【题目】过氧硫酸氢钾复合盐(K2SO4KHSO42KHSO5)易分解,可用作漂白剂、NOx和SO2等的脱除剂。某研究小组制备过氧硫酸氢钾复合盐的流程如图所示。
已知:浓硫酸与H2O2反应,部分转化为过硫酸(化学式为H2SO5,是一种一元强酸)
(1)H2SO5中硫元素的化合价为+6价,其中过氧键的数目为________;工业上用过氧硫酸氢钾复合盐溶液脱除NO时,反应的离子方程式为___________________________。
(2)若反应物的量一定,在上述流程的“转化”步骤中需用冰水浴冷却,且缓慢加入浓硫酸,其目的是___________________________。
(3)“结晶”操作中,加入K2CO3即可获得过氧硫酸氢钾复合盐晶体,该过程的化学方程式为______________________________。过氧硫酸氢钾复合盐产率(以产品含氧量表示)随溶液pH和温度的变化关系如图所示,则该过程适宜的条件是_________________。
(4)产品中KHSO5含量的测定:取1.000g产品于锥形瓶中,用适量蒸馏水溶解,加入5mL5%的硫酸和5mL25%的KI溶液,再加入1mL淀粉溶液作指示剂,用0.2000mol·L-1硫代硫酸钠标准液滴定至终点,消耗标准液的体积为25.00mL。
已知:2KHSO5+4KI+H2SO4 = 2I2+3K2SO4+2H2O I2+2Na2S2O3 =Na2S4O6+2NaI
①用_____滴定管盛装标准浓度的硫代硫酸钠溶液(填“甲”或“乙”)。
②产品中KHSO5的质量分数为___________。
【答案】1 3HSO5-+2NO+H2O = 3SO42-+2NO3-+5H+ 防止浓硫酸与H2O2溶液混合时放出大量热使H2O2分解 5K2CO3+4H2SO5+4H2SO4 =2(K2SO4KHSO42KHSO5)↓+5CO2↑+5H2O 控制pH在2.0~2.5之间,温度在0℃左右 乙 38.00%
【解析】
(1)H2SO5中硫元素的化合价为+6价,依据化合价的代数和为0计算,有2个氧原子显-1价,所以过氧键的数目为1。答案为1;
工业上用过氧硫酸氢钾复合盐溶液脱除NO时,反应的离子方程式为3HSO5-+2NO+H2O = 3SO42-+2NO3-+5H+。答案为3HSO5-+2NO+H2O = 3SO42-+2NO3-+5H+
(2)在“转化”步骤中,30%的H2O2溶液加入98%的浓硫酸中,相当于浓硫酸稀释,会放出大量的热,而H2O2受热易分解,所以需用冰水浴冷却,且缓慢加入浓硫酸。
答案为:防止浓硫酸与H2O2溶液混合时放出大量热使H2O2分解;
(3)“结晶”操作中,加入K2CO3即可获得过氧硫酸氢钾复合盐晶体,该过程的化学方程式为5K2CO3+4H2SO5+4H2SO4 =2(K2SO4KHSO42KHSO5)↓+5CO2↑+5H2O。
答案为:5K2CO3+4H2SO5+4H2SO4 =2(K2SO4KHSO42KHSO5)↓+5CO2↑+5H2O
从溶液pH看,过氧硫酸氢钾复合盐产率在2.0~2.5之间时最大;从温度看,过氧硫酸氢钾复合盐产率在0℃左右最大,所以该过程适宜的条件是控制pH在2.0~2.5之间,温度在0℃左右。答案为:控制pH在2.0~2.5之间,温度在0℃左右;
(4) ① 硫代硫酸钠溶液呈碱性,应放在碱式滴定管内。答案为乙;
② 由反应2KHSO5+4KI+H2SO4 = 2I2+3K2SO4+2H2O和I2+2Na2S2O3 =Na2S4O6+2NaI可得出如下关系式:KHSO5——2Na2S2O3
n(Na2S2O3)=0.2mol/L×0.025L=0.005mol,n(KHSO5)=0.0025mol
产品中KHSO5的质量分数为:
答案为:38.00%。
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【题目】氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业,随着工业的飞速发展,我国对氧化锌的需求量日益增加,成为国民经济建设中不可缺少的重要基础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣(主要成分为ZnO,还含有铁、铝、铜的氧化物,Mn2+、Pb2+、Cd2+等)制取氧化锌的工艺流程如图所示:
已知:相关金属离子[c(Mn+)=0.1 mol/L]生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)为保证锌渣酸浸的充分,先保持酸过量,且c(H+)=0.5 mol/L左右。写出一种加快锌渣浸出的方法:_____________________________________
(2)为调节溶液的pH,则试剂X为________(填化学式),且调节溶液pH的范围是________。
(3)除杂时加入高锰酸钾的作用是___________,发生反应的离子方程式为_______________。
(4)“过滤”所得滤渣的主要成分是___________ (填化学式)。
(5)写出“碳化合成”的化学方程式:_________________________________;“碳化合成”过程需纯碱稍过量,请设计实验方案证明纯碱过量:_________________________________
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【题目】用如图所示装置进行如下实验,能达到实验目的的是( )
A.瓶中盛满水,从b口进气,用排水法收集NO2
B.瓶中盛适量浓硫酸,从a口进气干燥NH3
C.从b口进气,用排空气法收集CO2
D.瓶中装满水,a口连接导管并伸入量筒中,从b口进气,测量生成H2的体积
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【题目】某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH相同、体积均为V0的两种酸溶液分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示,下列叙述错误的是
