题目内容
16.以铬铁矿(主要成分为FeO•Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质)为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的过程如图所示.已知:①某些金属氧化物跟熔融烧碱反映可生成盐.
②NaFeO2遇水发生强烈水解.
回答下列问题:
(1)氧化焙烧时将铬铁矿粉碎的目的是增大接触面积,加快焙烧速率.写出焙烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2的化学反应方程式4FeO•Cr2O3+20NaOH+7O2═8Na2CrO4+NaFeO2+10H2O.
(2)滤液l的溶质除Na2CrO4和NaOH外,还含有Na2SiO3、NaAlO2.(填化学式)
(3)滤渣2经酸化处理后(调节pH约为3)可形成一种胶冻状凝胶其主要用途是可用于制备干燥剂.(写一种)
(4)由Na2Cr2O7溶液(己除去Na2SO4)和KC1固体得到K2Cr2O7晶体的转化过程是复分解反应(填基本反应类型).获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
(5)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去.室温时,Cr(OH)3?Cr3+(aq)+3OH-(aq) Ksp=a.若c(Cr3+)=bmol/L,则溶液的pH=14+lg($\frac{a}{b}$)$\frac{1}{3}$用(含a和b的代数式表示,需化简).
分析 根据题中制备重铬酸钾的流程可知,铬铁矿在空气中煅烧,二价铁被氧化成三价铁,并形成钠盐,水浸后溶解到溶液中,即滤液Ⅰ中,部分铁酸根水解得滤渣Ⅰ,调节PH值,除去硅酸根离子,形成硅酸沉淀即滤渣Ⅱ,得到较纯净的Na2CrO4溶液,在Na2CrO4溶液中加入氯化钾利用溶解度的不同可以得到K2Cr2O7晶体,
(1)矿石粉碎是增大接触面积,加快反应速率;从流程看,反应物为:FeO•Cr2O3、氢氧化钠和氧气,生成物为:Na2CrO4和NaFeO2,根据化合价升降总数相等和原子守恒配平方程式;
(2)以铬铁矿(主要成分为FeO•Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质)和氢氧化钠反应,二氧化硅是酸性氧化物,氧化铝为两性氧化物和碱粉碎反应;
(3)滤渣2经酸化处理后(调节pH约为3)可形成一种胶冻状凝胶为硅酸胶体,可以制备干燥剂;
(4)由Na2Cr2O7溶液(己除去Na2SO4)和KC1固体得到K2Cr2O7晶体是利用的溶解度不同得到,反应过程中无元素化合价变化;溶液中得到溶质晶体是加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥;
(5)室温时,Cr(OH)3?Cr3+(aq)+3OH-(aq) Ksp=a,依据溶度积常数计算氢氧根离子浓度,计算得到溶液PH;
解答 解:(1)氧化焙烧时将铬铁矿粉碎的目的是:增大接触面积,加快焙烧速率,从流程看,反应物为:FeO•Cr2O3、氢氧化钠和氧气,生成物为:Na2CrO4和NaFeO2,反应方程式为:FeO•Cr2O3+O2+NaOH→Na2CrO4+NaFeO2,铁从+2升到+3,铬从+3升到+6,2个铬升高6价,共升高7价,氧气化合价从0价降低到-2价,共降低4价,所以初步配平为:4FeO•Cr2O3+7O2+NaOH→8Na2CrO4+4NaFeO2,根据原子守恒,氢氧化钠前系数为20,生成物还有10H2O,配平方程式得:4FeO•Cr2O3+7O2+20NaOH$\frac{\underline{\;煅烧\;}}{\;}$8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O,
故答案为:增大接触面积,加快焙烧速率; 4FeO•Cr2O3+20NaOH+7O2═8Na2CrO4+NaFeO2+10H2O
(2)以铬铁矿(主要成分为FeO•Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质)和氢氧化钠反应,二氧化硅是酸性氧化物,氧化铝为两性氧化物和碱粉碎反应生成Na2SiO3、NaAlO2,滤液l的溶质除Na2CrO4和NaOH外,还含有Na2SiO3、NaAlO2,
故答案为:Na2SiO3、NaAlO2;
(3)滤渣2经酸化处理后(调节pH约为3)可形成一种胶冻状凝胶为硅酸胶体,可以制备干燥剂,
故答案为:可用于制备干燥剂;
(4)由Na2Cr2O7溶液(己除去Na2SO4)和KC1固体得到K2Cr2O7晶体是利用的溶解度不同得到,反应过程中无元素化合价变化,转化过程是复分解反应;溶液中得到溶质晶体是加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥,
故答案为:复分解反应、冷却结晶;
(5)室温时,Cr(OH)3?Cr3+(aq)+3OH-(aq) Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)a.若c(Cr3+)=bmol/L,溶液中c(OH-)=$\root{3}{\frac{Ksp}{c(C{r}^{3+})}}$=$\root{3}{\frac{a}{b}}$,c(H+)=$\frac{1{0}^{-14}}{\root{3}{\frac{a}{b}}}$,则溶液的pH=-lg$\frac{1{0}^{-14}}{\root{3}{\frac{a}{b}}}$=14+lg($\frac{a}{b}$)$\frac{1}{3}$,
故答案为:14+lg($\frac{a}{b}$)$\frac{1}{3}$;
点评 本题考查了物质分离提纯、物质性质分析判断,考查角度很广,题目难度中等,注意溶液中得到溶质晶体的操作和溶液PH的计算.
