【題目】是一種常見的化學試劑,是制備其他含錳化合物的重要原料。某課外化學興趣小組利用軟錳礦
主要成分為
,含少量
、
和
制備
,設計流程如圖:
注:試劑①②③按編號順序加入
已知:常溫時部分難溶化合物的近似值
如表:
物質 |
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(1)該小組同學在酸浸之前,先將軟錳礦粉碎,其目的是________。
(2)“酸浸”過程中發生反應的離子方程式為________。
(3)加入固體的作用是________,甲同學提出將上述流程中的氨水換成氫氧化鈉溶液,乙同學覺得不妥,乙同學的理由是________。
(4)丙同學認為向濾液C中滴加溶液的過程中可能會生成
沉淀,并提出可能的原因為
,常溫時,該反應的平衡常數
________
填數值
。
已知
,
。
(5)操作Ⅰ的名稱為________。
(6)如圖是小組同學將晶體放在坩堝里加熱分解時,固體失重質量分數隨溫度
變化的曲線
已知草酸錳不穩定,但其中錳元素的化合價在
以下不變
。
試根據各點的坐標近似值
回答下列問題:
①的化學方程式為________。
②從D點到E點過程中固體失重的質量分數下降的原因是________。
【答案】增大反應物接觸面積,加快化學反應速率,使反應物充分反應 將
轉化為更難溶的
而除去
或除去溶液中的
氫氧化鈉溶液能進一步溶解
沉淀,不易控制用量
重結晶
與空氣中的
發生化合反應,生成新的錳的氧化物
【解析】
用軟錳礦(主要成分為MnO2,含少量、Fe2O3和A12O3等)制備
:軟錳礦用硫酸、硫酸亞鐵溶解,酸性條件下二氧化錳被亞鐵離子還原為Mn2+,濾液A中加入過氧化氫,將Fe2+氧化為Fe3+,加入氨水調節溶液pH,將Fe3+、Al3+轉化為Fe(OH)3、Al(OH)3除去,再加入MnF2沉淀鈣離子,過濾分離,濾渣中含有氫氧化鐵、氫氧化鋁和氟化鈣,濾液C中加入草酸鈉反應生成草酸錳然后分離提純得到純凈的草酸錳晶體,據此分析解答。
(1)將軟錳礦粉碎能增大固體的表面積,增大固體的表面積可以使固體與溶液充分接觸反應,加快反應速率,使反應物充分反應,故答案為:增大反應物接觸面積,加快化學反應速率,使反應物充分反應;
(2)酸性條件下二氧化錳被亞鐵離子還原為Mn2+,亞鐵離子被氧化為鐵離子,反應的離子方程式為:MnO2+2Fe2++4H+ =Mn2++2Fe3++2H2O,故答案為:MnO2+2Fe2++4H+ =Mn2++2Fe3++2H2O;
(3)加入固體的作用是將
轉化為更難溶的
而除去
或除去溶液中的
;氫氧化鈉溶液能進一步溶解
沉淀,不易控制用量,因此甲同學提出將上述流程中的氨水換成氫氧化鈉溶液,乙同學覺得不妥,故答案為:將
轉化為更難溶的
而除去
或除去溶液中的;氫氧化鈉溶液能進一步溶解
沉淀,不易控制用量;
(4)已知,
,常溫時,
反應的平衡常數
=
=
=
,故答案為:
;
(5)操作Ⅰ是分離提純粗品,所以該步驟的名稱為重結晶,故答案為:重結晶;
(6)①MnC2O42H2O的摩爾質量為179g/mol,假設1molMnC2O42H2O發生分解,則C點失重:179g×0.201g≈36g,即恰好失去水分子,C點固體為MnC2O4,D點失重60.3%,則D點質量為:179g×(1-60.3%)≈71g,則D點為MnO,C~D的化學方程式為:MnC2O4 MnO+CO↑+CO2↑,故答案為:MnC2O4
MnO+CO↑+CO2↑;
②由于MnO與空氣中氧氣發生化合反應生成新的錳的氧化物,導致從D到E點過程中固體失重的質量分數下降,故答案為:MnO與空氣中O2發生化合反應,生成新的錳的氧化物。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在密閉容器中進行反應:X(g)+3Y(g) 2Z(g),有關下列圖像說法正確的是
A.依據圖甲可判斷正反應為吸熱反應
B.在圖乙中,虛線可表示壓強增大
C.若正反應的△H<0,圖丙可表示升高溫度使平衡向逆反應方向移動
D.由圖丁中氣體平均相對分子質量隨溫度的變化情況,可推知正反應的△H>0
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】“搖頭丸”是毒品中的一種,其中含有國家監管的藥品——氯胺酮,它有致幻作用,在一定條件下發生一系列轉化:
(1)氯胺酮中含氧官能團名稱為__________,上述轉化過程中發生加成反應的是_____(填序號)
