锗是重要的稀缺战略资源,广泛应用于众多国防军工及民用领域,属于我国战略收储金属。某科研课题采用的提取锗技术路线为:低品位锗精矿-(次亚磷酸钠热还原-真空挥发富集)-挥发产物高品位还原锗精矿-碱氧化预处理-盐酸蒸馏提纯-高纯四氯化锗-高纯二氧化锗。
(1)在周期表中金属与非金属的分界处,可以找到半导体材料,如Si、 等,半导体器件的研制正是开始于 ,后来发展到研制与它同族的 。三种元素依次是_______(填标号)。
a.Ge Si Ge
b.Ge Ge Si
c.C Si Ge
(2)请配平次亚磷酸钠热还原反应的化学方程式并在括号内注明反应条件:
___NaH2PO2·H2O+GeO2 (______) ___Na4P2O7+___H2O+___GeO↑+___H3PO4
(3)高品位还原锗精矿碱氧化预处理过程的产物是锗酸钠,请写出该过程的化学反应方程式:____________________________________________
(4)高纯二氧化锗含量采用碘酸钾滴定法进行分析。称取3.600g高纯二氧化锗样品,采用氢氧化钠在电炉上溶样,次亚磷酸钠加热还原,然后以淀粉为指示剂,用碘酸钾标准溶液(0.6000mol/L)滴定,消耗的碘酸钾体积为19.00ml。[20℃以下,次亚磷酸钠不会被碘酸钾和碘氧化]
①滴定终点的现象是_____________________________。
②此样品中二氧化锗含量是_________。(保留四位有效数字)
(5)用氢气还原GeO2可制得金属锗。其反应如下:
GeO2+ H2= GeO+ H2O ①
GeO+ H2= Ge+ H2O ②
GeO2+ 2H2= Ge+ 2H2O ③
反应式③ΔH=+13750 kJ/mol ,ΔS=+15600J/(K·mol),则还原反应的温度一般控制在_________℃范围内。[已知GeO在700℃会升华,T(K)=t(℃)+273]
(6)锗在硝酸中的溶解速度受硝酸浓度、搅拌速度、温度等因素影响。如图,锗溶解速度有一最大值,硝酸的浓度小于此值时,随浓度增加溶解速度增加,反之降低,这是由于硝酸浓度高时_________加剧所致。
高三化学综合题困难题
锗是重要的稀缺战略资源,广泛应用于众多国防军工及民用领域,属于我国战略收储金属。某科研课题采用的提取锗技术路线为:低品位锗精矿-(次亚磷酸钠热还原-真空挥发富集)-挥发产物高品位还原锗精矿-碱氧化预处理-盐酸蒸馏提纯-高纯四氯化锗-高纯二氧化锗。
(1)在周期表中金属与非金属的分界处,可以找到半导体材料,如Si、 等,半导体器件的研制正是开始于 ,后来发展到研制与它同族的 。三种元素依次是_______(填标号)。
a.Ge Si Ge
b.Ge Ge Si
c.C Si Ge
(2)请配平次亚磷酸钠热还原反应的化学方程式并在括号内注明反应条件:
___NaH2PO2·H2O+GeO2 (______) ___Na4P2O7+___H2O+___GeO↑+___H3PO4
(3)高品位还原锗精矿碱氧化预处理过程的产物是锗酸钠,请写出该过程的化学反应方程式:____________________________________________
(4)高纯二氧化锗含量采用碘酸钾滴定法进行分析。称取3.600g高纯二氧化锗样品,采用氢氧化钠在电炉上溶样,次亚磷酸钠加热还原,然后以淀粉为指示剂,用碘酸钾标准溶液(0.6000mol/L)滴定,消耗的碘酸钾体积为19.00ml。[20℃以下,次亚磷酸钠不会被碘酸钾和碘氧化]
①滴定终点的现象是_____________________________。
②此样品中二氧化锗含量是_________。(保留四位有效数字)
(5)用氢气还原GeO2可制得金属锗。其反应如下:
GeO2+ H2= GeO+ H2O ①
GeO+ H2= Ge+ H2O ②
GeO2+ 2H2= Ge+ 2H2O ③
反应式③ΔH=+13750 kJ/mol ,ΔS=+15600J/(K·mol),则还原反应的温度一般控制在_________℃范围内。[已知GeO在700℃会升华,T(K)=t(℃)+273]
(6)锗在硝酸中的溶解速度受硝酸浓度、搅拌速度、温度等因素影响。如图,锗溶解速度有一最大值,硝酸的浓度小于此值时,随浓度增加溶解速度增加,反之降低,这是由于硝酸浓度高时_________加剧所致。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
锗是重要的稀缺战略资源,广泛应用于众多国防军工及民用领域,属于我国战略收储金属。某科研课题采用的提取锗技术路线为:低品位锗精矿-(次亚磷酸钠热还原-真空挥发富集)-挥发产物高品位还原锗精矿-碱氧化预处理-盐酸蒸馏提纯-高纯四氯化锗-高纯二氧化锗。
(1)在周期表中金属与非金属的分界处,可以找到半导体材料,如Si、 等,半导体器件的研制正是开始于 ,后来发展到研制与它同族的 。三种元素依次是_______(填标号)。
a.Ge Si Ge
b.Ge Ge Si
c.C Si Ge
(2)请配平次亚磷酸钠热还原反应的化学方程式并在括号内注明反应条件:
___NaH2PO2·H2O+GeO2 ___Na4P2O7+___H2O+___GeO↑+___H3PO4,_____________
(3)高品位还原锗精矿碱氧化预处理过程的产物是锗酸钠,请写出该过程的化学反应方程式:____________________________________________
(4)高纯二氧化锗含量采用碘酸钾滴定法进行分析。称取3.600g高纯二氧化锗样品,采用氢氧化钠在电炉上溶样,次亚磷酸钠加热还原,然后以淀粉为指示剂,用碘酸钾标准溶液(0.6000mol/L)滴定,消耗的碘酸钾体积为19.00mL。[20℃以下,次亚磷酸钠不会被碘酸钾和碘氧化]
①滴定终点的现象是_____________________________。
②此样品中二氧化锗含量是_________。(保留四位有效数字)
(5)用氢气还原GeO2可制得金属锗。其反应如下:
GeO2+ H2= GeO+ H2O ①
GeO+ H2= Ge+ H2O ②
GeO2+ 2H2= Ge+ 2H2O ③
反应式③ΔH=+13750 kJ/mol ,ΔS=+15600J/(K·mol),则还原反应的温度一般控制在_________℃范围内。[已知GeO在700℃会升华,T(K)=t(℃)+273]
(6)锗在硝酸中的溶解速度受硝酸浓度、搅拌速度、温度等因素影响。如图,锗溶解速度有一最大值,硝酸的浓度小于此值时,随浓度增加溶解速度增加,反之降低,这是由于硝酸浓度高时_________加剧所致。
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(14分)稀土是一种不可再生的战略性资源,被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下:
已知:①废弃CRT荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出)如下表所示;
②不同离子沉淀的pH如图一所示。
(1)步骤I中进行原料预处理的目的为________________。
(2)步骤Ⅱ中有黄绿色气体产生,该反应的化学方程式为________________。
(3)步骤Ⅲ中发生的主要反应的离子方程式为________________。
(4)步骤Ⅳ中除杂试剂DDTC除去的杂质离子有____________,其不能通过直接加碱的方法除去,原因为________。
(5)步骤V中Y3+沉淀完全时,需保证滴加草酸后的溶液中c(C2O42-)不低于________mol/L。
(已知:当离子浓度小于10mol/L时,沉淀就达完全;Ksp[Y2(C2O4)3]= 8.0×10-28)
(6)步骤Ⅵ中草酸钇隔绝空气加热可以得到Y2O3,该反应的化学方程式为____________。
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锰是一种非常重要的金属元素,在很多领域有着广泛的应用。利用废铁屑还原浸出低品位软锰矿制备硫酸锰,然后进行电解,是制备金属锰的新工艺,其流程简图如下:
已知:
i. 低品位软锰矿主要成份有MnO2、Al2O3、Fe2O3、Cu2(OH)2CO3、CaCO3、SiO2等。
ii. 部分金属离子以氢氧化物沉淀时的pH
Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Cu2+ | |
开始沉淀的pH | 6.8 | 1.8 | 3.7 | 8.6 | 5.2 |
沉淀完全的pH | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.1 | 6.7 |
iii. 几种化合物的溶解性或溶度积(Ksp)
MnF2 | CaS | MnS | FeS | CuS |
溶于水 | 溶于水 | 2.5×10-13 | 6.3×10-18 | 6.3×10-36 |
(1)研究表明,单质Fe和Fe2+都可以还原MnO2。在硫酸存在的条件下,MnO2将Fe氧化为Fe3+的离子方程式是____________。
(2)清液A先用H2O2处理,然后加入CaCO3,反应后溶液的pH≈5。滤渣a的主要成分中有黄铵铁矾NH4Fe3(SO4)2(OH)6。
①H2O2的作用是____________(用离子方程式表示)。
②滤渣a中除了黄铵铁矾,主要成分还有X。用平衡移动原理解释产生x的原因:____________。
(3)用离子方程式表示MnS固体的作用:____________。
(4)滤渣c的成分是____________。
(5)如下图所示装置,用惰性电极电解中性MnSO4溶液可以制得金属Mn。阴极反应有:
i. Mn2++2e-=Mn ii. 2H++2e-=H2↑
电极上H2的产生会引起锰起壳开裂,影响产品质量。
①电解池阳极的电极方程式是________________。
②清液C需要用氨水调节pH=7的原因是____________。
③电解时,中性MnSO4溶液中加入(NH4)2SO4的作用除了增大溶液导电性之外,还有___________(结合电极反应式和离子方程式解释)。
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锰是一种非常重要的金属元素,在很多领域有着广泛的应用。利用废铁屑还原浸出低品位软锰矿制备硫酸锰,然后进行电解,是制备金属锰的新工艺,其流程简图如下:
已知:
i. 低品位软锰矿主要成份有MnO2、Al2O3、Fe2O3、Cu2(OH)2CO3、CaCO3、SiO2等。
ii. 部分金属离子以氢氧化物沉淀时的pH
Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Cu2+ | |
开始沉淀的pH | 6.8 | 1.8 | 3.7 | 8.6 | 5.2 |
沉淀完全的pH | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.1 | 6.7 |
iii. 几种化合物的溶解性或溶度积(Ksp)
MnF2 | CaS | MnS | FeS | CuS |
溶于水 | 溶于水 | 2.5×10-13 | 6.3×10-18 | 6.3×10-36 |
(1)研究表明,单质Fe和Fe2+都可以还原MnO2。在硫酸存在的条件下,MnO2将Fe氧化为Fe3+的离子方程式是____________。
(2)清液A先用H2O2处理,然后加入CaCO3,反应后溶液的pH≈5。滤渣a的主要成分中有黄铵铁矾NH4Fe3(SO4)2(OH)6。
①H2O2的作用是____________(用离子方程式表示)。
②滤渣a中除了黄铵铁矾,主要成分还有X。用平衡移动原理解释产生x的原因:____________。
(3)用离子方程式表示MnS固体的作用:____________。
(4)滤渣c的成分是____________。
(5)如下图所示装置,用惰性电极电解中性MnSO4溶液可以制得金属Mn。阴极反应有:
i. Mn2++2e-=Mn ii. 2H++2e-=H2↑
电极上H2的产生会引起锰起壳开裂,影响产品质量。
①电解池阳极的电极方程式是________________。
②清液C需要用氨水调节pH=7的原因是____________。
③电解时,中性MnSO4溶液中加入(NH4)2SO4的作用除了增大溶液导电性之外,还有___________(结合电极反应式和离子方程式解释)。
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铜是有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,铜的冶炼和加工对于现代社会有着重要的意义。
(1)工业上可用黄铜矿冶炼粗铜,简要流程如下:
在转炉中,经过两步反应生成粗铜,其的热化学方程式分别为:
则总反应的热化学方程式为:_______________________________________;
(2)粗铜可用电解法精炼,电解过程中,粗铜应做____极;精铜一侧电极反应式为__________;
(3)电解精炼时粗铜中Fe、Zn等杂质元素会进入电解质溶液,一段时间后需要对电解液除杂净化,其中除去铁元素的一种操作如下:
下表为部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH:
①试剂a是_______________,其作用是_________________________________________;
②溶液A加入CuO调节pH的目的是________________________________________(用必要的离子方程式和适当的文字说明)。
③操作①名称是________________。
(4)电解槽阳极泥中含有Ag、Au等贵金属,分离提纯Au的工艺流程如下:
①滤液中Au元素的存在形式为[AuC14]-,写出浸取步骤反应的离子方程式________________。
②加入草酸后,滤液中发生氧化还原反应,生成Au单质,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________。
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镓(31Ga)是一种重要金属元素,镓及其化合物在电子工业、光电子工业、国防工业和超导材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Ga原子占据最高能级电子的电子云轮廓图形状为__________,未成对电子数为________________。
(2)Ga(NO3)3中阴离子的立体构型是_____________,写出一个与该阴离子的立体构型相同的分子的化学式___________。
(3)2-甲基-8-羟基喹啉镓(如图)应用于分子印迹技术,2-甲基-8-羟基喹啉镓中五种元素电负性由大到小的顺序是____________________________(填元素符号),提供孤电子对的成键原子是_____________。
(4)一种硅镓半导体材料的晶胞结构如图所示由硫、镓、银形成的化合物的晶胞是底面为正方形的长方体,结构如下图所示,则该晶体中硫的配位数为___________,晶胞底面的边长a=5.75 nm,高h=10.30nm,该晶体密度为__________________g·cm-3(列出计算式即可)。
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镓(31Ga)是一种重要金属元素,镓及其化合物在电子工业、光电子工业、国防工业和超导材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Ga原子占据最高能级电子的电子云轮廓图形状为__________,未成对电子数为________________。
