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菱锌矿的主要成分是碳酸锌,还含有少量的Fe2O3、FeO、CuO等杂质。如图是以菱锌矿为原料制取轻质氧化锌的一种工艺流程,该流程还可以得到两种副产品——海绵铜和铁红。

请结合下表数据,回答问题:

离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2
6.3
9.7
Fe3
1.5
3.2
Zn2
6.2
8.0
 
(1)下列试剂中,________(填代号)可作为试剂甲的首选。
A.KMnO4      B.Cl2       C.H2O2      D.浓硝酸
根据所选试剂写出与之反应的离子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)氢氧化铁固体会吸附一些SO42-,如何洗涤Fe(OH)3固体以及如何判断是否洗涤干净?
洗涤方法:______________________________________________________________,判断是否洗涤干净的方法是_______________________________________。
(3)除铁步骤中加入氨水的目的是调节溶液的pH,其适宜的pH范围是______________;调节溶液pH时,除了氨水外,还可以加入下列物质中的________。
a.Zn     b.ZnO    c.Zn(OH)2    d.CuO
(4)经测定乙溶液中仍含有少量的Fe3和Zn2。若c(Fe3)为4.0×10-17  mol·L-1,则c(Zn2)为______________ mol·L-1。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17)。

(1)C 2Fe2+H2O2+2H=2Fe3+2H2O
(2)向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出,重复上述操作2~3次 用试管取少量洗涤液,滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀则表明未洗净,反之则表明已洗净
(3)3.2≤pH<6.2 bc
(4)1.2×10-3

解析

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO2(s)+CCl4(g) TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下制备TiCl4,实验装置示意图如下:

有关物质性质如下表:

物质
熔点/℃
沸点/℃
其他
CCl4
-23
76
与TiCl4互溶
TiCl4
-25
136
遇潮湿空气产生白雾
 
仪器A的名称是________。装置E中的试剂是________。反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、________、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括:①停止通N2 ②熄灭酒精灯 ③冷却至室温。正确的顺序为________(填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是________。
(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:
酸溶 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
简要工艺流程如下:

①试剂A为________。钛液Ⅰ需冷却至70 ℃左右,若温度过高会导致产品TiO2产率降低,原因是__________________________________________
②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是________。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是____________________(填化学式)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO42·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:
焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO42·12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是________。
(2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是________。

(3)Al2O3在一定条件下可制得AlN,其晶体结构如右图所示,该晶体中Al的配位数是________。
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是________。
(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197 kJ/mol;
H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44 kJ/mol;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ/mol。
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是________。焙烧948 t明矾(M=474 g/mol),若SO2的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫酸________t。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某化学兴趣小组用铝土矿(主要成分为A12 O3,还含有SiO2及铁的氧化物)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:

(1)在过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还需用到的玻璃仪器有           ;洗涤沉淀的操作是                                                                        
(2)实验室制备氢氧化铝的方案有多种。现提供铝屑、氢氧化钠溶液、稀硫酸三种药品,若制备等量的氢氧化铝,请你从药品用量最少的角度出发,设计出最佳实验方案(方案不必给出),写出此方案中发生反应的离子方程式:                                                                                                                               ,此方案中所用药品的物质的量之比是:n(Al)∶n(H2SO4)∶n(NaOH) =       
(3)兴趣小组欲对铝土矿中铁元素的价态进行探究:取少量固体,加入过量稀硝酸,加热溶解;取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色。由此得出铁元素的价态为+3的结论。请指出该结论是否合理并说明理由                                                       

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某工业废渣的主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。现根据下列方案对其进行处理以回收废渣中的金属元素。

回答下列问题。
(1)固体A的化学式为                             。 
(2)反应a的化学反应方程式为                           。 
(3)25 ℃时,溶液中金属离子的物质的量浓度与溶液pH的关系如图所示:

①调节pH(Ⅰ)的pH为                               ;
②溶液D加入氢氧化钠溶液的同时调节pH(Ⅱ)所发生反应的离子方程式为                                               ;
③从图中数据计算可得Mg(OH)2的溶度积Ksp[Mg(OH)2]约为                   

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

硝酸铝广泛用于有机合成、印染工业等。工业上以铝灰为原料(主要成分为Al,含少量Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO、MgO等)制备硝酸铝的工艺流程如下:

已知:Al(OH)3沉淀和溶解的pH如下表:

