一种用软锰矿(主要成分MnO2)和黄铁矿(主要成分FeS2) 制取MnSO4·H2O并回收单质硫的工艺流程如下:
已知:本实验条件下,高锰酸钾溶液与硫酸锰溶液混合产生二氧化锰。
回答下列问题:
(1)步骤①混合研磨成细粉的主要目的是___________________________________;步骤②浸取时若生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3的化学方程式为___________________________________。
(2)步骤③所得酸性滤液可能含有Fe2+,为了除去Fe2+可先加入_________________;步骤④需将溶液加热至沸然后在不断搅拌下加入碱调节pH为4-5,再继续煮沸一段时间,“继续煮沸”的目的是_____________________________________。步骤⑤所得滤渣为__________________(填化学式)。
(3)步骤⑦需在90-100℃下进行,该反应的化学方程式________________________。
(4)测定产品MnSO4·H2O的方法之一是:准确称取a g产品于锥形瓶中,加入适量ZnO及H2O煮沸,然后用c mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至浅红色且半分钟不褪色,消耗标准溶液VmL,产品中Mn2+的质量分数为w(Mn2+)=________________。
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工业上氟气可作为火箭燃料中的氧化剂。1886年法国化学家H.M0issan通过电解氟氢化钾(KHF2)的氟化氢无水溶液第一次制得氟气。已知:KF+HF=KHF2,制备氟气的电解装置如图所示。下列说法错误的是
A. 钢电极与电源的负极相连
B. 电解过程需不断补充的X是KF
C. 阴极室与阳极室必须隔开
D. 氟氢化钾在氟化氢中可以电离
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能正确表示下列反应的离子方程式是
A. 过氧化钠固体与水反应:2O22-+2H2O=4OH-+O2↑
B. 向明矾[KAl(SO4)2]溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42-恰好沉淀完全:2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH- =2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
C. 用铜做电极电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
D. FeSO4酸性溶液暴露在空气中:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
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传统中草药金银花对治疗“新冠肺炎”有效,其有效成分“绿原酸”的一种人工合成路线如下:
已知:i.
ii.
回答下列问题:
(1)有机物B的名称是__________。
(2)C→D反应生成的官能团是__________。
(3)反应①的反应类型是__________。
(4)反应②的化学方程式是__________。
(5)反应③的目的是__________。
(6)G→绿原酸反应中,若水解时间过长会降低绿原酸产率,生成副产物F和(写结构简式)_______________。
(7)参照上述合成方法,设计三步反应完成以丙酸为原料制备高吸水性树脂聚丙烯酸钠 (无机试剂任选) ,写出合成路线__________。
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地球上的氮元素对动植物有重要作用,其中氨的合成与应用是当前的研究热点。人工固氮最主要的方法是Haber—Bosch法。通常用以铁为主的催化剂在400~500℃和10~30MPa的条件下,由氮气和氢气直接合成氨。
在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):
化学吸附:N2(g)→2N* ;H2(g)→2H*;
表面反应:N*+H*⇌NH*;NH*+H*⇌NH2*;NH2*+H*⇌NH3*;
脱附:NH3*⇌NH3(g)
其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。
请回答:
(1)已知合成氨反应中生成1 mol NH3放出46kJ热量,该反应的热化学方程式为______
(2)实际生产中,原料气中N2和H2物质的量之比为1:2.8。分析说明原料气中N2过量的理由________。
(3)关于合成氨工艺的下列理解,正确的是____________。
A.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
B.控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率
C.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行
D.原料中N2由分离空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生
(4)已知反应:N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)标准平衡常数,其中为标准压强(1×105Pa),、和为各组分的平衡分压,如:=,p为平衡总压,为平衡系统中NH3的物质的量分数。
若N2和H2起始物质的量之比为1:3,反应在恒定温度和标准压强下进行,N2的平衡转化率为,则=_________(用含的最简式表示)。
(5)常温常压下电解法合成氨的原理如图所示:
①阴极生成氨的电极反应式为__________。
②阳极产物只有O2,电解时实际生成的NH3的总量远远小于由O2理论计算所得NH3的量,结合电极反应式解释原因:___________________。
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过二硫酸钠(Na2S2O8)也叫高硫酸钠,可用于废气处理及有害物质氧化降解.用(NH4)2S2O8溶液和一定浓度的NaOH溶液混合可制得Na2S2O8晶体,同时还会放出氨气。某化学兴趣小组利用该原理在实验室制备Na2S2O8晶体(装置如图所示).
