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20.硼及其化合物具有重要的工业用途,某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO32、Al2O3和Fe2O3等,回收镁和其中另一种金属单质的工艺流程如图1:
(1)滤液I所含金属离子的主要成分为Na+、AlO2-;可回收的金属A的原子结构示意图为
(2)试剂B为盐酸,“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有研磨固体废料;增大盐酸浓度;加热升高温度、边加盐酸边搅研拌(要求写出两条措施)
(3)Mg(ClO32在农业上有广泛的用途,可用NaClO3与 MgCl2制备,已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图2所示.
①该反应的化学方程式为2NaClO3+MgCl2=Mg(ClO32+2NaCl↓,该反应能进行的原因是在相同温度下,由于NaCl溶解度较小最先析出,Mg(ClO32剩余在溶液中通过蒸发结晶可得.
②从溶液中制备Mg(ClO32晶体的操作方法为蒸发浓缩、冷却结晶.

分析 固体废料中含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO32、Al2O3和Fe2O3,经碱浸后分离,得到滤液Ⅰ主要含有NaAlO2,可回收金属Al,滤渣Ⅰ含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO32、Fe2O3等,加入盐酸浸泡,得到滤渣Ⅱ含有硅酸,滤液Ⅱ含有氯化镁、氯化钙以及氯化铁等,调节溶液pH,可除去氯化铁、氯化钙等,得到氯化镁晶体,最终电解熔融的氯化镁可得到镁,以此解答该题.

解答 解:固体废料中含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO32、Al2O3和Fe2O3,经碱浸后分离,得到滤液Ⅰ主要含有NaAlO2,可回收金属Al,滤渣Ⅰ含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO32、Fe2O3等,加入盐酸浸泡,得到滤渣Ⅱ含有硅酸,滤液Ⅱ含有氯化镁、氯化钙以及氯化铁等,调节溶液pH,可除去氯化铁、氯化钙等,得到氯化镁晶体,最终电解熔融的氯化镁可得到镁,
(1)氧化铝能溶于氢氧化钠,生成偏铝酸钠和水,含有的金属离子的主要成分为Na+、AlO2-,碱浸后的滤液中含有的金属是Al,Al有3个电子层,最外层电子数为3,Al的原子结构示意图为:
故答案为:Na+、AlO2-
(2)由以上分析可知试剂B为盐酸,从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看,可以通过增大接触面积提高反应速率,提高镁的浸出率,可通过升高温度提高氯化镁的溶解度,或通过搅拌使反应物充分接触反应,或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率,
故答案为:盐酸;研磨固体废料;增大盐酸浓度;加热升高温度、边加盐酸边搅研拌;
(3)①依据题意得出反应物为:NaClO3和MgCl2,生成物为:Mg(ClO32,故化学反应方程式为:2NaClO3+MgCl2=Mg(ClO32+2NaCl↓,在相同温度下,由于NaCl溶解度较小最先析出,在降温的过程中,Mg(ClO32的溶解度也不断减小,从溶液中析出,通过蒸发结晶即可获取,
故答案为:2NaClO3+MgCl2=Mg(ClO32+2NaCl↓;在相同温度下,由于NaCl溶解度较小最先析出,Mg(ClO32剩余在溶液中通过蒸发结晶可得;
②从溶液中得到晶体,可进行蒸发浓缩、冷却结晶,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶.

点评 本题考查对常见金属元素及其化合物主要性质的掌握,以及对离子反应实质的认识,为高考常见题型,同时考查应用基础知识解决简单化学问题的能力以及对图表的观察、分析能力,物质溶解度概念的应用,晶体析出的方法,杂质离子的除杂原则和试剂选择,题目难度较大.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.下列物质不能通过化合反应制得的是(  )
A.FeCl2B.Fe(OH)3C.FeSD.CuS

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13.某物质中含有6.02×1022个Na+,则Na+物质的量为多少?

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

8.下表列出了A-R9种元素在周期表中的位置
周期\族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAO
1A
2EFGR
3BCDH
(1)这9种元素分别为H,Na,Mg,Al,C,O,F,Cl,Ne其中化学性质最不活泼的是Ne(以上均填元素符号)
(2)B、C、D三种元素按原子半径由大到小的顺序排列为Na>Mg>Al(用元素符号表示)
(3)F元素简单氢化物的化学式是H2O,H元素跟B元素形成化合物的化学式是NaCl,高温灼烧该化合物时,火焰呈黄色.
(4)G元素和H元素两者核电荷数之差是8.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