Ⅰ、工业上一种制备H2S的方法是在催化剂、高温条件下,用天然气与SO2反应,同时生成两种能参与大气循环的氧化物.
(1)该反应的化学方程式为4SO2+3CH4═4H2S+3CO2+2H2O.
II.H2S可用于检测和沉淀金属阳离子.
(2)H2S的第一步电离方程式为H2S?H++HS-.
(3)己知:25℃时,Ksp(SnS)=1.0×10-25,Ksp(CdS)=8.0×10-27,该温度下,向浓度均为0.1mol•L-1的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通人H2S,当Sn2+开始沉淀时,溶液中c(Cd2+)=8.0×10-3mol/L(溶液体积变化忽略不计).
Ⅲ.H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体.反应原理为:
ⅰ.COS(g)+H2(g)?H2S(g)+CO(g)△H=+7kJ•mol-1;
ⅱ.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-42kJ•mol-1;
(4)己知:断裂1mol分子中的化学键所需吸收的能量如下表所示.
| 分子 | COS(g) | H2(g) | CO(g) | H2S(g) | H2O(g) | CO2(g) |
| 能量/kJ•mol-1 | 1319 | 442 | x | 678 | -930 | 1606 |
(5)向10L容积不变的密闭容器中充入1mol COS(g)、1mol H2(g)和1mol H2O(g),进行上述两个反应.其他条件不变时,体系内CO的平衡体积分数与温度(T)的关系如图所示.
①随着温度升高,CO的平衡体积分数增大(填“增大”或“减小”),原因为反应I为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO的平衡体积分数增大;反应II为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO的平衡体积分数也增大.
②T1℃时,测得平衡时体系中COS的物质的童为0.80mol.则该温度下,COS的平衡转化率为20%;反应i的平衡常数为0.044(保留两位有效数字).
| A. | 将0.10 mol•L-1氨水加水稀释后,溶液中c(NH4+)•c(OH-)变大 | |
| B. | 为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH.若pH>7,则H2A是弱酸;若pH<7,则H2A是强酸 | |
| C. | 将CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中$\frac{c(C{H}_{3}COOH)}{c(C{H}_{3}CO{O}^{-})}$变大 | |
| D. | 用0.200 0 mol•L-1NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合溶液(混合溶液中两种酸的浓度均为0.1 mol•L-1),至中性时,溶液中的酸未被完全中和 |
回答下列问题:
(1)p1、p2、p3的大小关系是p1<p2<p3,欲提高C与CO2反应中CO2的平衡转化率,应采取的措施为升高温度、降低压强.图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是Ka=Kb<Kc.
(2)900℃、1.013 MPa时,1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V,CO2的转化率为66.7%,该反应的平衡常数K=$\frac{16}{3V}$.
(3)将(2)中平衡体系温度降至640℃,压强降至0.1013 MPa,重新达到平衡后CO2的体积分数为50%.条件改变时,正反应和逆反应速率如何变化?正反应和逆反应速率均减小,二者之间有何关系?v(正)<v(逆).
(4)一定条件下,在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂,有下列反应发生:CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)△H1=-206.2kJ/mol
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H2=-41.2kJ/mol
①则二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的热化学方程式是CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H=-165.0kJ/mol.
②已知298 K时相关化学键键能数据为:
| 化学键 | H-H | O-H | C-H | |
| E/(kJ•mol-1) | 436 | 465 | 413 | 1076 |
| 选项 | 纯净物 | 混合物 | 碱性氧化物 | 非电解质 |
| A. | 液氧 | 漂白粉 | Al2O3 | CO |
| B. | 生理盐水 | 氢氧化铁胶体 | Na2O2 | 乙醇 |
| C. | 碱石灰 | 盐酸 | K2O | Cl2 |
| D. | 胆矾 | 水玻璃 | CaO | SO2 |
| A. | .A | B. | .B | C. | .C | D. | .D |
| A. | 向硫酸溶液中加入氯化钡溶液 | |
| B. | 向硫酸溶液中加入氢氧化钡溶液 | |
| C. | 向氯化钡和氢氧化钠的混合溶液中加入足量硫酸溶液 | |
| D. | 向氢氧化钡溶液加入少量硫酸和盐酸的混合溶液 |
| A. | a为直流电源的负极 | B. | c极发生的反应为2H++2e-=H2↑ | ||
| C. | f电极为锌板 | D. | e极发生还原反应 |