题目内容
6.(1)实验室用锌片和稀硫酸反应制取氢气.并验证氢气的还原性及回收硫酸锌晶体.①若用上述各仪器,则各仪器的连接顺序为ADBEC,装置E中盛放的试剂为无水硫酸铜,C装置的作用是防止空气中水蒸气进入装置,干扰氢气氧化产物的检验.
②锌与硫酸反应制取氢气后的溶液中.常含有少量剩余的硫酸,欲除去多余的硫酸并回收硫酸锌晶体,请从适量BaCl2溶液、适量Zn粉、适量NaOH溶液三种试剂中选用一种试剂除杂,该试剂为足量的锌粉.
(2)工业上由锌白矿(主要成分是ZnO,还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)制备ZnSO4•7H20的流程如下.
已知:常温下,溶液中的Fe3+、Zn2+、Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别
为3.7 6.5 9.7.
①为了提高酸浸效率,可以采取的措施有将矿粉粉碎、提高温度或适当增加酸的浓度等.
②加入适量锌粉的作用为除去铜离子同时将铁离子转化为亚铁离子.
③氧化过程中加人H202发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O.
④由滤液得到ZnS04•7H2O的操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
分析 (1)①根据实验目的知,实验装置连接顺序为:氢气制取装置→干燥装置→检验装置→水检验装置→空气干燥装置;
②除去杂质硫酸且不能引进新的杂质,硫酸具有酸性能和较活泼金属及金属氧化物反应生成盐;
(2)锌白矿中加入稀硫酸浸取,ZnO、Fe2O3、CuO分别和稀硫酸反应生成ZnSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4,SiO2和稀硫酸不反应,然后过滤,得到的滤液中含有ZnSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4、H2SO4,向滤液中混入Zn,将Fe3+还原为Fe2+,得到Cu沉淀,然后过滤,得到的滤液中含有ZnSO4、FeSO4,向滤液中加入双氧水,双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,向溶液中加入少量氢氧化钙,溶液pH升高,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,如果过滤,得到的滤液中含有ZnSO4,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnS04•7H2O,
①升高温度、增大反应物接触面积、增大硫酸浓度都能增大反应速率;
②铁离子和Zn反应生成亚铁离子和锌离子,铜离子和锌发生置换反应;
③双氧水具有强氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子;
④从溶液中获取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作.
解答 解:(1)①根据实验目的知,实验装置连接顺序为:氢气制取装置→干燥装置→检验装置→水检验装置→空气干燥装置,A是制取氢气、D是干燥氢气、B是检验氢气还原性、E是检验氧化产物水、C是干燥空气,所以连接顺序是ADBEC;装置E中盛放的试剂为无水硫酸铜,其目的是检验氢气氧化产物,C装置的作用是防止空气中水蒸气进入装置,干扰氢气氧化产物的检验,
故答案为:ADBEC;无水硫酸铜;防止空气中水蒸气进入装置,干扰氢气氧化产物的检验;
②除去杂质硫酸且不能引进新的杂质,硫酸具有酸性能和较活泼金属及金属氧化物反应生成盐,氯化钡和氢氧化钠都产生杂质,只有锌能和稀硫酸反应且不能产生杂质,故答案为:足量的锌粉;
(2)锌白矿中加入稀硫酸浸取,ZnO、Fe2O3、CuO分别和稀硫酸反应生成ZnSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4,SiO2和稀硫酸不反应,然后过滤,得到的滤液中含有ZnSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4、H2SO4,向滤液中混入Zn,将Fe3+还原为Fe2+,得到Cu沉淀,然后过滤,得到的滤液中含有ZnSO4、FeSO4,向滤液中加入双氧水,双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,向溶液中加入少量氢氧化钙,溶液pH升高,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,如果过滤,得到的滤液中含有ZnSO4,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnS04•7H2O,
①升高温度、增大反应物接触面积、增大硫酸浓度都能增大反应速率,为了提高酸浸效率,可以采取的措施有将矿粉粉碎、提高温度或适当增加酸的浓度等,故答案为:将矿粉粉碎、提高温度或适当增加酸的浓度等;
②铁离子和Zn反应生成亚铁离子和锌离子,铜离子和锌发生置换反应,所以加入锌粉的目的是除去铜离子同时将铁离子转化为亚铁离子,故答案为:除去铜离子同时将铁离子转化为亚铁离子;
③双氧水具有强氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;
④从溶液中获取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作,故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶.
