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某无色溶液X,由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、[Al(OH)4]--、 MnO4—、CO32-- 、SO42—中的若干种离子组合,取溶液进行如下连续试验:(填化学用语)
(1)气体A的成分是:_________________,气体B的成分是_____________
(2)X溶液中一定存在的离子是:____________________________
(3)写出步骤①发生反应的所有离子反应方程式:_________________________
(4)写出步骤②形成白色沉淀甲的离子方程式:______________________
(5)写出白色沉淀乙的可能组成:____________________________
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炼金废水中含有络离子[Au(CN)2]+,其电离出的CN—有毒,CN-与H+结合生成HCN时,其毒性更强。回答下列问题:
(1)HCN的电离方程式为______________________NaCN溶液的pH_____7(填“< > =”)
(2)与弱电解质的电离方程式相似,[Au(CN)2]+也存在着两步电离,其一级电离方程式为_________
(3)处理这种废水是在碱性条件下,NaClO将CN—氧化为碳酸根和氮气,其离子方程式为:__________
(4)在酸性条件下,ClO—也能氧化CN--,但实际处理废水时却不在酸性条件下进行的原因是_______________
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(14分)明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,还含有杂质Fe2O3。利用明矾石来制取纯净的Al2O3、K2FeO4和H2SO4的工艺流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)2Al2O3+6SO2↑+3O2↑,若生成102gAl2O3,转移的电子数目为 .
(2)生成沉淀I的离子方程式为 ,沉淀II的化学式为 。
(3)溶液经加硫酸调节pH后,过滤,洗涤,可得沉淀I,证明沉淀I已洗涤干净的实验操作和现象是 。
(4)写出Cl2将沉淀Ⅱ氧化为K2FeO4的化学方程式: 。
(5)从滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。
(6) K2FeO4也可以铁为电极,通过电解浓的KOH溶液来制取,写出电解法制取K2FeO4的
阳极反应式: .
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(10分)某科研小组设计出利用工业废酸(l0%)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿的方案,实现废物综合利用,如下图所示。
已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。
请回答下列问题:
(1)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS
不溶,则相同温度下:Ksp(CuS)______Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。
(2)物质A可使用下列物质中的 。
A.KMnO4 | B.O2 | C.H2O2 | D.Cl2 |
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(15分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称保险粉,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。实验室可通过Na2S、Na2CO3和SO2共同反应来制取Na2S2O3。
图1 图2
(1)写出图1所示装置中三颈瓶中由反应制取Na2S2O3的化学方程式_ ___。
如将分液漏斗中的H2SO4改成浓盐酸,则三颈烧瓶内除Na2S2O3生成外,还有_____(填化学式)杂质生成。
(2)为测定所得保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数,可用标准碘溶液进行滴定,反应方程式为2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6。
① 利用KIO3、KI和HCl可配制标准碘溶液。写出配制时所发生反应的离子方程式:___________________。
② 准确称取一定质量的Na2S2O3·5H2O样品于锥形瓶中,加水溶解,并滴加__ 作指示剂,用所配制的标准碘溶液滴定。滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外,还有_____。
③ 若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量结果______(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(3)本实验对Na2S的纯度要求较高,利用图2所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。提纯步骤依次为:
① 将已称量好的工业Na2S放入圆底烧瓶中,并加入一定质量的酒精和少量水;
② 按图2所示装配所需仪器,向冷凝管中通入冷却水,进 出(用字母“a”、“b”填空)水浴加热;
③ 待_____时,停止加热,将烧瓶取下;
④ ___________________________;
⑤ ________________________;
⑥ 将所得固体洗涤、干燥,得到Na2S·9H2O晶体。
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(14分)湿法炼锌的冶炼过程可用下图简略表示:
请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+2H2(g)===N2H4(l) ΔH=a kJ·mol-1,该反应不能自发进行,则a 0(填“>”、“<”或“=”).
(2)ZnS焙烧的反应2ZnS+3O22SO2+2ZnO所涉及的物质中,发生氧化反应的物质是 ,不含离子键的化合物是 .
(3)电解过程中析出锌的电极反应式为___________________________.
(4)产生的SO2可用Ba(NO3)2溶液吸收,部分产物可作为工业原料,其反应的离子方程式为 .
(5)锌-空气电池与锂电池相比,具有储存电量高、成本低、没有安全隐患等优点。该电池的总反应为2Zn+O2===2ZnO,电解质溶液为KOH溶液,则负极的电极反应式为 。25℃时,以该电池为电源,用两个等质量的铜棒作电极电解500 mL 0.1mol/L CuSO4溶液,一段时间后切断电源,对电极干燥并称量,测得两电极的质量差为9.6 g,则至少需要________L空气(折算成标准状况)进入该电池。
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中共十八大报告提出:“大力推进生态文明建设”。
① 燃煤是增加大气PM2.5数值,形成雾霾天气的罪魁祸首之一。煤的气化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径,写出灼热的焦炭与水蒸气反应的化学方程式 。
② 餐饮业产生的“地沟油”的主要成分是油脂。综合利用“地沟油”的一种方法是将“地沟油”中的油脂水解以获取高级脂肪酸和 (填名称)。将废弃塑料进行 处理,可以获得乙烯、丙烯等化工原料。
③ 防治重金属污染是2013年全国环保工作的重点。向含有Hg2+的废水中加入Na2S,可以使Hg2+转变成沉淀,离子反应方程式为 。
④ 我国生活垃圾一般可分为以下四大类:可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。以下物质属于可回收垃圾的是 (填字母)。
a. 废报纸 b. 废铝制易拉罐 c. 过期药品 d. 渣土
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(14分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题20图—1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:S2-—2e-S (n—1)S+ S2- Sn2-
①写出电解时阴极的电极反应式: 。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成 。
(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如题20图—2所示。
①在图示的转化中,化合价不变的元素是 。
②反应中当有1molH2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需要消耗O2的物质的量为 。
③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有 。
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如题20图—3所示,H2S在高温下分解反应的化学方程式为 。
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(16分)石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下:
(注:SiCl4的沸点是57.6ºC,金属氯化物的沸点均高于150ºC)
(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间的N2,主要目的是 。
(2)高温反应后,石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体I中的氯化物主要为 。由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式为 。
(3)步骤①为:搅拌、 。所得溶液IV中阴离子有 。
(4)由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为 。100kg初级石墨最多可获得V的质量为kg 。
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成下图防腐示意图,并作相应标注。
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下列叙述I和II均正确并有因果关系的是
选项 | 叙述I | 叙述II |
A | KNO3的溶解度大 | 用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl |
B | BaSO4难溶于酸 | 用盐酸和BaCl2溶液检验SO42- |
C | NH3能使酚酞溶液变红 | NH3可用于设计喷泉实验 |
D | Ca(OH)2能制成澄清石灰水 | 可配制2.0 mol?L-1的Ca(OH)2溶液 |
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