(2)反應③的條件__________,C的結構有兩種,其中一種結構只含有一個手性碳原子(連接四個不同原子或原子團的碳原子叫手性碳原子),其結構簡式為__________
(3)步驟④的化學反應方程式_____________________________________________
(4)有一種去甲基氯胺酮D,能發生如下反應:(已知:琥珀醛酸的分子式為C4H6O3)
①由E→F的轉化過程中,氰基硼氫化鈉所體現的性質為_____________________
②H的分子式為_______________________
③M的分子式為C10H10O3 ,符合下列條件的同分異構體有___________種
i與琥珀醛酸具有相同官能團 ii含苯環且苯環上有兩個取代基
④N是與琥珀醛酸具有相同官能團一種同分異構體,以N為主要原料合成___________
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】瑞典ASES公司設計的曾用于驅動潛艇的液氨﹣液氧燃料電池如圖所示,該燃料電池工作時,負極的電極反應式為________;電池的總反應為________
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】許多含氮物質是農作物生長的營養物質。
(1)肼(N2H4)、N2O4常用于航天火箭的發射。已知下列反應:
①N2(g)+O2(g) =2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-112kJ·mol-1
③2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57kJ·mol-1
④2N2H4(g)+N2O4(g) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1136kJ·mol-1
則N2H4與O2反應生成氮氣與水蒸氣的熱化學方程式為_________________。
(2)一定溫度下,向某密閉容器中充入1 mol NO2,發生反應:2NO2(g)N2O4(g),測得反應體系中氣體體積分數與壓強之間的關系如圖所示:
①a、b、c三點逆反應速率由大到小的順序為_______。平衡時若保持壓強、溫度不變,再向體系中加入一定量的Ne,則平衡_______移動(填“正向”“逆向”或“不”)。
②a點時NO2的轉化率為___________,用平衡分壓代替平衡濃度也可求出平衡常數Kp,則該溫度下Kp=________Pa-1。
(3)已知在一定溫度下的可逆反應N2O4(g)2NO2(g)中,v正=k正c(N2O4),v逆=k逆c2(NO2)(k正、k逆只是溫度的函數)。若該溫度下的平衡常數K=10,則k正=______k逆。升高溫度,k正增大的倍數_______(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍數。
(4)氨氣是合成眾多含氮物質的原料,利用H2-N2—生物燃料電池,科學家以固氮酶為正極催化劑、氫化酶為負極催化劑,X交換膜為隔膜,在室溫條件下即實現了合成NH3的同時還獲得電能。其工作原理圖如下:
則X膜為___________交換膜,正極上的電極反應式為______________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】1915年諾貝爾物理學獎授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他們用X射線對晶體結構的分析所作的貢獻.
(1)科學家通過X射線探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶體結構相似,其中三種晶體的晶格能數據如下表:
4種晶體NaCl、KCl、MgO、CaO熔點由高到低的順序是__.
(2)科學家通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵,又含有氫鍵,其結構示意圖可簡單表示如下,其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示.
①寫出基態Cu原子的核外電子排布式__;金屬銅采用下列__(填字母代號)堆積方式.
②寫出膽礬晶體中水合銅離子的結構簡式(必須將配位鍵表示出來)__.