A.曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液
B.溶液中水的电离程度:b点小于c点
C.相同体积a点的两种酸分别与NaOH溶液恰好中和后,溶液中n(NO2-)>n(CH3COO-)
D.由c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
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【题目】废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下:
(1)写出铜帽溶解时铜与加入的稀硫酸、30%H2O2反应的离子反应方程式____;铜帽溶解完全后,需加热(至沸)将溶液中过量的H2O2除去。
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2 后溶液中Cu2+的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下:2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2 2S2O32-+I2=2I-+S4O62-
①滴定选用的指示剂为____,滴定终点观察到的现象为___;
②某同学称取1.0g电池铜帽进行实验,得到100.00mL含有Cu2+的溶液,量取20.00mL上述含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用0.1000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点。再重复操作实验3次,记录数据如下:
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
V(Na2S2O3)(mL) | 28.32 | 25.31 | 25.30 | 25.32 |
计算电池铜帽中Cu的质量分数为____(结果保留四位有效数字),若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,则所测定c (Cu2+)将会____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”);
(3)常温下,若向50mL 0.0001 mol·L-1CuSO4溶液中加入50mL0.00022 mol·L-1NaOH溶液, 生成了Cu (OH)2沉淀。计算沉淀生成的溶液的pH= ___(假设Cu2+被完全沉淀,混合后溶液体积不发生变化);
(4)已知pH>11 时Zn(OH)2 能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Zn2+ | 5.9 | 8.9 |
实验中可选用的试剂:30%H2O2、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为:
①向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应;
②_______;
③过滤;
④______;
⑤过滤、洗涤、干燥;
⑥900℃煅烧。
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【题目】右下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是( )
A. X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B. Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在,它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增
C. YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力
D. 根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性,T2X3具有氧化性和还原性
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【题目】中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝。关于叙述错误的是 ( )
A. 原子序数116B. 中子数177
C. 核外电子数116D. 相对原子质量293
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【题目】用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是 ( )
A. 用图所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体
B. 用图所示装置除去Cl2中含有的少量HCl
C. 用图所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层
D. 用图所示装置制取少量纯净的CO2气体
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【题目】用化学用语表示CH4+Cl2CH3Cl+HCl中的相关微粒,其中错误的是
A. 中子数为20的氯原子:
B. Cl的结构示意图:
C. CH4的比例模型:
D. HCl的电子式:H∶Cl
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