Al(OH)3
开始沉淀
沉淀完全
沉淀开始溶解
沉淀溶解完全
pH
3.3
5.0
7.8
12.8
 
回答下列问题:
(1)碱溶时,发生主反应的离子方程式为________________________________。
(2)工艺流程中第一次加入硝酸调pH=7.0的目的是__________________________________________________________。
pH=7.0时,溶液中c(Al3)=________(通常条件下,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33)。
(3)若忽略杂质跟酸、碱的反应,则在碱溶、调pH=7.0、酸溶过程中,理论上消耗碱、酸的物质的量之比n1(NaOH)∶n2(HNO3)∶n3(HNO3)=________。
(4)现用1 t铝灰制硝酸铝晶体[Al(NO33·9H2O],最后生产出7.5 t硝酸铝晶体,若生产过程中铝元素的损失率为10%,计算铝灰中铝元素的质量分数。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

用含少量铁的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)。有如下操作:

已知:在pH为4~5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解。
(1)氧化剂A可选用    (填编号,下同)。
①Cl2   ②H2O2   ③HNO3   ④KMnO4
(2)要得到较纯的产品,试剂B可选用    
①NaOH   ②FeO   ③CuO   ④Cu2(OH)2CO3
(3)从滤液经过结晶得到氯化铜的方法是    (按实验先后顺序填编号)。
①过滤   ②冷却   ③蒸发浓缩   ④蒸发至干
(4)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)中x值,某兴趣小组设计了两种实验方案:
方案一:称取m g晶体灼烧至质量不再减轻为止,冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n g。
方案二:称取m g晶体,加入足量10%的氢氧化钠溶液、过滤、洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止,冷却、称量所得固体的质量为n g。
①方案一中灼烧CuCl2·xH2O得到无水CuCl2,应在    (填仪器名称)中进行。
方案二中配制一定量10%的氢氧化钠溶液,其操作步骤是计算、称量、    
②试评价上述两种实验方案,其中可行的方案是    ,另一种方案不可行的理由是                                                                ,若用方案二,计算得x=       (用含m、n的代数式表示)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

Co(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。 

钴的有关性质如下:Co(OH)2具有两性。钴的主要物理、化学参数与铁、镍接近,属铁族元素。
结合以上信息试回答下列问题:
(1)Co(OH)2的制备是在CoCl2溶液中加稍过量的氨水,不用NaOH溶液的原因是________________________________(用化学方程式表示)。制得的Co(OH)2不宜在空气中长期放置,会被空气中的O2氧化,化学方程式为_____________________________________________________。
(2)如图,已知钴的氢氧化物加热至290 ℃时已完全脱水,则1000 ℃时,剩余固体的成分为________________________(填化学式);在290~500 ℃范围内,发生的反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)已知常温下,在0.10 mol·L-1 CoCl2溶液中加入氨水充分搅拌,有Co(OH)2沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Co2)=________mol·L-1(Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15)。常温下反应Co2+2H2O??Co(OH)2+2H的平衡常数为
_______________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质,发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是,他们先对固体A、B进行鉴别,再通过实验进行性质探究。
(1)分别加热固体A、B,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为_________________________________
(2)称取两种固体各2 g,分别加入两个小烧杯中,再各加10 mL 蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,恢复至室温,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。
①发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得出结论___________________
②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中,盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是________________(填字母序号)。
A.溶液温度下降     B.溶液温度升高     C.滴入酚酞后呈浅红色    D.滴入酚酞后呈红色
(3)如图所示,在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品,将气球内的固体同时倒入试管中。

①两试管中均产生气体,________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的反应程度更为剧烈。
②反应结束后,气球均有膨胀,恢复至室温,下列说法正确的是__________
A.装置Ⅰ的气球体积较大             B.装置Ⅱ的气球体积较大
C.生成气体的体积根据盐酸计算       D.生成气体的体积根据固体计算
(4)同学们将两种固体分别配制成0.5 mol·L-1的溶液,设计如下方案并对反应现象做出预测:

实验方案
预测现象
预测依据
操作1:向2 mL Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液
有白色沉淀
Na2CO3溶液中的CO32-浓度较大,能与CaCl2发生反应_________(写离子方程式)。
操作2:向2 mL NaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液
无白色沉淀
NaHCO3溶液中的CO32-浓度很小,不能与CaCl2反应。
 
实施实验后,发现操作2的现象与预测有差异:产生白色沉淀和气体。则该条件下,NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式为_______________

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