(选修—化学与技术)(15分)(1)工业上以粗铜为原料采取如图1所示流程制备硝酸铜晶体:①在步骤a中,还需要通入氧气和水,其目的是
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(选修—化学与技术)(15分) (1)工业上以粗铜为原料采取如图1所示流程制备硝酸铜晶体:
①在步骤a中,还需要通入氧气和水,其目的是 。 ②在保温去铁的过程中,为使Fe3+沉淀完全,根据下表数据,溶液的pH值应保持在 范围。调节pH值时,可以向溶液中加入的试剂是( ) (a) NaOH溶液 (b) 氨水 (c) Cu(OH)2 (d) CuO
| 氢氧化物开始沉淀时的pH
| 氢氧化物沉淀完全时的pH
| Fe3+ Cu2+
| 1.9 4.7
| 3.2 6.7
| ③在操作Ⅰ之前,对滤液用HNO3调节pH值至1,其目的是(结合离子方程式说明) 。 ④从滤液中制取硝酸铜晶体的操作Ⅰ的具体步骤是 。 (2)图2是某小组学生查阅资料后所绘出的硝酸铜晶体[Cu(NO3)2 nH2O]的溶解度曲线(温度在300C左右对应不同的晶体),下列说法正确的是( )
(a) A点时的溶液为不饱和溶液 (b) B点时两种晶体可以共存 (c)按上述流程最终得到的晶体一定是Cu(NO3)2 3H2O (d) 若将C点时的溶液降温至300C以下,可以析出Cu(NO3)2 6H2O晶体 |
答案
(15分) (1)①将NOx转化为硝酸,提高原料的利用率,减少污染物的排放。(3分) ②3.2——4.7 (2分) (c 、d) (2分) ③由于铜离子水解:Cu2++ 2H2OCu(OH)2 +2H+,加入HNO3能抑制硝酸铜水解(3分) ④蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤(3分) (2)b、d(2分) |
解析
(1)①氮的氧化物与氧气和水反应生成硝酸,可以循环使用,减少大气污染,所以通入氧气和水的作用是将NOx转化为硝酸,提高原料的利用率,减少污染物的排放。 ②根据氢氧化铁完全沉淀时的PH和氢氧化铜开始沉淀时的PH可以确定溶液的PH应该在3.2——4.7之间。调节pH值时,可以向溶液中加入的试剂是氢氧化铜和氧化铜,若加入氢氧化钠和氨水则铜离子也会被沉淀。 ③操作1是蒸发结晶,而铜离子在水中会发生水解产生氢氧化铜调节PH为酸性可以抑制水解,离子方程式为 ④操作Ⅰ是蒸发结晶,操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。 (2)A点在溶解度曲线之上所以A点是饱和溶液; B点是两种晶体的共存状态,蒸发结晶得到晶体不一定是Cu(NO3)2 3H2O ;根据溶解度曲线可以得出降温至300C以下,可以析出Cu(NO3)2 6H2O晶体。所以选b、d。 |
举一反三
下列与化学有关的说法中正确的是 A.高温结构陶瓷和光导纤维均属新型无机非金属材料 | B.风力发电和火力发电均能将化学能转化为电能 | C.二氧化碳和氮气均是造成温室效应的气体 | D.煤的干馏与石油的分馏均属于化学变化 |
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(13分) 用菱锌矿(主要成分为碳酸锌,还含有Fe2+、Fe3+、Mg2+、Ca2+、Cu2+等)制备氯化锌的一种流程如下。
(1) 在反应3前要将菱锌矿研磨,其目的是。 (2) 反应4将Fe2+ 氧化为Fe3+,该反应的离子方程式为。 (3) 加入氧化锌调节至pH=4.5,反应5的离子方程式为。 (4) 锌粉不在反应4之前加入的原因是。 (5) 若用石墨做电极电解滤液Y,则可以得到参与本流程反应的物质有。 |
【化学——选修2:化学与技术】(15分)碳酸锂用途广泛,可用作陶瓷、药物、催化剂,也是常用的锂离子电池的原料。工业上以锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2,含少量Ca、Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下:
已知:①Li2O·Al2O3·4SiO2+H2SO4(浓)Li2SO4+Al2O3·H2O↓ ②某些物质的溶解度(S)如下表所示。
(1)从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。
则步骤I中反应的离子方程式是 ,步骤Ⅱ应通入一种气体试剂为 ,步骤II反应完之后需要的操作是 。 (2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液l中加入石灰乳的作用是(用离子方程式表示) 。 (3)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是 。 (4)工业上,将Li2CO3粗产品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下: a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。 b.电解后向LiOH溶液中加入过 量NH4HCO3溶液,过滤、烘干得高纯Li2CO3。 ①a中,阳极的电极反应式是 。 ②b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是 。 |
(20分)工业上用铬铁矿(主要成分FeO·Cr2O3,杂质为SiO2、Al2O3等) 生产重铬酸钾(化学式K2Cr2O7,)的流程如下:
(1)固体A中,除Na2CrO4、NaFeO2、NaOH外还有 等; (2)固体A水浸时,NaFeO2会发生强烈水解产生固体B,其化学反应方程 式为 ; (3)固体C中含有2种物质,要先加入下列物质中的 ,然后才 能进行过滤分离。 A.氢氧化钠溶液 B.稀氨水 C.稀盐酸 (4)步骤④加入盐酸得到的溶液F中,除Na2 Cr2O7外,还含有的溶质 是 ; (5)在上述流程中,有氧化还原反应发生的是第____步。 (6)已知20℃时K2Cr2O7饱和溶液浓度为0.4 mol·L-1,步骤⑤中加入固 体氯化钾,若使K+离子浓度达到4 mol·L-1(保持温度20℃),则溶液F中Cr2O72-离子的浓度最大为 。 |
(10分) 2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只,锂电池消耗量巨大,对不可再生的金属资源的消耗是相当大的。因此锂离子电池回收具有重要意义,其中需要重点回收的是正极材料,其主要成分为钴酸锂(LiCoO2)、导电乙炔黑(一种炭黑)、铝箔以及有机粘接剂。某回收工艺流程如下:
(1)上述工艺回收到的产物有 (2)Li原子的最外层电子数是 ,废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂,为了安全对拆解环境的要求是___________________________________________ (3)碱浸时主要反应的化学方程式为 。 (4)最后一步过滤应趁热过滤,原因是 |
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