某工厂的废金属屑的主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3,该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂Na2FeO4(高铁酸钠)等产品,过程如下:
Ⅰ.向废金属屑中加入过量的NaOH溶液,充分反应后过滤;
Ⅱ.向Ⅰ所得固体中加入过量稀H2SO4,充分反应后过滤;
Ⅲ.向Ⅱ所得固体中继续加入热的稀H2SO4,同时不断鼓入空气,固体溶解得CuSO4溶液;
Ⅳ.……
(1)步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为___________、______________。
(2)步骤Ⅱ所得的滤液中加入KSCN溶液无明显现象,表明滤液中不存在Fe3+,用离子方程式解释其可能的原因:__________。
(3)步骤Ⅲ获得CuSO4溶液的离子方程式为____________。
(4)步骤Ⅱ所得滤液经进一步处理可制得Na2FeO4,流程如下:
ⅰ.H2O2ⅱ.调pHNaClO/NaOH混合溶液
①测得滤液中c(Fe2+)为a mol·L-1,若要处理1 m3滤液,理论上需要消耗25%的H2O2溶液________kg(用含a的代数式表示)。
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式:_____________。
(1)2Al+2H2O+2NaOH===2NaAlO2+3H2↑ Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O
(2)2Fe3++Fe===3Fe2+(或2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+或Fe+Fe2O3+6H+===3Fe2++3H2O等)
(3)2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O
(4)①68a ②2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH===2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
【解析】本题考查了Cu、Fe、Al及其化合物的性质以及氧化还原反应、化学计算等,意在考查考生运用所学知识综合分析问题的能力。(1) Al和Al2O3均与NaOH溶液发生反应。(2)Ⅰ所得固体混合物中含有的单质铁和铜均可将Fe3+还原为Fe2+。(4)①H2O2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2H2O+2Fe3+,n(H2O2)=n(Fe2+)=×1000a mol=500a mol,m(H2O2)=500a mol×34 g·mol-1=17000a g,故需25%的H2O2溶液的质量为=68000a g=68a Kg。②根据化合价变化及氧化还原反应规律可知Fe(OH)3被氧化,而NaClO被还原为NaCl,然后根据得失电子守恒、原子守恒配平方程式即可。
科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测3 题型:简答题
下图为某套实验装置示意图,其中加热装置和部分药品等均已经省略(装置①和装置②为气体发生装置)。
(1)甲同学用此装置(在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶)制备NO2并验
证其性质。装置①用于实验室制备NH3,用装置②制备过量O2。装置①中发生
反应的化学方程式是 。B处冰水冷却的U型管中有红棕色气
体生成且越接近U型管底部颜色越浅,请解释原因 。
(2)乙同学用此套装置合成SO3,B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中
若盛放酸性K2Cr2O7溶液,则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是 (生成物中Cr以Cr3+形式存在);现欲制得纯净干燥的SO3,若C中盛放NaOH溶液,则此装置中存在明显不足,应如何改进 (从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换,并用简要文字说明补充和替换的位置)。
(3)丙同学拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率(装置①、装置②分别制
NO和NH3),将上述装置A、B、C分别换成下列⑤、⑥、⑦。
请回答:装置⑦的作用可能是 ;若进入装置⑤的NO共22.4L(已折算为标准状况,下同),氨气过量,最后收集到标准状况下11.2LN2,则NO的转化率是 。
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测17 题型:选择题
关于下列各图的叙述中不正确的是
A.已知CO的燃烧热为283 kJ/mol,2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,则图甲表示CO和H2O(g)生成CO2和H2的能量变化
B.某温度下,pH=11的NH3·H2O和pH=1的盐酸等体积混合后(不考虑混合后溶液体积的变化)恰好完全反应,反应后的溶液中NH4+ 、NH3·H2O与NH3三种微粒的平衡浓度之和为0.05 mol·L-1
C.在常温下,X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如表所示,仅依据K的变化,就可以说明在相同条件下,平衡时X2(从F2到I2)的转化率逐渐降低,且X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱
D.图乙中曲线表示常温下向弱酸HA的稀溶液中加水稀释过程中,的变化情况
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测16 题型:选择题
