【题目】氧化钪(Sc2O3)在合金、电光源、催化剂、激活剂和陶瓷等领域有广泛的应用,利用钪精矿为原料(主要成分为Sc2O3,还含有Fe2O3、MnO等杂质)生产氧化钪的一种工艺流程如下:
(1)“酸溶”步骤中,钪的浸出率结果如图所示。由图可知,为使钪的浸出率达90%左右,所采用的生产条件为___________________。
(2)加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣主要成分是_____________;若再向滤液加入氨水调节pH=6,滤液中 Sc3+能否沉淀完全(离子浓度小于105 mol/L)?______________(列式计算并作判断)。(25℃时,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×1013、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×1039,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×1031)
(3)已知钪与铝类似,其氢氧化物具有两性。反萃取步骤中,加入NaOH使溶液呈碱性,碱性条件下双氧水可以氧化锰离子生成滤渣,写出该反应的离子方程式______________。
(4)“沉钪”前先加入稀盐酸调节溶液至酸性,然后用草酸“沉钪”。25℃时pH=2的草酸溶液中=_________________________。写出“沉钪”得到草酸钪(难溶于稀酸)的离子方程式___________________[25℃时,草酸电离平衡常数为Ka1=5.0×102,Ka2=5.4×105]。
(5)草酸钪“灼烧”的化学方程式为_______________________。
【答案】100℃、4.5 h Fe(OH)3 c(Sc3+)=Ksp[Sc(OH)3]/c3(OH)=9.0×107mol·L<1×105 mol/L,故已沉淀完全 Mn2++H2O2+2OHMnO2↓+2H2O 2.7×102 2Sc3++ 3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓+ 6H+ 2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2
【解析】
(1)由图可知,当钪的浸出率为90%时,所采用的生产条件为100℃、4.5 h。
(2)根据Ksp[Mn(OH)2]=1.9×1013、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×1039,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×1031,pH=3时,计算三种金属离子的浓度分别为:c(Mn2+)=1.9×109 mol/L,c(Fe3+)=2.6×106 mol/L,c(Sc3+)=9.0×102 mol/L,c(Fe3+)<105 mol/L,Fe3+完全沉淀,因此加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣的主要成分是Fe(OH)3。再向滤液中加入氨水调节pH=6,c(OH)=1×108 mol/L,c(Sc3+)=Ksp[Sc(OH)3]/c3(OH)=9.0×107 mol/L <1×105 mol/L,故已沉淀完全。
(3)碱性条件下,双氧水氧化锰离子生成滤渣,锰的化合价升高,应生成不难溶的MnO2,由此可写出离子方程式:Mn2++H2O2+2OHMnO2↓+2H2O。
(4)25℃时pH=2的草酸溶液中=×××=Ka1×Ka2×
=2.7×102,“沉钪”得到草酸钪的离子方程式为:2Sc3++3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓+6H+。
(5)草酸钪“灼烧”氧化是草酸钪和氧气反应生成氧化钪和二氧化碳,反应的化学方程式为2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2。
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【题目】X、Y、Z、P、Q为五种短周期元素,其原子半径和最外层电子数之间的关系如下图所示。下列说法正确的是
A. Q的氧化物一定含有离子键和共价键 B. 最高价含氧酸的酸性:Z<Y
C. P的最低价氢化物常温常压下为液体 D. Y形成的化合物种类最多
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【题目】分析、归纳、探究是学习化学的重要方法和手段之一。下面就电解质A回答有关问题(假定以下都是室温时的溶液)。
(1)电解质A的化学式为NanB,测得浓度为c mol/L的A溶液的pH=a。
①试说明HnB的酸性强弱____。
②当a=10时,A溶液呈碱性的原因是(用离子方程式表示)______。
③当a=10、n=1时,A溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为____,(OH-)-c(HB)=______。
④当n=1、c=0.1、溶液中c(HB):c(B-)=1∶99时,A溶液的pH为___(保留整数值)。
(2)已知难溶电解质A的化学式为XnYm,相对分子质量为M,测得其饱和溶液的密度为ρg/cm3,Xm+离子的浓度为c mol/L,则该难溶物XnYm的溶度积常数为Ksp=___。
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【题目】一定条件下,在密闭容器中进行反应:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)。不能表示上述反应达到化学平衡状态的是( )
A.单位时间消耗2molN2,同时生成6molH2
B.c(HCl)保持不变
C.混合气体密度保持不变
D.c(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:6
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【题目】X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的相对位置如图所示。若Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍,下列说法中正确的是( )
A.X的最常见气态氢化物的水溶液显酸性
B.Z的单质与氢气反应比Y单质与氢气反应剧烈
C.最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z强
D.X的原子半径小于Y
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【题目】探究铁在某浓度H3PO4和H2O2的混合溶液中反应的情况,进行如下实验:
实验 | 操作 | 现象 |
Ⅰ | 将除去氧化膜的铁钉置于烧杯中,加入30mL1.0molL-1H3PO4和3mL30%H2O2的混合溶液(pH≈1)。 | 一段时间后铁钉表面突然产生大量气泡,随后停止产生气泡;一段时间后再产生大量气泡,再停止,出现周而往复的现象。过程中,溶液保持澄清。 |
Ⅱ | 将与实验Ⅰ相同的铁钉放入烧杯中,加入30mL1.0molL-1H3PO4和3mLH2O。 | 片刻后铁钉表面持续产生气泡,溶液保持澄清。 |
已知:Fe3(PO4)2难溶于水,Fe(H2PO4)2溶于水。
(1)用85%H3PO4配制100mL1.0mol·L-1H3PO4所用的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、______。
(2)请结合实验Ⅱ中现象,分析铁钉与H3PO4反应的产物_______。
(3)探究实验Ⅰ中停止产生气泡的原因。
提出假设:铁钉表面形成了含有+3价铁的氧化膜将铁钉覆盖。甲同学进行实验Ⅲ,得出假设成立的结论。
实验Ⅲ:将洗净的实验Ⅰ中无气泡产生时的铁钉置于试管中,加入滴有KSCN溶液的稀H2SO4,振荡,静置,溶液呈红色。
乙同学认为实验Ⅲ无法证实假设成立,其理由是未排除O2的干扰,请解释O2是如何干扰实验的:_____。
乙同学通过改进实验证实了假设成立。
(4)铁钉表面突然产生大量气泡的可能原因是Fe2+迅速被H2O2氧化形成氧化膜,使聚集在铁钉表面的H2脱离铁钉表面。形成氧化膜(以Fe3O4计)的离子方程式是____。
(5)实验Ⅰ中周而往复的现象与铁钉表面氧化膜的生成和溶解密切相关,从反应的速率角度分析其原因:______。
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【题目】下列表示式中,正确的是( )
A.醋酸的电离方程式:CH3COOH → CH3COO一+ H+
B.常温下NH4Cl溶液的pH < 7
C.因为SO3的水溶液能够导电,所以SO3是强电解质
D.在常温下的NaOH溶液中,由于NaOH抑制了水的电离,水的离子积常数(KW)减小
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【题目】铁及其化合物与人类生产、生活息息相关。
(1)FeCl3可用作止血剂。基态铁原子的核外电子排布式为______, Fe3+有______个未成对电子。
(2)K3[Fe(CN)6]主要应用于照相纸、颜料、制革、印刷等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。
①K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序_________。
②(CN)2分子中存在碳碳键,则分子中σ键与π键数目之比为_________。KCN与盐酸作用可生成HCN,HCN的中心原子的杂化轨道类型为________。
(3)CO能与金属Fe所形成的配合物Fe(CO)5,其熔点-20℃,沸点103℃,可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图所示:
①Fe(CO)5晶体类型属于__________晶体。
②关于Fe(CO)5,下列说法正确的是_________。
A Fe(CO)5是非极性分子,CO是极性分子
B Fe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键
C 1mol Fe(CO)5含有10mol配位键
D 反应Fe(CO)5 = Fe+5CO没有新化学键生成
(4)铁的多种化合物均为磁性材料,氮化铁是其中一种,某氮化铁的晶胞结构如图所示:
则氮化铁的化学式为________;设晶胞边长为a cm,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为________g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。
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【题目】用下列装置能达到实验目的的是
A | 淸洗铜与浓硫 酸反应后有残 液的试管 | B | 配置一定物质的量浓度的溶液实验中,为定容时的操作 | ||
C | 以淀粉为指示 剂,用酸式滴 定管盛放 Na2S2O3标准溶液进行滴定 | D | 装置为制备并用 排气法收集NO 气体的装置(稀硝酸+钢屑) |
A. AB. BC. CD. D
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