题目内容
【题目】氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。工业ZnO中含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ),纯化工业ZnO的流程如下:
提示:在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化。
(1)“酸浸”时需不断通入髙温水蒸气,其目的是 ________________。
(2)“除杂I”中生成Fe(OH)3反应的离子方程式为______________________________。
(3)“除杂2”中所得滤渣主要成分是____________。
(4)滤饼要用水洗,检验是否洗涤干净的方法是_________________。
(5)已知:Zn(OH)2 的 Ksp=l×10-17。室温下为使Zn2+完全沉淀(其浓度<1×10-5mol·L-1),需调节溶液pH范围为____________。
【答案】升高温度、使反应物充分混合,以加快反应速率 3Fe2++MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+ Ni、Zn 取少量最后洗涤液于试管中,滴入盐酸酸化的氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净 pH>8
【解析】
(1) “酸浸”时需不断通入髙温水蒸气是为了升高温度、使反应物充分混合,以加快反应速率,据此解答;
(2) 根据题意,Ni(Ⅱ)不能被氧化,反应②中除掉的杂质离子是Fe2+和Mn2+,根据MnO4-+具有氧化性,能将Fe2+和Mn2+氧化,根据电子得失进行配平;
(3) “除杂2”中所得滤渣为锌与镍离子的发生反应得到锌离子和镍;得到的滤渣中,除了过量的锌外还有金属镍;
(4)检验沉淀是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液,检验表面是否含有硫酸根离子;
(5)根据Zn(OH)2 的 和室温下计算。
工业ZnO中放入稀硫酸酸浸后溶液中存在Fe2+、Mn2+、Zn2+和Ni2+,向浸出液中加入适量ZnO并调节溶液的pH约为5.4,再加入高锰酸钾溶液,Ni(Ⅱ)不能被氧化,Fe2+、Mn2+被氧化生成氢氧化铁和二氧化锰而被除去,过滤后,向滤液中加入Zn过滤,Zn和Ni2+发生氧化还原反应生成Ni,溶液中存在Zn2+,向滤液中加入碳酸钠溶液并调节pH,生成碳酸锌沉淀,煅烧碳酸锌沉淀生成ZnO,
(1) “酸浸”时需不断通入髙温水蒸气是为了升高温度、使反应物充分混合,以加快反应速率,故答案为:升高温度、使反应物充分混合,以加快反应速率;
(2)根据上述分析可知,“除杂I”中Fe2+被氧化生成Fe(OH)3,反应的离子方程式为:3Fe2++MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+,故答案为:3Fe2++MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+;
(3) 根据上述分析可知,“除杂2”中加入Zn过滤,Zn和Ni2+发生氧化还原反应生成Ni,还有过量的Zn,因此滤渣为Ni和Zn,故答案为:Ni、Zn;
(4) 由于溶液中硫酸根离子属于杂质离子,因此可以检验测定洗涤液中是否存在硫酸根离子,操作为:取最后一次少量水洗液于试管中,滴入12滴稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净,故答案为:取少量最后洗涤液于试管中,滴入盐酸酸化的氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净;
(5) 已知:Zn(OH)2 的 ,室温下为使Zn2+完全沉淀(其浓度<1×10-5mol·L-1),因此可知当Zn2+其浓度为1×10-5mol·L-1时,根据计算得c(OH-)=10-6mol/L, 室温下水的离子积常数,把c(OH-)=10-6mol/L带入得c(H+)=10-8mol/L,因此需调节溶液pH范围为pH>8,故答案为:pH>8。
【题目】Ⅰ.利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1;
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3;
化学键 | H-H | C-O | CO | H-O | C-H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | X |
回答下列问题:
(1)已知△H2=-99 kJ·mol-1,则根据上表相关的化学键键能(“CO”表示CO的化学键)计算X=_______ kJ·mol-1。
(2)反应①、②、③对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为___________。
(3)根据化学反应原理,分析增大压强对反应③的影响为_______________。(提示:从对反应速率、平衡状态、转化率角度回答)
Ⅱ.清洁能源具有广阔的开发和应用前景,可减小污染解决雾霾问题,其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。一定条件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-99kJmol-1。向体积为2L的密闭容器中充入2molCO和4molH2,测得不同温度下容器内的压强(P:kPa)随时间(min)的变化关系如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示:
①Ⅱ和Ⅰ相比,改变的反应条件是_________;
②反应Ⅰ在6min时达到平衡,在此条件下从反应开始到达到平衡时v(CH3OH)=_____;
③反应Ⅱ在2min时达到平衡,平衡常数K(Ⅱ)=_________;
④比较反应Ⅰ的温度(T1)和反应Ⅲ的温度(T3)的高低:T1_____T3(填“>”“<”“=”)
【题目】为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。
已知:① CO(g)+O2(g) = CO2 (g) △H=-283kJ·mol-1
② H2(g)+ O2(g) = H2O (g) △H=-241.8kJ·mol-1
③ H2O (l)=H2O (g) △H=+44.0kJ·mol-1
(1)H2的燃烧热△H=________。
(2)写出CO(g)和H2O (g)作用生成CO2 (g)和H2(g)的热化学方程式:________。
(3)相关物质的化学键键能数据如下:
化学键 | O=O(O2) | H—H | H—O |
E/(kJ·mol-1) | x | 436 | 463 |
计算x=________kJ·mol-1。
(4)某反应2X(g)+Y(g)2Z(g) △H= -Q kJ·mol-1,反应过程中能量变化如图所示,其中虚线表示加入催化剂M时的情况。
①加入催化剂M后,△H________ (填“改变”或“不变”)。
②在使用催化剂的两部反应中,________ (填“第一步”或“第二步”)决定反应速率。
【题目】下列实验操作、现象、结论均正确的是( )
选项 | 实验操作 | 现象 | 结论 |
A | 向溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置 | 上层液体呈橙红色 | 氧化性: |
B | 向溶液中加入溶液,生 | 白色沉淀不溶解 | 溶液已经变质 |
C | 向盛有的试管中加入足量盐酸 | 溶液变蓝绿色,试管底有红色沉淀 | 氧化性:大于 |
D | 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 | 熔化的铝滴落 | 生成熔点比高 |
A.AB.BC.CD.D