)÷Ksp(CaF2)=7.35×10-11÷1.05×10-10=0.7]
(5)c
(6)<)
(7)Co3O4(写成CoO·Co2O3亦给分,但Co2O3·CoO不给分)
【解析】
试题分析:浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;加入NaClO3可得FeCl3,然后加入Na2CO3调PH至5.2,可得Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤后所得滤液主要有Co2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+,加入NaF,除去Ca2+、Mg2+,再在滤液中加入萃取剂,最后得到CoC2O4;
(1)Na2SO3具有还原性,能将Co3+、Fe3+还原;
(2)氯酸钠具有氧化性,能将浸出的亚铁离子氧化成铁离子,自身被还原为氯离子,同时生成水,离子方程式为:ClO2-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O;
(3)加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,使Fe3+和Al3+的水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,向右移动,而产生氢氧化物沉淀;
(4)当加入过量的氟化钠后,所得到滤液中镁离子与钙离子的比例等于氟化镁和氟化钙的溶度积的比值,=7.35×10-11/1.05×10-10=0.7;
(5)由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系图可知,溶液的pH是3.0时Mn2+完全萃取;
(6)因NH3·H2O的Kb大于H2C2O4的Ka2,则(NH4)2C2O4溶液中NH4+比C2O42-的水解能力弱,溶液显酸性。
(7)由题意知,二水合草酸钴(CoC2O42H2O)的起始质量是18.3g,物质的量为0.1mol,其中Co元素的质量是5.9g,300℃时该固体分解为Co的氧化物,C点固体质量为8.03g,则O元素的质量是8.03g-5.9g=2.13g,物质的量是2.13g/16gmol-1=0.133125mol,则该固体中Co与O原子的物质的量之比是0.1: 0.133125=3:4,C点剩余固体的化学成分为Co3O4。
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【题目】下列3种有机化合物A: CH2=CH-CH3B:C:CH3CH2OH
(1)写出化合物A、C中的官能团的名称 、 。
(2)A在催化剂加热条件下生成聚合物的反应方程式为 。
(3) B可以被酸性高锰酸钾氧化成苯甲酸,写出苯甲酸与C物质在浓硫酸中共热发生酯化反应的化学方程式: 。
(4) 草酸(乙二酸)与乙二醇按1:1生成聚乙二酸乙二酯的反应方程式为__________。
(5) 苯酚钠中通入二氧化碳的反应方程式为__________________________________。
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【题目】按要求对下图中两极进行必要的联接并填空:
(1)在A图中,使铜片上冒H2气泡。对装置加以联接,则联接后的装置叫 。
电极反应式:锌板: ;铜板: 。
(2)在B图中,a、b两电极均为石墨,对装置加以联接,使a极析出铜,则b析出 。该装置叫 。电极反应式,a极: b极: 。经过一段时间后,停止反应并搅匀溶液,溶液的pH值 (升高、降低、不变),加入一定量的 (填化学式)后,溶液能恢复至与电解前完全一致。
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【题目】下列描述中不正确的是( )
A. CS2为Ⅴ形的极性分子 B. ClO3-的空间构型为三角锥形
C. SF6中有6对完全相同的成键电子对 D. SiF4和SO32-的中心原子均为sp3杂化
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【题目】纳米ZnO在催化、医药及橡胶等新材料方面有广阔的应用前景,下面是制备纳米ZnO的相关工艺流程,试回答有关问题:
已知:Ksp[Zn(OH)2]=4.5×10-17,且Zn(OH)2具有两性。
(1) 试剂A是_____,试剂B是______,步骤I生成BaSO4的离子方程式是 。
(2)步骤II中,pH应调节至 (填序号)。
a.3~5 b.5 c.8~9 d.12~14
(3)步骤II中“回流”时必须用到下列仪器中的 (填序号)。
a.分液漏斗 b.温度计 c.空气冷凝管 d.球形冷凝管
(4)已知,在实验室中用200 mL 0.25 mol/L ZnSO4溶液与50 mL 8mol/L的试剂A反应,则加入固体试剂B的质量为 (计算结果保留小数点后一位)。
(5)步骤II在加热回流的同时,要蒸出 (填物质名称),该物质可循环使用。
(6)纳米ZnO也可以用以下流程制备(其中反应②生成了两种碳的化合物)。
书写相关的化学方程式① ,② 。
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【题目】某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、液氨、氯化铵为原料,在活性炭催化下合成了橙黄色晶体X。为测定其组成,进行如下实验。