点评 本题考查物质分离和提纯、实验装置综合等知识点,为高频考点,明确物质的性质及实验步骤是解本题关键,知道流程图中发生的反应及基本操作方法、实验先后顺序等,难点是(1)题装置顺序排列,题目难度中等.
| A. | 葡萄糖 | B. | 蔗糖 | C. | 淀粉 | D. | 酶 |
| A. | 一定都是由质子、中子、电子组成的 | |
| B. | 化学性质几乎完全相同 | |
| C. | 核电荷数和核外电子数一定相等 | |
| D. | 质子数一定相同,质量数和中子数一定不相同 |
| A. | 可用溴水区分化合物Ⅱ和化合物Ⅲ | |
| B. | 化合物Ⅰ中所有原子可能在同一平面 | |
| C. | 化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均能与NaHCO3溶液发生反应 | |
| D. | 1 mol化合物Ⅰ最多能与3 mol H2发生加成反应 |
2H2(g)+S2(g)?2H2S(g) K1;△H1 (Ⅰ)
3H2(g)+SO2(g)?2H2O(g)+H2S(g) K2;△H2 (Ⅱ)
(1)用△Hl、△H2表示反应4H2(g)+2SO2(g)?S2(g)+4H2O(g)的△H=△H2×2-△H1
(2)回答下列反应(I)的相关问题:
①温度为T1,在1L恒容容器中加入1.8molH2、1.2molS2,10min时反应达到平衡.测得10min内v(H2S)=0.08mol•L-1•min-1,则该条件下的平衡常数为0.8L•mol-1,若此时再向容器中充入H2(g)、S2(g)、H2S(g)各0.8mol,则平衡移动方向为正向(填“正向”、“逆向”或“不移动”);
②温度为T2时T2>T1,在1L恒容容器中也加入1.8molH2(g)、1.2molS2(g),反应建立平衡时测得S2(g)的转化率为25%,据此判断△H1<0(填“>”或“<”),与T1时相比,平衡常数K2减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)常温下,用SO2与NaOH溶液反应可得到NaHSO3、Na2SO3等.
①已知Na2SO3水溶液显碱性,原因是SO32-+H2O?HSO3-+OH-(写出主要反应的离子方程式),该溶液中,c(Na+)<2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)(填“>”、“<”或“='’).
②在某NaHSO3、Na2SO3混合溶液中,HSO3-和SO32-物质的量之比与溶液pH变化如下表所示(部分):
| n(SO32-):n(HSO3-) | 91:9 | 1:1 | 1:91 |
| pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量变化示意图,A代表的含义代表反应物的总能量A与C差值代表的含义代表反应热的大小.请写出N2和H2反应的热化学方程式:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92KJ/mol.反应过程中加入正向催化剂,E1和E2变化情况变小(变大,变小,不变),△H变化情况不变(变大,变小,不变)假设此反应在密闭容器中反应过程中活化分子百分数变化情况变大(变大,变小,不变).
(2)若已知下列数据
| 化学键 | H-H | N≡N |
| 键能/kJ•mol-1 | 435 | 943 |
(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染.
例如:4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)△H1=-a kJ•mol-1 ①
N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H2=-b kJ•mol-1 ②
若1mol NH3还原NO至N2,并生成水蒸气,则该反应过程中的反应热△H3=$\frac{(3b-a)}{4}$kJ•mol-1(用含a、b的式子表示).
| A. | 根据同周期元素的第一电离能变化趋势,推出Al的第一电离能比Mg大 | |
| B. | 根据主族元素最高正化合价与族序数的关系,推出卤族元素最高正价都是+7 | |
| C. | 根据同周期元素的电负性变化趋势,推出Ar的电负性比Cl大 | |
| D. | 根据较强酸可以制取较弱酸的规律,推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO |