题目内容
【题目】和硅同一主族的锗也是重要的半导体材料,锗应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。一种提纯二氧化锗粗品(主要含GeO2、As2O3)的工艺如下:
已知:①“碱浸”过程中的反应为:GeO2+2NaOH=Na2GeO3+H2O、As2O3+2NaOH=2NaAsO2+H2O
② GeCl4的熔点为-49.5℃,AsCl3与GeCl4的沸点分别为130.2℃、84℃。
(1)砷的原子序数为33,砷在元素周期表中的位置为第______周期第________族。
(2)“氧化除砷”的过程是将NaAsO2氧化为Na3AsO4,其反应的离子方程式为:___________________________________________________________________。
(3)传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸馏,其缺点是_________________。
(4)“蒸馏”过程中的反应的化学方程式为:________________________________。
(5)“水解”操作时保持较低温度有利于提高产率,其最可能的原因是_____________(答一条即可)。
(6)若1吨二氧化锗粗品(含杂质30%)经提纯得0.745吨的较纯二氧化锗产品,则杂质脱除率为_________。
(7)和砷同一主族的锑也可以用于半导体中。一种突破传统电池设计理念的镁—锑液态金属二次电池工作原理如图所示:
该电池由于密度的不同,在重力作用下分为三层,工作时中间层熔融盐的组成不变。充电时,C1-向______(填“上”或“下”)移动;放电时,正极的电极反应式为______。
【答案】 四或4 ⅤA 3AsO2—+ClO3—+6 OH—=3 AsO43—+Cl—+3H2O 馏出物中将会含有AsCl3,降低了产品纯度 Na2GeO3+6HCl=2NaCl+GeCl4+3H2O 该水解反应为放热反应,温度较低时水解平衡正向移动,反应物平衡转化率更高;或温度高时GeCl4易挥发导致降低产率;或温度高时,结晶水合物的溶解度大 85%或0.85 下 Mg2++2e-=Mg
【解析】试题分析:由流程及题中信息可知,粗品经碱浸后,二氧化锗和三氧化二砷溶解分别转化为锗酸钠和亚砷酸钠,然后用氯酸钠溶液氧化除砷,加入盐酸将锗酸钠转化为四氯化锗,蒸馏得到四氯化锗,四氯化锗水解后得GeO2nH2O,GeO2nH2O烘干后得到高纯二氧化锗。
(1)砷的原子序数为33,砷在元素周期表中的位置为第四(或4 )周期第ⅤA族。
(2)“氧化除砷”的过程是将NaAsO2氧化为Na3AsO4,其反应的离子方程式为3AsO2—+ClO3—+6 OH—=3 AsO43—+Cl—+3H2O。
(3)传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸馏,由于AsCl3与GeCl4的沸点分别为130.2℃、84℃,故其缺点是馏出物中将会含有AsCl3,降低了产品纯度。
(4)“蒸馏”过程中的反应的化学方程式为Na2GeO3+6HCl=2NaCl+GeCl4+3H2O。
(5)“水解”操作时,保持较低温度有利于提高产率,其最可能的原因是:该水解反应为放热反应,温度较低时水解平衡向反应方向移动,反应物平衡转化率更高(或温度高时GeCl4易挥发导致降低产率;或温度高时,结晶水合物的溶解度大)。
(6)若1吨二氧化锗粗品(含杂质30%)经提纯得0.745吨的较纯二氧化锗产品,则杂质脱除率为=85%(或0.85)。
(7)由图可知,该电池的负极是镁、正极是镁锑合金;充电时,镁是阴极、镁锑合金是阳极,所以C1-向下(阳极)移动;放电时,正极的电极反应式为Mg2++2e-=Mg。
【题目】甲、乙、丙三种物质存在如图所示的转化关系(图中“→”表示一步转化)。下列各组物质转化,不能满足此关系的是
甲 | 乙 | 丙 | |
A | NaOH | Na2CO3 | NaHCO3 |
B | AlCl3 | Al(OH)3 | NaAlO2 |
C | NH3 | N2 | HNO3 |
D | S | SO2 | H2SO4 |
A. A B. B C. C D. D
【题目】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,可由NO和Cl2反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+NOCl(g)
②4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)
③2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)
设反应①②③对应的平衡常数依次为K1、K2、K3,则K1、K2、K3之间的关系为____________。
(2)300 ℃时,2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g)。正反应速率的表达式为v正=k·cn(NOCl)(k为速率常数,只与温度有关),测得速率与浓度的关系如表所示:
序号 | c(NOCl)/mol·L-1 | v/mol·L-1·s-1 |
① | 0.30 | 3.60×10-9 |
② | 0.60 | 1.44×10-8 |
③ | 0.90 | 3.24×10-8 |
n=________,k=________。
(3)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g),在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示:反应开始到10 min时Cl2的平均反应速率v(Cl2)=________ mol·L-1·min-1。
(4)在密闭容器中充入NO(g)和Cl2(g),改变外界条件[温度、压强、、与催化剂的接触面积],NO的转化率变化关系如图B所示。X代表________。