【題目】硼鎂泥是硼鎂礦生產硼砂晶體時的廢渣,其主要成分是MgO,還含有
、CaO、
、FeO、MnO、
等雜質。以硼鎂泥為原料制取七水硫酸鎂的工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)中B的化合價為__________。
(2)易溶于水,也易發生水解:
硼酸
硼酸在常溫下溶解度較小
。寫出加入硫酸時
發生反應的化學方程式:_____。
(3)濾渣B中含有不溶于稀鹽酸但能溶于熱濃鹽酸的黑色固體,寫出生成黑色固體的離子方程式____________。
(4)加入MgO的目的是___________________。
(5)已知、
的溶解度如下表:
溫度 | 40 | 50 | 60 | 70 |
“操作A”是將和
混合溶液中的
除去,根據上表數據,簡要說明“操作A”步驟為____________________。
(6)硼砂也能在工業上制取,
被稱為有機化學中的“萬能還原劑”。
寫出
的電子式:___________。
“有效氫含量”可用來衡量含氫還原劑的還原能力,其定義是:每克含氫還原劑的還原能力相當于多少克
的還原能力。
的有效氫含量為_________
保留兩位小數
。
在堿性條件下,在陰極上電解
也可制得硼氫化鈉,寫出陰極室的電極反應式:________。
【答案】+3; Na2B4O7+H2SO4+5H2O═Na2SO4+4H3BO3↓ ClO+Mn2++H2O═MnO2+Cl+2H+ 調節溶液的pH值,使轉化為氫氧化鐵沉淀除去; 蒸發濃縮、趁熱過濾;
0.21 BO2+6H2O+8e═BH4+8OH
【解析】
分析流程,硼鎂泥中主要有MgO,還含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等雜質,通過硫酸酸浸,得到濾渣為SiO2,濾液中含有Na+,Ca2+,Fe2+,Fe3+,Mn2+,H+,SO42-,B4O72-,經過NaClO溶液處理,NaClO在酸性溶液中具有一定的氧化性,將Fe2+氧化為Fe3+,將Mn2+氧化為MnO2,加入MgO處理,形成Fe(OH)3和MnO2,這就是濾渣B,濾液經過蒸發濃縮,趁熱過濾,得到濾渣C為CaSO42H2O,此時濾液中存在Na+,B4O72-,SO42-,Mg2+,濾液經過冷卻結晶,得到MgSO47H2O和硼砂溶液,據此分析;
(1)根據物質呈電中性原理,計算B的化合價;
(2)硼砂水解產生H3BO3,H3BO3是弱酸,在硼砂溶液中加入硫酸,可以制得H3BO3,據此寫出反應的化學方程式;
(3)濾渣B中含有不溶于稀鹽酸但能溶于濃鹽酸的黑色固體,根據流程分析,應為MnO2,由NaClO在酸性溶液中氧化Mn2+得到,據此寫出反應的離子方程式;
(4)加入MgO,使溶液中Fe3+產生Fe(OH)3沉淀,除去Fe3+,據此分析加入MgO的作用;
(5)操作“A”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根據溶解性數據的分析操作A的步驟;
(6)①NaBH4的電子式,存在Na+和BH4-,據此寫出電子式;
②根據有效含氫量的定義,每克含氫還原劑的還原能力相當于多少克H2的還原能力,H2做還原劑,1molH2失去電子2mol,結合電子得失守恒計算;
③堿性條件下,在陰極上電解NaBO2也可制得硼氫化鈉,陰極處發生的反應為物質得到電子,發生還原反應,考慮到溶液為堿性,OH-參加反應或反應生成OH-,據此寫出電極反應式。
(1)根據物質呈電中性原理,Na2B4O710H2O中Na為+1價,O為2價,則B的化合價為=+3;
(2)硼砂水解產生H3BO3,H3BO3是弱酸,在硼砂溶液中加入硫酸,可以制得H3BO3,則加入硫酸時Na2B4O7發生反應的化學方程式為:Na2B4O7+H2SO4+5H2O═Na2SO4+4H3BO3;
(3)濾渣B中含有不溶于稀鹽酸但能溶于濃鹽酸的黑色固體,根據流程分析,應為MnO2,由NaClO在酸性溶液中氧化Mn2+得到,考慮到介質為酸性,H+參與反應或反應生成H+,則生成黑色固體的離子方程式為:ClO+Mn2++H2O═MnO2+Cl+2H+;
(4)加入MgO,使溶液中Fe3+產生Fe(OH)3沉淀,除去Fe3+,則加入MgO的目的是:調節溶液的pH值,使Fe3+轉化為Fe(OH)3除去,;
(5)操作“A”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根據溶解性的數據分析,隨著溫度的升高,MgSO4的溶解度增加,CaSO4的溶解度降低,可見隨著溫度升高,二者溶解度差別增大,因此可考慮操作A中對溶液蒸發濃縮,可以析出大量的CaSO4固體,在溫度高時,進行趁熱過濾可以達到分離的目的;
(6)①NaBH4的電子式,存在Na+和BH4,則NaBH/span>4的電子式為:;