有M、X、Y、Z、W五种原子序数依次增大的短周期元素,其中M、Z同主族;X+与M2-具有相同的电子层结构;离子半径:Z2->W-;Y的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料。下列说法正确的是
A.X、M两种元素形成的化合物只能存在离子键
B.元素Y、Z、W形成的单质中,每1 mol它们的单质均含有NA个分子
C.由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小,所以其沸点依次降低
D.元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测16 题型:选择题
原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z和M中,W的最外层电子数为其周期数的二倍;X和Z的A2B型氢化物均为V形分子,Y的+1价离子比M的-1价离子少8个电子,根据以上叙述,下列说法中正确的是
A.上述五种元素的原子半径大小为W<X<Y<Z<M
B.由这些元素形成的三原子分子中,空间结构为直线形的有WX2、WZ2、ZX2
C.元素W与氢形成的原子个数比为1?1的化合物有很多种
D.X与Y可形成含有非极性共价键的共价化合物
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测15 题型:填空题
【物质结构与性质】
某配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素
组成,其原子个数比为l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的
二倍,E元素的外围电子排布为(n-1)dn+6nsl,回答下列问题。
(1)元素B、C、D的第一电离能的由大到小排列顺序为 。(用元素符号表示)
(2)D元素原子的最外层电子排布图为 。
(3)该配位化合物的化学式为______,配体的中心原子的杂化方式为 。
(4)C元素可与A元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1:1和l:2,两种化合物可任意比互溶,解释其主要原因为 。
(5)A元素与B元素可形成分子式为A2B2的某化合物,该化合物的分子具有平面结构,则其结构式为 ,分子中含有 个σ键, 个π键。
(6)A元素与E元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如图。则该化合物的化学式为 。该化合物可在氯气中燃烧,生成一种棕黄色固体和一种气体,写出该反应的化学方程式 。
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测15 题型:选择题
常温下,关于1L pH=3的H2SO4溶液说法正确的是
A、与等体积pH=11氨水混合后所得溶液pH小于7
B、与等浓度的CH3COONa溶液混合后所得溶液pH一定小于7
C、与pH=3的CH3COOH溶液混合后所得溶液pH小于3
D、与10L Ba(OH)2溶液恰好完全反应,则Ba(OH)2溶液的pH一定等于10
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测14 题型:实验题
苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某兴趣小组同学利用高锰酸钾氧化甲苯制备苯甲酸(KMnO4中性条件下还原产物为MnO2,酸性条件下为Mn2+)
已知:苯甲酸相对分子量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3 g和6.9 g。
实验流程:
①往装置A中加入2.7mL(2.3 g)甲苯和125 mL水,然后分批次加入8.5 g稍过量的KMnO4固体,控制反应温度约在100℃,当甲苯层近乎消失,回流不再出现油珠时,停止加热。
②将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣,合并滤液与洗涤液,冷却后加入浓盐酸,经操作I得白色较干燥粗产品。
③纯度测定:称取1.220g白色样品,配成100mL,甲醇溶液,取25.00mL溶液,用0.1000mol/L KOH标准溶液滴定,重复滴定四次,每次消耗的体积如下表所示列举:
| 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
体积(mL) | 24.00 | 24.10 | 22.40 | 23.90 |
请回答:
(1)装置A的名称 。若不用温度计,本实验控制反应温度的措施为 。
(2)白色粗产品中除了KCl外,其他可能的无机杂质为 。
(3)操作I的名称 。
(4)步骤③中用到的定量仪器有 ,100mL容量瓶,50mL酸式、碱式滴定管。
(5)样品中苯甲酸纯度为 。
(6)滴定操作中,如果对装有KOH标准溶液的滴定管读数时,滴定前仰视,滴定后俯视则测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测12 题型:简答题
(1)若A可用于自来水消毒,D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,加热蒸干B的溶液不能得到B,则B的化学式可能是 ,工业上制取A的离子方程式Ⅰ为 。
(2)若A是一种碱性气体,常用作制冷剂,B是汽车尾气之一,遇空气会变色,则反应①的化学方程式为 。
(3)若D是氯碱工业的主要产品,B有两性,则反应②的离子方程式是 。
(4)若A、C、D都是常见气体,C是形成酸雨的主要气体,则反应③的化学方程式 ;
(5)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上.在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
(6)Ⅰ①图中X、Y分别是 (填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a% b%(填“>”、“=”或“<”)
②写出燃料电池B中负极上发生的电极反应 。
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