已知:反应过程中发生的副反应为2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2
(1)图中装有NaOH溶液的仪器的名称为___,反应过程中持续通入氮气的目的是___。
(2) (NH4)2S2O8可由电解硫酸铵和硫酸的混合溶液制得,写出电解时阳极的电极反应式:___。
(3)Na2S2O8溶于水中,会发生一定程度的水解,最终仅生成H2SO4、Na2SO4和另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质,写出该反应的化学方程式:___。
(4)Na2S2O8具有强氧化性,该兴趣小组设计实验探究不同环境下Na2S2O8氧化性的强弱。将MnSO4•H2O(1.69g)与过量Na2S2O8(10g)溶于水中形成的混合溶液煮沸3min,观察并记录加入试剂时和加热过程中的现象(如表格所示)。
环境 | 调节溶液氧化环境时的现象 | 加热煮沸3min期间产生的现象 |
中性 | 加入VmL蒸馏水,无明显现象 | 30s时开始有大量气泡冒出,3min后溶液变深棕色,溶液中有悬浮小颗粒 |
碱性 | 加入VmL某浓度的NaOH溶液,瞬间变为棕色(MnO2) | 10s后溶液逐渐变为深紫色(MnO4-),没有明显冒气泡现象 |
酸性 | 加入VmL稀H2SO4无明显现象 | 煮沸3min后,有气泡冒出 |
①在___(填“中性”“酸性”或“碱性”)条件下,Na2S2O8的氧化能力最强。
②中性氧化时,会产生大量气泡,其原因为___。
③若用0.1mol•L-1的H2O2溶液滴定碱性氧化反应后的溶液(先将溶液调至酸性再滴定),滴定终点时的现象为___;达到滴定终点时,消耗H2O2溶液的体积为V1rnL。则碱性氧化后的溶液中NaMnO4的质量为___ g(用含V1的代数式表示,5H2O2~2)。
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钼(Mo)的最重要用途是作为铁合金的添加剂,用CO还原MoO3制备单质Mo的装置如图所示(尾气处理装置已省略)。下列说法正确的是
A.装置①用于制备CO2,其中石灰石可用纯碱替代
B.装置②中盛有饱和碳酸钠溶液,以除去CO2中的HCl气体
C.在装置④中生成了钼单质
D.装置⑥中的现象不能达到检验MoO3是否被CO还原的目的
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NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,5.6L甲烷和乙烯的混合气体中所含碳氢键数为NA
B.足量镁与一定体积的浓硫酸反应,产生气体2.24L(标准状况),则转移的电子数为0.2NA
C.含7.8gNa2S的溶液中阴离子总数大于0.1NA
D.向100mL1mol•L-1稀盐酸中逐滴加入含0.1molNa2CO3的溶液,则混和液中:N(CO32-)+N(HCO3-)+N(H2CO3)=0.1NA
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2018年,中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3研究方面取得新进展,该研究中涉及的物质有Ni-BaH2/Al2O3、Fe-K2O-Al2O3、Cs-Ru/MgO等,相关研究成果发表于《自然-能源》上。
请回答下列问题:
(1)基态Fe原子的电子排布式为_____,Cs元素位于周期表中的__区。
(2)元素的第一电离能:Mg___Al(填“>”或“<”)。H、N、O元素的电负性由大到小的顺序为____(用元素符号表示)。
(3)NH3分子中中心原子的杂化方式为___,其空间立体构型为__,与NH3互为等电子体的粒子是____(填粒子符号,任写一种)
(4)已知MgO的熔点为2852℃,CaO的熔点为2572℃,二者的晶体类型为_,MgO的熔点高于CaO的原因是____。
(5)研究发现,只含Ni、Mg和C三种元素的晶体也具有超导性,该晶体的晶胞结构如图所示:
①与C原子紧邻的Ni原子有___个。
②已知该晶胞中a原子的坐标参数为(1,0,0),b原子的坐标参数为(,,0),则c原子的坐标参数为___。
③已知该晶体的密度为ρg/cm3,阿伏伽德罗常数的值为NA,则晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为______cm
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亚硝酸钠(NaNO2)被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛。
I.(查阅资料)室温下,①2NO+Na2O2 = 2NaNO2②3NaNO2+3HCl = 3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O③酸性条件下,NO或NO 都能与MnO反应生成NO和Mn2+。
II. (制备产品)
用下图所示装置制备亚硝酸钠。请按要求回答下列问题:
(1)仪器a的名称是______________。
(2)反应前,打开弹簧夹,通入一段时间N2的目的是_________。
(3)B装置中的实验现象是_______________。
(4)D装置中反应的离子方程式是_________________。
III.(产品的检验)
步骤1:检验C装置中生成NaNO2
操作 | 现象 | 结论 |
_______ | _______ | 有NaNO2生成 |
步骤2:用碘量法测定NaNO2的纯度,反应原理如下:
2NO+ 2I- + 4H+ = 2NO↑+ I2+ 2H2O;I2 + 2S2O= 2I- + S4O
(5)准确称取反应后装置C中2.0 g固体,加水溶解并配制成100 mL溶液。取配制的溶液25.00 mL于锥形瓶中,加入适量水和稀硫酸,再加入过量KI溶液。以淀粉溶液作指示剂,用a mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗b mLNa2S2O3标准溶液。固体NaNO2的质量分数为______。
(6)下列情况中造成测定结果偏低的是_____(填字母编号)
A. 滴定管水洗后直接加入Na2S2O3标准溶液
B.配制溶液定容时,仰视容量瓶刻度线
C.加入的稀硫酸过量,使少量I-被氧气氧化成I2
D.滴定前滴定管下端尖嘴无气泡,达到终点时有气泡
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