【题目】[化学——选修2:化学与技术]辉铜矿主要成分为Cu2S,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质,软锰矿主要含有MnO2,以及少量SiO2、Fe2O3等杂质。研究人员开发综合利用这两种资源,用同槽酸浸湿法冶炼工艺,制备硫酸锰晶体和碱式碳酸铜。主要工艺流程如下:
已知:
①MnO2有较强的氧化性,能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫;
②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定,在热水溶液中会分解生成NH3;
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围(开始沉淀和完全沉淀的pH):
Fe3+:1.5~3.2 Mn2+:8.3~9.8 Cu2+:4.4~6.4
④MnSO4·H2O溶于1份冷水、0.6份沸水,不溶于乙醇。
(1)实验室配制250 mL 4.8 mol·L1的稀硫酸,所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要 。
(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有 (任写一点)。得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式: 。
(3)调节浸出液pH=4的作用是 。
(4)本工艺中可循环使用的物质是 (写化学式)。
(5)获得的MnSO4·H2O晶体需要进一步洗涤、干燥,洗涤时应用 洗涤。
(6)测定MnSO4·H2O样品的纯度:准确称取样品14.00 g,加蒸馏水配成100 mL溶液,从中取出25.00 mL用标准的BaCl2溶液测定,完全反应后得到了4.66 g沉淀,则此样品的纯度为__________(保留三位有效数字)。
【答案】(1)250 mL容量瓶、胶头滴管(2分)
(2)粉碎矿石(或加热或者搅拌)(任写一点)(1分) Cu2S+2MnO2+4H2SO42CuSO4+2MnSO4+S↓+ 4H2O(3分)
(3)使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀,而 Cu2+、Mn2+不形成沉淀(2分)
(4)NH3(2分)
(5)酒精(2分)
(6)96.6%(3分)
【解析】(1)配制一定物质的量浓度的溶液,必不可少的玻璃仪器是容量瓶和胶头滴管,容量瓶要标明规格,本题必须使用250 mL容量瓶。
(2)酸浸时矿石颗粒大小影响浸取率,可以通过粉碎矿石提高浸取率,还可以适当升高温度或者搅拌提高浸取率。根据信息,MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫,反应物是Cu2S、MnO2、H2SO4,生成物是CuSO4、MnSO4、S,把硫化亚铜看成整体,化合价变化是:(1×2+2×1)=4,Mn元素化合价变化是:42=2,所以二氧化锰化学计量数是2,硫化亚铜的是1,再根据观察法配平其它物质,反应的化学方程式是:Cu2S+2MnO2+4H2SO42CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O。
(3)根据金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围,使Fe3+完全沉淀且Cu2+、Mn2+不沉淀的pH范围是:3.2~4.4,故选择pH=4目的是使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀,而 Cu2+、Mn2+不形成沉淀。
(4)工艺流程中,加入了氨水,最后又得到了氨气,因此NH3 可循环使用。
(5)硫酸锰晶体不溶于酒精,故获得的MnSO4·H2O晶体后常用酒精洗涤,目的是减少MnSO4H2O晶体的损失。
(6)根据提示n(BaSO4)=n(SO42)=n(MnSO4·H2O)= =0.02 mol,25 mL溶液中含有n(SO42)= n(MnSO4·H2O)=0.02 mol,则100 mL溶液含有n(MnSO4·H2O)=0.08 mol,m(MnSO4·H2O)=0.08×169=13.52(g),那么样品的纯度为=96.6%。
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【题目】某同学实验探究氨气的还原性并进行系列实验。
(1)将光亮的紫红色铜丝绕几圈后,在酒精灯火焰上加热,等铜丝变黑后,趁热将铜丝插入疏松的氯化铵晶体里,即刻发现有白色烟雾生成,拿出铜丝后,铜丝又转变为光亮的紫红色。在焊接铜器时用氯化铵除去铜器表面的氧化铜即利用了该原理,请完成该反应:
(2)利用下列装置,进行与金属氧化物MxOy反应生成M、H2、H2O,通过测量生成水的质量来测定M的相对原子质量。a中试剂是浓氨水。
①仪器a的名称为__________,仪器b中装人的试剂可以是____________.