(2)Ga(NO3)3中阴离子的立体构型是_____________,写出一个与该阴离子的立体构型相同的分子的化学式___________。
(3)2-甲基-8-羟基喹啉镓(如图)应用于分子印迹技术,2-甲基-8-羟基喹啉镓中五种元素电负性由大到小的顺序是____________________________(填元素符号),提供孤电子对的成键原子是_____________。
(4)一种硅镓半导体材料的晶胞结构如图所示由硫、镓、银形成的化合物的晶胞是底面为正方形的长方体,结构如下图所示,则该晶体中硫的配位数为___________,晶胞底面的边长a=5.75 nm,高h=10.30nm,该晶体密度为__________________g·cm-3(列出计算式即可)。
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铁被誉为“第一金属”,铁及其化合物广泛应用于生活、生产、国防等领域。
(1)Fe2+是构成人体血红蛋白(如图1所示)的重要元素,基态Fe2+简化的电子排布式为___________;用物质结构与性质知识分析Fe2+在空气中容易被氧化成Fe3+的主要原因:_________________________________________。
(2)血红蛋白中所含非金属元素的电负性由小到大的顺序为___________;碳原子的杂化轨道类型为__________________杂化。
(3)羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂等。1mol[Fe(CO)5]分子中含有____mol 的σ键,与CO 互为等电子体的离子的化学式为___________________________(写一种)。
(4)据报道,工业上可电解熔融的FeO、Fe2O3 冶炼高纯铁。Fe2O3 的熔点____________(填“高于”或“低于”) FeO 的熔点,理由是____________________________________________。
(5)铁晶体有面心立方、体心立方。在这两种晶体中铁的配位数之比为______________。
(6)某种氮化铁晶体的晶胞如图2 所示。已知:该晶胞边长、高分别为a nm、b nm,NA=6.02×1023 mol-l
①该氮化铁晶体的化学式为______________。
②列式表示该氮化铁晶体的密度_________________________________________。
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铜是重要的金属,广泛应用于电气、机械制造、国防等领域,铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。回答下列问题:
(1)CuSO4晶体中S原子的杂化方式为________,SO42-的立体构型为_______________。
(2)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等,其制备方法如下:
①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为__________________。N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为__________________________(填元素符号)。
②向CuSO4溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]SO4,下列说法正确的是________
A.氨气极易溶于水,原因之一是NH3分子和H2O分子之间形成氢键的缘故
B.NH3分子和H2O分子,分子空间构型不同,氨气分子的键角小于水分子的键角
C.Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇,会析出深蓝色的晶体
D.已知3.4 g氨气在氧气中完全燃烧生成无污染的气体,并放出a kJ热量,则NH3的燃烧热的热化学方程式为:NH3(g)+3/4O2(g)=1/2N2(g)+3/2H2O(g) ΔH=-5a kJ·mol-1
(3)硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)即可得到配合物A,其结构如下左图所示。
①1 mol氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)含有σ键的数目为________________。
②氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出二氧化碳的一种等电子体:____________(写化学式)。
③已知:硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体,其结构如上右图所示。则该化合物的化学式是________________。
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