辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下:
(1)写出步骤“还原”中可能发生反应的离子方程式 、 。
(2)回收S过程中温度控制50℃~60℃之间,不宜过高或过低的原因是 、 。
(3)气体NOx与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质,该物质的化学式为 ;向滤液M中加入(或通入)下列 (填字母)物质,得到另一种可循环利用的物质。
a.铁 b.氯气 c.高锰酸钾 d.盐酸
(4)保温除铁过程中加入CuO的目的是 、 ;
(5)过滤③所得到的滤液,加入硝酸后,经操作X、过滤④得到硝酸铜晶体。
硝酸的作用是 ;
操作X是 、 (填操作名称) 。
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氮元素广泛存在于自然界中,对人类生命和生活具有重要意义。含氮元素的化合物在工业生产和国防建设中都有广泛的应用。
(1)氮元素原子核外有 个未成对电子,最外层有 种能量不同的电子。PH3分子的空间构型为 ,是 分子。(填极性或非极性)
(2)氮和磷是同主族元素,下列能说明二者非金属性相对强弱的是 (填编号)
a.NH3比PH3稳定性强
b.硝酸显强氧化性,磷酸不显强氧化性
c.氮气与氢气能直接化合,磷与氢气很难直接化合
d.氮气常温是气体,磷单质是固体
亚硝酸盐是食品添加剂中急性毒性较强的物质之一,可使正常的血红蛋白变成正铁血红蛋白而失去携带氧的功能,导致组织缺氧。
(3)亚硝酸钠溶液滴加到K2Cr2O7酸性溶液中,溶液由橙色变为绿色,反应如下,补上缺项物质并配平:
Cr2O72- + NO2- + → Cr3+ + NO3-+
(4)上题反应中每消耗0.6mol NO2-,转移电子数为 。
(5)氮氧化物(NO和NO2)污染环境。若用Na2CO3溶液吸收NO2可生成CO2,9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1 mol,则反应的离子方程式为 。
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研究大气中含硫化合物和含碳化合物的转化对环境保护具有重要意义。
(1)SO2的大量排放会引起严重的环境问题是 ,潮湿条件下,写出大气中SO2转化为HSO3-的方程式 ;
(2)土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SO42-,两步反应的能量变化示意图如下:
1mol H2S(g)全部氧化成SO42-(aq)的热化学方程式为 ;
(3)SO2是工业制硫酸的原料之一,一定温度下,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),过程中测定的部分数据见下表:
时间/min | n(SO2)/mol | n(O2)/mol |
0 | 0.10 | 0.05 |
4 | 0.04 | 0.02 |
6 | 0.02 | |
8 | 0.01 |
①反应在0-4min内的平均速率为v(SO2)= ;
②此温度下该反应的化学平衡常数K= ;
③8min时,维持温度不变,向反应容器中再通入0.02mol SO2(g)和0.01mol O2(g),重新达到平衡时混合气体中SO2的百分含量将 (填“减小”、“增大”或“不变”)。
(4)科学家用氮化镓材料与铜组装如下图的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4的反应。
写出铜电极表面的电极反应式 ,为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量 (填“盐酸”或“硫酸”)。
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(12 分)现向含6 mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO3溶液,整个过程中含碘物质的物质的量与所加入KBrO3的物质的量的关系如图所示。
已知①BrO3-+6I一+6H+=3I2+Br-+3H2O;
②2BrO3- +I2 = 2IO3- + Br2;
请回答下列问题:
(1)由反应②有同学由此得出氧化性:I2>Br2的结论,你认为是否正确 (填是或否),并说明理由 。
(2)b点时,KI反应完全,则消耗的氧化剂与还原剂物质的量之比为 ,还原产物是 。
(3)b→c过程中只有一种元素的化合价发生变化,写出该过程的离子反应方程式 。
(4)含6 mol KI的硫酸溶液所能消耗n(KBrO3)的最大值为 mol。
(5)n(KBrO3)=4时,对应含碘物质的化学式为 。
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有难溶于水的粉末状固体样品,可能含有Al、Fe2O3、Cu2O、SiO2、Fe3O4中的一种或几种,研究小组通过实验确定样品的成分.
【查阅资料知】① Cu2O + 2H+ = Cu + Cu2+ + H2O;
② 部分氢氧化物在溶液中沉淀的pH见下表:
物质 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.8 | 6.3 | 5.2 |
完全沉淀的pH | 3.0 | 8.3 | 6.7 |
【注】金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1
【实验步骤】
Ⅰ.取一定量样品于烧杯中,加足量NaOH溶液,有气体产生,过滤得固体A和无色溶液B;
Ⅱ.向B中加入稀硫酸,出现白色沉淀,继续滴加稀硫酸至过量,白色沉淀完全溶解;
Ⅲ.向A中加入足量稀硫酸并微热,固体完全溶解,得溶液C;
Ⅳ.向C中加入NaClO,调节溶液的pH至4~5,产生红褐色沉淀,过滤得到蓝绿色溶液D;
Ⅴ.向D中加入NaOH,调节溶液的pH到7~8,产生蓝色絮状沉淀.
请回答下列问题.
