转化不能实现。
【点睛】本题考查了溴和银的回收及合金保护,解答本题关键是要知道过滤分离的物质特点,了解化学方程式的写法、溶液稀释的方法和用到的仪器,熟悉置换反应的特点,本题难度中等。 2.(湖北省七市州教科研协作体2019届高三月联合考试理科综合化学试题)
【答案】 (1). 将PbSO4转化为更难溶的PbCO3,以便酸能浸出,提高铅的利用率 (2). PbO2+SO32-+CO32-+H2O═PbCO3↓+SO42-+2OH- (3). A B (4). HNO3 (5). 浸出时部分铅离子生成PbSO4为难溶物,阻碍反应继续进行(合理即可) (6). 小于 (7). 温度升高,硝酸挥发和分解速率加快 (8). 14.3 【解析】
【详解】(1)根据Ksp的数据,PbCO3更难溶,根据沉淀溶解平衡原理,难溶的可以转化为更难溶的,加入Na2CO3是为了使PbSO4转化为PbCO3,以便后续处理。PbO2 转化为PbCO3,Pb的化合价发生变化,化合价降低,处理过程中加入了亚硫酸钠,为氧化还原过程,根据物料守恒和得失电子守恒写出方程式。答案为将PbSO4转化为更难溶的PbCO3,以便酸能浸出,提高铅的利用率 PbO2+SO32-+CO32-+H2O═PbCO3+SO42-+2OH-;
(2)加热固体使之分解,需要使用到坩埚,配套使用到坩埚钳和泥三角,答案为AB;
(3)硫酸溶液和硝酸铅,生成了硫酸铅沉淀,另一种物质就是硝酸,物质X为硝酸,如果残留液中SO42-过多,加入硝酸的处理过程中会直接生成PbSO4沉淀,影响后续操作;答案为HNO3 浸出时部分铅离子生成PbSO4为难溶物,阻碍反应继续进行;
(4)在相同的温度下,c2的浸出率会高于c1,浓度越大,浸出率越大,则c1小于c2。温度高于T0时,由于硝酸的不稳定性,和易挥发性。温度越高,硝酸挥发和分解得越多。答案为小于 温度升高,硝酸挥发和分解速率加快;
(5)浆液中所有的Pb最终都转化成了PbSO4,可以救出总的Pb含量,为
0.3mol,而浆液中
的PbO2 和PbSO4全部转化为PbCO3,可以通过二氧化碳求出PbO2 和PbSO4中Pb的含量为
=0.25mol,它们的差值0.05mol,就是PbO中Pb的含量,进而求出PbO的质量为
0.05mol×223g/mol=11.15g,
,答案为14.3。
3.(湖北省沙市中学2019届高三理科能力测试化学试题)
【答案】 (1). 2 (2). 7 (3). 4 (4). 2 (5). 增大固气接触面积,提高原料利用率(加快反H2O=(NH4)2MoO4+H2O (7). 有 (8). 1.8×109-a (9). 变大 应速率亦可) (6). MoO3+2NH3·
(10). 蒸发浓缩,冷却结晶 (11). 15.5℃~100℃ (12). 母液中的NaOH浓度越来越大,最后结2H2O析出 (13). Lix(MoS2)n?xe?=nMoS2+xLi+ 晶提纯时随Na2MoO4·【解析】 【分析】
(1)根据电子转移数守恒与原子守恒配平氧化还原反应方程式;考虑物质的接触面积对反应速率的影响;
H2O反应生成(NH4)2MoO4,结合酸性氧化物的含义解答; (2)MoO3与NH3·
(3)根据硫酸铵水解平衡常数、水的离子积及NH3?H2O的电离平衡常数分析作答;
(4)对钼酸钠溶液进行蒸发浓缩,冷却结晶可得到晶体;根据图表信息回答最适合的温度范围;结合温度对Na2MoO4的水解的影响回答;
(5)充电时阳极Lix(MoS2)n失电子发生氧化反应,根据电解原理书写其电极反应式。
【详解】(1)MoS2中S元素为-2价,Mo元素为+4价,其中化合价升高的为Mo和S,失电子数为:[(+6)-(+4)] +2[+4-(-2)] = 14,化合价降低的元素为O,得电子数为2×[0-(-2)] = 4,根据氧化还原反应化合价升降相等规律:Mo由+4价升高到+6价,S由-2价升高+4价,共升高[6-4+2×(4+2)]=14价,O由0价降低到-2价,共降低4价,最小公倍数为28;所以MoS2系数为2,O2系数7,根据原子守恒进行配平,具体如下:2MoS2+7O2