③水分子間存在氫鍵,請你列舉兩點事實說明氫鍵對水的性質的影響__.
④SO42﹣的空間構型是________.
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】回答下列問題。
(1)已知元素的電負性和元素的化合價一樣,也是元素的一種基本性質,下面給出14種元素的電負性。
①判斷下列化合物中屬于離子化合物的是________(填字母);
A.Mg3N2 B.BeCl2 C.AlCl3 D.SiC
②已知PCl3、NCl3均能發生水解反應,PCl3水解反應的化學方程式為__________________________;NCl3水解產物為____________________。
(2)觀察Li、Be、Mg、Al在元素周期表中的位置回答:
①鈹的最高價氧化物的水化物是________(填“酸性”、“堿性”或“兩性”)化合物,證明這一結論的有關離子方程式是_____________________________________________________;
②根據Mg在空氣中的燃燒情況,Li在空氣中燃燒生成產物為__________(用化學式表示)。
(3)現有核電荷數小于20的元素A,其電離能數據如下:(I1表示原子失去第1個電子的電離能;In表示原子失去第n個電子的電離能,單位:1×102kJ·mol-1)
①外層電子離核越遠,能量越高,電離能越__________(填“大”或“小”);陽離子電荷數越高,失去電子時,電離能越________(填“大”或“小”);
②上述11個電子分屬________個電子層;
③失去了11個電子后,該元素還有________個電子;
④該元素最高價氧化物對應水化物的化學式是______________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】釩鋼具有高強度、彈性優良、抗磨損、抗沖擊等性能,可用于汽車和飛機制造。一種從石煤(含SiO2、V2O3、V2O5和少量Fe2O3)中提取V2O5的流程如下圖所示:
已知:
VO2+ | VO2+ | Fe2+ | Fe3+ | |
P2O4+TBP+煤油中的溶解度 | 很大 | 較小 | 0 | 很大 |
請回答下列問題:
(1)“酸浸”時,為提高浸出速率,除適當增加硫酸濃度、減小石煤礦粉粒徑外,還可采取的措施有__________(任寫一條);生成VO2+反應的離子方程式為_______。
(2)從整個流程來看,“還原”的目的為_______。
(3)實驗室模擬“萃取”時,需用到的玻璃儀器有____________。
(4)“氧化”時發生反應的離子方程式為__________。
(5)上述流程中可以循環利用的物質有_________。
(6)全釩液流儲能電池的工作原理為VO2++V3++H2OVO2++V2++2H+。
①充電時,陽極的電極反應式為______;
②兩極區被質子交換膜隔開,放電時,若外電路轉移2mole-,則正極區溶液中n(H+)________(填“增加”或“減少”)________mol。
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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,其反應原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
(1)已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1。則4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g) ΔH=______kJ·mol-1。
(2)如圖所示,合成氨反應中未使用催化劑時,逆反應的活化能Ea(逆)=__kJ·mol-1;使用催化劑之后,正反應的活化能為___kJ·mol-1(已知:加入催化劑后,反應分兩步進行,反應的活化能是兩個過程中需要吸收能量較大的反應的活化能)。
(3)從平衡視角考慮,工業合成氨應該選擇常溫條件,但實際工業生產卻選擇500 ℃左右的高溫,試解釋其原因: ____________________________。
(4)如圖表示500 ℃、60 MPa條件下,原料氣投料比與平衡時NH3的體積分數的關系。根據圖中a點數據計算N2的平衡體積分數為__。
(5)合成氨需要選擇合適的催化劑,分別選用A、B、C三種催化劑進行實驗,所得結果如圖所示(其他條件相同),則實際生產中適宜選擇的催化劑是__(填“A”“B”或“C”),理由是________。
(6)如圖是當反應器中按n(N2)∶n(H2)=1∶3投料后,在200 ℃、400 ℃、600 ℃反應達到平衡時,混合物中NH3的物質的量分數隨總壓強的變化曲線。
①曲線a、b對應溫度較高的是___(填“a”或“b”)。
②列出b點平衡常數的計算式Kp=____(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數;不要求計算結果)。
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