(1)Ⅰ中产生气体的离子方程式为 .
(2)由Ⅰ、Ⅱ知,原样品中一定不存在的物质是 .
(3)溶液C中除H+、Cu2+外一定还含有的阳离子是 .
(4)Ⅳ中加NaClO的目的是 .
(5)将Ⅳ中得到的溶液D电解,阳极的电极反应式为 ;若电路中有0.1mol电子通过,则理论上阴极质量增重 g.
(6)由上述实验可以获得结论:原样品所有可能的成分组合为组合为
(用化学式表示).
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二氧化钛是钛的重要化合物,钛白粉(纯净的二氧化钛)是一种折射率高、着色力和遮盖力强、化学性质稳定的白色颜料.从钛铁矿(主要成分FeTiO3,含Fe2O3、SiO2等杂质)制取二氧化钛,常用硫酸法,其流程如下:
(1)钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4,该反应的化学方程式为: .
(2)取少量浸取液,滴加KSCN溶液后呈血红色,说明溶液中存在 离子(填写离子符号),检验溶液中还存在Fe2+的方法是 (写明步骤、试剂和现象).
(3)浸取液与铁屑反应的离子方程式为 ;X(晶体)的化学式为 .
(4)第③步反应化学方程式 .
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如图是某企业设计的硫酸-磷肥-水泥联产、海水-淡水多用、盐-热-电联产的三大生态产业链流程图:。
根据上述产业流程回答下列问题:
(1)该流程①、②、③、④、⑤可以实现能量或物质的输送,请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式:① 、② 、③ 、④ 、⑤ 。
(2)沸腾炉中发生反应的化学方程式为 。磷肥厂的主要产品是普钙(磷酸二氢钙和硫酸钙),写出由磷矿石和硫酸反应制普钙的化学方程式为 。
(3)用1t硫铁矿(FeS2的质量分数为36%)接触法制硫酸,制硫酸的产率为65%,则最后能生产出质量分数为98%的硫酸 t。
(4)热电厂的冷却水是 ,该流程中浓缩盐水除提取盐以外还可提取的物质有 (写出一种即可)。
(5)根据现代化工厂设计理念请提出高炉炼铁厂废气、废渣及多余热能的利用设想。 , (写出两点即可)。
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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
I.已知某些化学键的键能数据如下
化学键 | C=O | C—O | C—H | H—H | O—H |
键能/kJ·mol-1 | 745 | 351 | 415 | 436 | 462 |
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=________kJ·mol-1
II.将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l)
(1)该反应化学平衡常数表达式K=__________。
(2)已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,达平衡时CO2的转化率如右图所示:
①该反应的ΔH __________0(填“>"或“<”)。
②若温度不变,减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)],K值将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③700K投料比[n(H2)/n(CO2)] = 2时,达平衡时H2的转化率α = __________
(3)某温度下,向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是__________。
A.二氧化碳的浓度 B.容器中的压强
C.气体的密度 D.CH3OCH3与H2O的物质的量之比
(4)某温度下,在体积可变的密闭容器中,改变起始时加入各物质的量,在不同的压强下,平衡时CH3OCH3(g)的物质的量如下表所示:
P1 | P2 | P3 | |
I.2.0 mol CO2 6.0 mol H2 | 0.10 mol | 0.04 mol | 0.02 mol |
II.1.0 mol CO2 3.0 mol H2 | X1 | Y1 | Z1 |
III.1.0 mol CH3OCH3 3.0 mol H2O | X2 | Y2 | Z2 |
①P1_________P3(填“>”“<”或“=”);②X1=__________;
③P2下,III中CH3OCH3的平衡转化率为__________。
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(10分)空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:
(1)步骤①中用硫酸酸化的目的是__ .步骤②发生反应的离子方程式为 。
(2)步骤④利用了SO2的还原性,反应的离子方程式:__________________________.
(3)步骤⑥的名称是 ____________ 。
(4)从含溴水中吹出的溴也可用纯碱吸收,纯碱吸收溴的主要反应是: 3Na2CO3+3Br2= NaBrO3+ 5NaBr+ 3CO2;吸收1mol Br2 时,转移的电子数为 mol。纯碱吸收后再用硫酸酸化,单质溴又从溶液中析出。
(5)化学上将 等离子称为“类卤离子”。现将KSCN溶液滴加到酸性溶液中,溶液立即变成血红色;通入后,血红色消失。血红色消失过程中发生反应的离子方程式为 。
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(14分)铜及其化合物在生产生活中有广泛应用,铜在化合物中的常见化合价有+1、+2。已知Cu2O与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。
(1)工业上可用Cu2S+O22Cu+SO2反应制取粗铜,该反应中是 元素被还原 。
(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在50℃,加入H2O2,一段时间后,升温到60℃,再反应一段时间后可制得硫酸铜,该反应的离子方程式为: 温度控制在50℃-60℃的原因除了加快反应速率外,还有 。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热,生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式 。
(3)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中,加入2 L 0.6 mol·L-1 HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到4480 mL NO气体(标准状况)。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式 。若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为 g。若混合物中含0.2 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,消耗H2SO4的物质的量为 mol。
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