15.实验室用固体烧碱配制500 mL 0.1mol•L-1的NaOH溶液.
(1)需称量2.0g的烧碱固体,它应该盛放在小烧杯中进行称量.
(2)配制过程中,不需要使用的仪器是(填写代号)C、H.
A.烧杯     B.量筒          C.1000mL容量瓶    D.托盘天平
E.药匙      F.500mL容量瓶  G.胶头滴管      H.漏斗
(3)除上述可使用的仪器,还缺少的仪器是玻璃棒,它在实验中的作用为搅拌、引流.
(4)叙述定容过程中的操作用玻璃棒引流,加蒸馏水至离刻度1~2 cm处,改用胶头滴管逐滴滴加,使溶液凹液面最低点、刻度线、视线水平相切.
(5)要配制浓度约为2mol•L-1NaOH溶液100mL,下列操作正确的是①④.
①称取8gNaOH固体,放入250mL烧杯中,用100mL量筒量取100mL蒸馏水,加入烧杯中,同时不断搅拌至固体溶解
②称取8gNaOH固体,放入100mL量筒中,边搅拌,边慢慢加入蒸馏水,待固体完全溶解后用蒸馏水稀释至100mL
③称取8g NaOH固体,放入100mL容量瓶中,加入适量蒸馏水,振荡容量瓶使固体溶解,再加水至刻度线,塞好瓶塞,反复摇匀
④用100mL量筒量取40mL5mol•L-1 NaOH,倒入250mL烧杯中,再用同一量筒量取60mL蒸馏水,不断搅拌下,慢慢倒入烧杯中
(6)下列操作导致所配溶液浓度偏高的是B.
A.称量时,左盘高,右盘低
B.定容时俯视容量瓶刻度线
C.原容量瓶洗净后没有干燥
D.摇匀后见液面下降,再加水至刻度线.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

5.(1)某实验需要用1.0mol/L NaOH溶液500mL.配制该溶液须用天平称量NaOH20.0g;所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管.
(2)配制实验的操作步骤有:
a.用天平称量NaOH固体,在烧杯里加水溶解,冷却至室温
b.把制得的溶液小心地注入一定容积的容量瓶中
c.继续向容量瓶中加水至距刻度线1cm-2cm处,改用胶头滴管加水至刻度线
d.用少量水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将每次洗涤液一同注入容量瓶中,并摇匀
e.将容量瓶瓶塞塞紧,充分振荡摇匀.
填写下列空白:
①操作步骤的正确顺序为abdce.
②该配制过程中两次用到玻璃棒,其作用分别是搅拌、引流.
③若没有进行d步操作,会使结果偏低(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.向某恒容密闭容器中加入4mol A、1.2mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[已知t0~t1阶段c(B)未画出].乙图为t2时刻后改变反应条件,反应速率随时间的变化情况,在t2、t3、t4、t5时刻各改变一种不同的条件,已知t3时刻为使用催化剂.

(1)若t1=15s,则t0~t1阶段的反应速率为v(C)=0.02mol•L-1•min-1
(2)t4时刻改变的条件为减小压强,B的起始物质的量为2mol.
(3)写出该反应的化学方程式2A(g)+B(g)?3C(g),该反应的逆反应为放热反应(填“吸热反应”或“放热反应”).
(4)图乙中共有Ⅰ~Ⅴ五处平衡,其平衡常数与Ⅰ处的平衡常数不相等的是Ⅴ(填“Ⅱ”、“Ⅲ”、“Ⅳ”或“Ⅴ”).
(5)在相同条件下,若按下表a、b、c、d四种情况进行投料,达到的平衡与t1时刻的平衡等效(A、B、C的体积分数分别与t1时刻的平衡相同)的是c(填“a”、“b”、“c”或“d”)
abcd
n(A)/mol2.01.223.6
n(B)/mol1.20.411.5
n(c)/mol0.100.52

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.有机物A常用于食品行业.已知9.0gA在足量O2中充分燃烧,混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重5.4g和13.2g,经检验剩余气体为O2
(1)A分子的质谱图如图所示,从图中可知其相对分子质量是90,则A的分子式是C3H6O3
(2)A能与NaHCO3溶液发生反应,A一定含有的官能团名称是羧基.
(3)A分子的核磁共振氢谱有4个锋,峰面积之比是1:1:1:3,则A的结构简式是CH3CH(OH)COOH.
(4)0.1mol A与足量Na反应,在标准状况下产生H2的体积是2.24L.
(5)写出A与甲醇发生酯化反应的化学方程式:CH3CH(OH)COOH+CH3OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3CH(OH)COOCH3+H2O.
(6)物质B为比A多一个碳原子的同系物的同分异构体且满足下列条件,写出物质B的结构简式:(CH32C(OH)COOH.
①B与A具有相同官能团;
②B的核磁共振氢谱显示只有3个峰.

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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

10.现有几种元素的性质或原子结构如下表:
元素编号元素性质或原子结构
T失去一个电子后,形成Ne原子电子层结构
X最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y其单质之一是空气中主要成分,最常见的助燃剂
Z阳离子就是一个质子
(1)元素X的一种同位素用来作原子量标准,这种同位素的符号是${\;}_6^{12}$C.
(2)画出T的离子结构示意图
(3)写出实验室制取Y单质的化学方程式2KMnO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑.
(4)Z的三种同位素原子名称氕、氘、氚.
(5)写出由T、X和Y三种元素组成的一种化合物在水溶液中的电离方程式NaClO=Na++ClO-

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