①氨的测定:精确称取wgX,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品溶液中的氨全部蒸出,用V1mLc1mol·L—1的盐酸溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2mol·L—1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mLNaOH溶液。
②氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现砖红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。
回答下列问题:
(1)装置中安全管的作用原理是 。
(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用 式滴定管,可使用的指示剂为 。
(3)样品中氨的质量分数表达式为 。
(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将 (填“偏高”或“偏低”)。
(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是 ;滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10—5mol·L—1,c(CrO42—)为 mol·L—1。(已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10—12)
(6)经测定,样品X中钴、氨、氯的物质的量之比为1:6:3,钴的化合价为 ,制备X的化学方程式为 ;X的制备过程中温度不能过高的原因是 。
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【题目】黄铜矿(主要成分为CuFeS2 ,S为-2价)是工业炼铜的主要原料,现有一种天然黄铜矿(含SiO2),为了测定该黄铜矿的纯度,设计了如下实验:
现称取研细的黄铜矿样品1.84g,在空气存在下进行煅烧,发生如下反应:
实验后取d中溶液的置于锥形瓶中,用0.0500mol/L标准碘溶液进行滴定,消耗标准溶液20.00mL。请回答下列问题:
(1)中氧化产物是 ,当生成0.3molSO2气体时,转移电子 mol。
(2)将样品研细后再反应,其目的是 ;装置c的作用是 。
(3)用标准碘溶液滴定d中溶液的离子方程式是 ,滴定达终点时的现象是 。
(4)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是 。
(5)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为 。
(6)若将原装置d中的试液换为Ba(OH)2溶液,测得黄铜矿纯度偏高,假设实验操作均正确,可能的原因主要是 。
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【题目】有机物的结构可用“键线式”简化表示,如CH3-CH=CH-CH3可简写为。有机物X的键线式为,Y是X的同分异构体,且属于芳香烃。下列有关Y的说法正确的是( )
A.Y能使酸性KMnO4溶液褪色,所以是苯的同系物
B.Y能使溴水褪色,且静置后不分层
C.Y不能发生取代反应
D.Y能发生加聚反应生成
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【题目】I.氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。
(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti2+中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 。
(2)液氨是富氢物质,是氢能的理想载体,利用2NH3实现储氢和输氢。下列说法正确的是 。
a.NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化 b.电负性顺序:C<N<O<F
c.由于氨分子间存在氢键,所以稳定性:NH3>PH3 d.[Cu(NH3)4]2+中N原子是配位原子
(3)已知NF3与NH3的空间构型相同,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是 。
Ⅱ.氯化钠是生活中的常用调味品,也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物,其晶胞结构如图所示:
(1)设氯化钠晶体中Na+与跟它最近邻的Cl-之间的距离为r,则该Na+与跟它次近邻的Cl-的个数为 ,该Na+与跟它次近邻的Cl-之间的距离为 。
(2)已知在氯化钠晶体中Na+的半径为a pm,Cl-的半径为b pm,它们在晶体中是紧密接触的,则在氯化钠晶体中离子的空间利用率为 (用含a、b的式子表示)。
(3)硅与碳是同主族元素,其中石墨为混合型晶体,已知石墨的层间距为335 pm,C--C键长为142 pm,则石墨晶体密度约为 (列式并计算,结果保留三位有效数字,NA为6.02×1023 mol-)。
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