4SO2+ 2MoO3;在焙烧炉中,空气从炉底进入矿石经粉碎
后从炉顶进入,可增大固气接触面积,提高原料利用率,加快化学反应速率, 故答案为:2;7;4;2;增大固气接触面积,提高原料利用率(或加快反应速率);
MoO3与NH3·H2O反应生成(NH4)2MoO4,H2O=(NH4)2MoO4+H2O;(2)化学反应方程式为MoO3+2NH3·酸性氧化物是指与碱反应生成盐和水,发生非氧化还原反应,整个反应过程,各元素化合价均没发生变化,所以MoO3有酸性氧化物的性质;
H2O=(NH4)2MoO4+H2O;有。 故答案:MoO3+2NH3·
c(H+)/c(NH4+),所以(3)硫酸铵水解显酸性,水解平衡常数为Kh=Kw/Kb=c(NH3?H2O)×
c(NH3?H2O)/c(NH4+)=Kw/[Kb×c(H+)],c(H+)=10-amol/L,所以c(NH3?H2O)/c(NH4+)=10aKw/Kb,
= Kb/10aKw = 1.8×10-5/10a×10-14 =1.8×109-a;若将(NH4)2SO4稀溶液蒸发浓缩,溶剂减小,
+
浓度增大,NH4水解能力减弱,所以
将变大;
109-a;变大; 故答案:1.8×
(4)根据题给图表信息可知,温度控制在15.5 ℃~100℃之间,对钼酸钠溶液进行蒸发浓缩,可以得2H2O,然后进行过滤、洗涤、晾干等操作;因为加热,会促进Na2MoO4的水解,进行多到Na2MoO4·
2H2O析出, 次重复操作后,母液中的NaOH浓度越来越大,也会随着Na2MoO4·
故答案为:蒸发浓缩,冷却结晶;15.5℃~100℃;母液中的NaOH浓度越来越大,最后结晶提纯时2H2O析出; 随Na2MoO4·
(5)可充电电池的工作原理为
,则电池充电时阳极的电极反应式为
Lix(MoS2)n?xe?=nMoS2+xLi+,
?+
故答案为:Lix(MoS2)n?xe=nMoS2+xLi。
【点睛】新型电池是高考的高频考点,学生要运用原电池与电解池的基本工作原理分析,抓住电极反应的实质是解题的突破口,如本题中第(5)问,充电过程是电解池的工作原理,根据总反应找出Lix(MoS2)n失电子的氧化产物,进而得出结论。 4.(湖北省十堰市2019届高三模拟试题化学学科)
2+3+3+
【答案】 (1). 30℃ (2). 2.0h (3). MnO2 (4). 将Fe氧化为Fe (5). 调节pH将Fe2+2+2???
转化为沉淀除去 (6). Zn+Cu=Zn+Cu (7). [Zn(OH)4]+2e=Zn+4OH (8). Zn3CO3(OH)4
【解析】 【分析】
锌灰(主要成分为ZnO、PbO、FeO、MnO2、CuO)加入稀盐酸酸浸,MnO2不溶液于稀盐酸,过滤后
2+2+2+2+2+
得到的滤渣1为MnO2,滤液中含有Zn、Fe、Cu、Pb等,加入H2O2可氧化溶液中的Fe生成2++3+3+
Fe3+,发生H2O2+2Fe+2H=2Fe+2H2O,加入ZnO调节溶液pH除去Fe,过滤后滤渣2为Fe(OH)3,2+2+2+2+
滤液中含有等Zn、Cu、Pb等,加入Zn置换出Cu、Pb,经过滤后滤液中主要含有Zn;
(1)根据表格中数据,确定“浸取”实验中,锰脱除效果最佳时反应体系的温度、反应时间; (2)酸浸时,锌灰中ZnO、PbO、FeO、CuO均溶于稀盐酸,而MnO2不溶于稀盐酸;
(3)H2O2溶液有强氧化性,能氧化溶液中的Fe2+;Fe3+在溶液中易水解,加入ZnO能促进Fe3+水解;
2+2+
在含有Cu、Pb的溶液中加入Zn,可置换出Cu和Pb;
(4)石墨作电极电解时,阳极氢氧根离子失电子,阴极上[Zn(OH)4]2-得电子;
(5)浓硫酸增重为分解生成水的质量,碱石灰增重为分解得到二氧化碳的质量,结合原子守恒计算碳酸根、氢氧根的物质的量,再结合电荷守恒计算Zn的物质的量,计算x、y、z的比例关系确定化学式。