②根據有效含氫量的定義,每克含氫還原劑的還原能力相當于多少克H2的還原能力,H2做還原劑,1molH2失去電子2mol,1gH2的物質的量為=0.5mol,0.5molH2轉移的電子數為1mol,根據電子得失守恒,NaBH4也應轉移1mol電子,NaBH4中H為1價,做還原劑時,H從1價升高為+1價,1molNaBH4轉移電子數為4×2=8mol,則轉移1mol電子消耗NaBH4的物質的量為0.125mol,其質量為0.125mol×38g/mol=4.75g,即1gH2相當于4.75gNaBH4,那么1gNaBH4相當于
gH2,即0.21gH2;
③堿性條件下,在陰極上電解NaBO2也可制得硼氫化鈉,陰極處發生的反應為物質得到電子,發生還原反應,考慮到溶液為堿性,OH參加反應或反應生成OH,則陰極室的電極反應式為:BO2+6H2O+8e═BH4+8OH。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】工業用強氧化劑PbO2來制備KClO4的工業流程如下:
根據流程推測,下列判斷不正確的是( )
A.“酸化”的試劑是稀硝酸或濃鹽酸
B.“濾渣”主要成分是PbO2粉末,可循環使用
C.NaClO3與PbO2反應的離子方程式為
D.在KNO3、KClO4、NaClO4、NaNO3中,常溫下溶解度小的是KClO4
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下表是元素周期表的一部分,表中字母分別表示一種元素。請回答下列問題:
(1)a的三種核素分別為______、______、______。(用漢字表示)
(2)j是一種良好的____________材料,寫出元素j的氧化物的一種用途____________。
(3)a、d、f、g四種元素的原子半徑由小到大的順序為________(用元素名稱表示)。
(4)c、d、j、l四種元素最高價氧化物對應的水化物的酸性由強到弱的順序為______(用化學式表示)。
(5)上述元素形成的氫化物中最穩定的是_____,溶于水顯堿性的是_____。
(6)e、k 兩種元素得電子能力強的是_____ (用元素符號表示)
(7)元素g、e 形成的原子個數1:1的化合物的化學式為_____,陰陽離子個數比為為______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】碳是地球上組成生命的最基本的元素之一,是形成單質及其化合物種類最多的元素。
(1)碳原子核外有________種不同空間運動狀態的電子。
(2)碳元素能形成多種無機物。
①CO的立體構型是______________與其互為等電子體的陰離子_________________。
②MgCO3分解溫度比CaCO3低的原因是_________________________。
(3)碳能與氫、氮、氧三種元素構成化合物CO(NH2)2,該分子中各元素的電負性由大到小的順序為________,其中C原子的雜化方式為_______,該物質易溶于水的主要原因是________________。
(4)CO是碳元素的常見氧化物,與N2互為等電子體,則CO的結構式為________
(5)圖為碳的另一種同素異形體金剛石的晶胞,其中原子坐標參數為A(0,0,0),B,C
;則D原子的坐標參數為________。
(6)立方氮化硼晶體的結構與金剛石相似,硬度與金剛石相當,晶胞邊長為361.5 pm。立方氮化硼的密度是________ g·cm-3(列出計算式即可,阿伏加德羅常數的值為NA)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】合成氨是人類科學技術上的一項重大突破,反應原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。一種工業合成氨的簡式流程圖如下:
(1)①步驟Ⅱ中制氫氣的原理如下:
a.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g);K1
b.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);K2
則反應CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g);K=___________(用含K1、K2的代數式表示)。
②T1溫度時,對于反應:CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+ H2(g),向2 L的恒容密閉容器中通入一定量的CO和H2O(g)。若達到平衡后,反應放熱Q kJ,保持其他條件不變,只是向原平衡體系中再通入0.20 mol H2O(g),則下列說法正確的是_____________。
a.CO的轉化率將增大 b.達到新平衡時的反應熱ΔH > —Q
c.氣體的密度將不變 d.H2O的體積分數增大
(2)將3 molH2和2 molN2充入某恒溫恒壓容器中,發生合成氨的反應:3H2(g) +N2(g) 2NH3(g),達平衡時NH3的濃度為c mol·L-1。保持溫度不變,按下列配比分別充入該容器,平衡后NH3的濃度不為c mol·L-1的是_________。