②按气流方向正确的装置连接顺序为(填序号,装置可重复使用):___________。
③实验结束时,应首先__________(填序号)。
I.熄灭A装置的酒精灯
II.停止从a中滴加液体
④若实验中准确称取金属氧化物的质量为mg,完全反应后,测得生成水的质量为ng,则M的相对原子质量为__________ (用含X、y、m、n的式子表示)。
(3)若金属氧化物MxOy为Fe2O3,将反应后固体溶于稀硫酸,然后滴加KSCN溶液没发生明显变化。推测该固体成分可能是(将化学式填人下表,你认为有几种可能填几种)。
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【题目】下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表某一化学元素。
(1)下列______(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。
①a、c、h ②b、g、k ③c、h、l ④d、e、f
(2)如果给核外电子足够的能量,这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响:
a.原子核对核外电子的吸引力 b.形成稳定结构的倾向
下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol-1):
锂 | X | Y | |
失去第一个电子 | 519 | 502 | 580 |
失去第二个电子 | 7 296 | 4 570 | 1 820 |
失去第三个电子 | 11 799 | 6 920 | 2 750 |
失去第四个电子 | 9 550 | 11 600 |
①通过上述信息和表中的数据分析,为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量?__________________________________________。
②表中X可能为以上13种元素中的________(填写字母)元素。用元素符号表示X和j形成化合物的化学式_________。
③Y是周期表中的______族元素。
④以上13种元素中,______(填写字母)元素原子失去核外第一个电子所需要的能量最多。
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【题目】
Ⅰ、用下列:①H2O ②H2O2 ③Ba(OH)2 ④Na2O2 ⑤Cl2 ⑥ Ar ⑦CO2 等物质填空。 (1—4小题填序号)
(1) 由离子键和非极性键构成的是
(2) 由极性键和非极性键构成的是
(3) 不存在化学键的是
(4) 共价化合物有
(5) 写出下列物质的电子式:Na2O2
Ⅱ、某元素原子的价电子构型为4s24p1,它属于第________周期________族,属________区元素
Ⅲ、Cu3N的晶胞结构如图,N3-的配位数为 ,Cu+半径为acm,N3-半径为bcm,Cu3N的密度为 g·cm-3。(阿伏加德罗常数用NA表示,Cu、N相对分子质量为64、14)
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【题目】【化学——选修3物质结构与性质】铬(Cr)位于第四周期ⅥB族,主要化合价:+2、+3、+6,单质硬度大,耐腐蚀,是重要的合金材料。
(1)基态铬原子的价电子排布图:____________________,CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断CrO2Cl2晶体类型是________,溶剂CCl4、CS2中的碳原子杂化类型分别是___________、_____________。
(2)CrCl3·6H2O实际上是配合物,配位数为6,其固体有三种颜色,其中一种浅绿色固体与足量硝酸银反应时,1 mol 固体可生成2 mol氯化银沉淀。
则这种浅绿色固体中阳离子的化学式:_____________。
(3)某镧(La)铬(Cr)型复合氧化物具有巨磁电阻效应,晶胞结构如图所示:
①则其化学式为_________。
②工业上用共沉淀法制备该晶体,以硝酸铬、硝酸镧[La(NO3)3]等金属硝酸盐为原料,以浓氨水为沉淀剂。反应的化学方程式为_________________________________________。
③NH3空间构型为________。
④该晶体中距离氧原子最近的镧原子有________个;若最近的氧原子核间距为a pm,组成物质的摩尔质量为b g·mol-1,阿伏加德罗常数值为NA,则晶体密度的表达式为____________g·cm-3。
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【题目】【物质结构与性质】
将过量的氨水加到硫酸铜溶液中,溶液最终变成深蓝色,继续加入乙醇,析出深蓝色的晶体 [Cu(NH3)4]SO4·H2O。
(1)Cu基态核外电子排布式为 。
[Cu(NH3)4]SO4·H2O中,与Cu2+形成配位键的原子是 (填元素符号)。
(2)乙醇分子中碳原子轨道杂化类型为 。
与H2O互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。
(3)[Cu(NH3)4]SO4·H2O含有 。(填序号)
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.金属键 e.氢键
(4)某含有结晶水的铜的氯化物的晶胞结构如图所示,该化合物的化学式是 。
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【题目】菠萝酯是一种具有菠萝香气的食用香料,是化合物甲与苯氧乙酸发生酯化反应的产物。右图为苯氧乙酸的结构简式。
(1)甲一定含有的官能团的名称是___________________。
(2)5.8 g甲完全燃烧可产生0.3 mol CO2和0.3 mol H2O,甲蒸气对氢气的相对密度是29,甲分子中不
含甲基,且为链状结构,其结构简式是______________(碳碳双键上连有羟基的结构不稳定)
(3)苯氧乙酸有多种酯类的同分异构体,其中能与FeCl3溶液发生显色反应,且苯环上有两种一硝基取代物的同分异构体是(写出任意两种的结构简式)____________________ ________________
(4)已知:
菠萝酯的合成路线如下:
①试剂X不可选用的是(选填字母)________。
a. Na2CO3溶液 b.NaOH溶液 c.NaHCO3溶液 d.Na
②丙的结构简式是__________________,反应Ⅱ的反应类型是____________。
③反应Ⅳ的化学方程式是_________________________________
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【题目】【加试题】硼与铝为同族元素。据报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录,硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛;硼酸(H3BO3)是极弱的一元弱酸。硼镁矿主要成分为Mg2B2O5.H2O,用硼镁矿、碳铵法实验室制备硼酸的主要流程如下:
请回答:
(1)步骤①中实验室需要把硼镁矿放在 仪器中焙烧(填实验仪器)。
(2)步骤③中采用减压过滤,该小组同学所用的装置如右图所示,若实验过程中发现倒吸现象,应采取最简单的实验操作是 ;从NH4H2BO3溶液获得硼酸晶体蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥获得硼酸晶体,下列实验条件容易使得到的硼酸晶体有较大颗粒的是 。
A.较高温度下快速蒸发
B.用冰水冷却 NH4H2BO3溶液
C.采用较稀的NH4H2BO3溶液
(3)硼酸是极弱的一元弱酸,用离子方程式表示硼酸溶液显酸性的原因 ;硼酸溶解度如下图所示,从操作③中获得H3BO3晶体需要洗涤、干燥,洗涤过程中需要用 (填“冷水”或“热水”),你的理由是 ;
(4)测定硼酸晶体纯度的试验方法是,取0.5000g样品与锥形瓶中,滴加甘油,微热使样品溶解,迅速冷却至室温,滴加指示剂,用NaOH标准溶液滴定至15.80ml时到达终点。已知:每1.00mlNaOH滴定液相当于30.92mg的H3BO3,则该样品中H3BO3的质量分数为 ;
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【题目】X、Y、Z、P、Q为周期表前四周期中原子序数依次增大的元素。X原子2p能级有两个未成对电子,但没有空轨道。Y原子K层的电子数与M层的电子数的乘积等于其L层的电子数。Z与X同族。P原子的基态+2价阳离子的价电子排布为3d2。Q位于第ⅠB族。根据以上信息,回答下列问题。
(1)X的基态原子核外有 种不同运动状态的电子。
(2)Y与X可以形成多种复杂阴离子,如图所示,若其中a对应的阴离子化学式为SiO44—,则c对应的阴离子的化学式为 。
(3)Z能形成很多种含氧酸,如H2ZO3、H2ZO4。Z的某种含氧酸分子式为H2Z2O7,属于二元酸,已知其结构中所有原子都达到稳定结构,且不存在非极性键,试写出其结构式 (配位键须注明)。
(4)P与X形成的某种晶体的晶胞结构如图所示,其晶体的化学式为 ,P的配位数为 。
(5)向盛有QZX4的溶液中加入氨水至过量,现象为 ,相关反应的离子方程式为 。NF3的空间构型是 ,NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是 。
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