a.6 molH2 + 4 molN2
b.0.75 molH2 + 0.75 molN2 + 0.5 molNH3
c.3 molH2+ 1 molN2 + 2 mol NH3
(3)H2O2作為氧化劑在反應時不產生污染物被稱為綠色氧化劑,因而受到人們越來越多的關注。為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果,某化學研究小組的同學分別設計了如圖甲、乙所示的實驗。請回答下列問題:
①定性圖甲可通過觀察產生氣泡的快慢的定性分析比較得出結論。有同學提出將FeCl3溶液改為Fe2(SO4)3溶液,你認為___________,(填合理或不合理)
②定量如圖乙所示,實驗時均以生成40 mL氣體為準,其他可能影響實驗的因素均已忽略。檢查該裝置氣密性的方法是:關閉A的活塞,將注射器活塞向外拉出一段后松手,過一段時間后看__________,實驗中需要測量的數據是_________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某研究性學習小組為合成1-丁醇,查閱資料得知下列合成路線:CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHO
CH3CH2CH2OH;CO的制備原理:HCOOH
CO↑+H2O,并設計出原料氣的制備裝置如圖所示。
請填寫下列空白:
(1)若用以上裝置制備干燥純凈的CO,儀器X的名稱是________;裝置中b的作用是________;c和d中盛裝的試劑分別是________,________。
(2)實驗室現有濃硫酸、2-丙醇,請寫出制備丙烯的化學方程式:________________________。
(3)制丙烯時,還產生少量SO2、CO2及水蒸氣,該小組用以下試劑檢驗這四種氣體,混合氣體通過試劑的順序是________(填序號)。
①飽和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④無水CuSO4 ⑤品紅溶液
(4)正丁醛經催化劑加氫得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品,為純化1-丁醇,該小組查閱文獻得知:①R-CHO+NaHSO3(飽和)→RCH(OH)SO3Na↓;②沸點:乙醚34℃,1-丁醇118℃,并設計出如下提純路線:
試劑1為________,操作2為________,操作3為________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某溫度下,在2 L的密閉容器中,加入1mol X(g)和2 mol Y(g)發生反應:X(g)+mY(g)3Z(g) ΔH<0,平衡時,X和Y的轉化率都是10%。下列敘述不正確的是
A.m=2
B.達平衡時,Z的體積分數為10%
C.達平衡后,保持容器體積不變,加熱,容器內壓強將增大
D.將平衡后的容器體積壓縮至1L,X的濃度為0.45mol·L-1
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】聚合物F的合成路線圖如下:
請據此回答:
(1)A中含氧官能團名稱是_______,C的系統命名為_________。
(2)檢驗B中所含官能團所用的試劑有______;E→F的反應類型是___________。
(3)C生成D的反應化學方程式為_____________________________,如果C與NaOH的醇溶液反應,則生成的有機物的結構簡式為________(同一個碳原子上連兩個碳碳雙鍵的除外)。
(4)G物質與互為同系物,且G物質的相對分子質量比
大14的,則符合下列條件的G的同分異構體有____種。
① 分子中含有苯環,且苯環上有兩個取代基 ② 遇氯化鐵溶液變紫色
③ 能與溴水發生加成反應
(5) 參照上述合成路線,設計一條由甲醛、乙醛和甲醇為主要原料制備 的合成路線__________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知無水AlCl3遇潮濕空氣即產生大量白霧,實驗室可用如圖所示裝置制備AlCl3。
(1)裝置A中發生反應的離子方程式為________________________________________
(2)裝置B盛放的試劑是______,其作用是_______________________________;裝置C盛放的試劑是__________,其作用是__________________________________
(3)裝置G的作用是________________,G中發生反應的化學方程式是________________________________________
(4)F中盛放的試劑是______,其作用是___________________________________
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