【详解】(1)结合温度、时间对锰脱除效果的影响数据,可知温度为30℃、时间为2小时时除锰率最高,故答案为:30℃;2.0h;
(2)含MnO2的锌灰用稀盐酸溶解时,MnO2不溶于稀盐酸,经过滤可除去,即滤渣1为MnO2; (3)向含有Zn2+、Fe2+、Cu2+、Pb2+的滤液中,加入H2O2可氧化溶液中的Fe2+生成Fe3+;向含Fe3+的溶
3+2+2+
液中加入ZnO,调节溶液pH,促进Fe水解生成Fe(OH)3沉淀除去;在含有Cu、Pb的溶液中加2+2+2+2+
入Zn,可置换出Cu和Pb,发生的离子反应包括:Zn+Pb=Pb+Zn、Zn+Cu=Zn+Cu,所以答案2+3+3+2+2+
为:将Fe氧化为Fe;调节pH将Fe转化为沉淀除去;Zn+Cu═Zn+Cu;
2+
(4)石墨作电极电解时,阳极氢氧根离子失电子生成O2,阴极上[Zn(OH)4]2-得电子生成Zn,则阴极的
2----电极方程式为:[Zn(OH)4]+2e=Zn+4OH;
(5)浓硫酸增重为分解生成水的质量,水的物质的量为n(H2O)=碱石灰增重为分解得到CO2的质量,CO2物质的量为n(CO2)=
=0.04mol,则n(OH-)=0.08mol,=0.02mol,则n(CO32-)=0.02mol,
2+
(0.08mol+0.02mol×2)=0.06mol,则x:y:z=0.06:0.02:0.08=3:1:4,结合原子守恒,可知(Zn)=×
故该碱式碳酸锌的化学式为:Zn3CO3(OH)4。
【点睛】本题考查物质的制备的知识,涉及电解池、元素化合物性质、离子检验、沉淀转化、化学工艺流程、物质的分离提纯、物质组成测定等,需要学生具备扎实的基础与灵活运用的能力。 5.(湖北省宜昌市2019届高三上学期元月调考理科综合化学试题)
(1). 防止后续反应中消耗NaOH,【答案】浪费原料 (2). 向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀,
2+ ---
待水流尽,重复操作2﹣3次 (3). Fe(OH)3 (4). 2 Fe+ ClO+ 2H3PO4 + 4 OH=2FePO4↓+ Cl+
5H2O (5). CO (6). 3.5 (7). 阴极 (8). Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-=LiFePO4 【解析】
【详解】(1)为了防止后续反应中消耗过多的NaOH,浪费原料,故“溶解”时H3PO4不宜过量太多; (2)①洗涤FePO4沉淀的操作是向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀,待水流尽,重复操作2﹣3次; ②Fe(OH)3是一种红褐色的固体,若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色,则“FePO4”最可能混有的杂质是Fe(OH)3;
(3)“反应1”时亚铁离子被次氯酸钠氧化,碱性条件下铁离子与磷酸根离子反应产生磷酸铁沉淀,总反
2+ ﹣﹣﹣
应的离子方程式是2 Fe+ ClO+ 2H3PO4 + 4 OH=2FePO4↓+ Cl+ 5 H2O;
(4)根据质量守恒可知,反应2LiOH + 6H2C2O4 + 2FePO4=2LiFePO4 + 7CO2 + 5X +7H2O右边还少了5个C、5个O,X的计量数为5,则X的化学式为CO;反应中碳元素由+3价降为+2价、铁元素由+3价降为+2价;碳元素由+3价升为+4价,根据氧化还原反应原理,每生成2molLiFePO4,则生成7mol CO2,转移7mole-,故每生成1molLiFePO4,该反应转移3.5mole-;
(5)原电池中阳离子向正极移动,锂离子向电极b移动,则电极b为正极,充电时b电极为阳极、a为阴极;
+ ﹣
放电时,正极b极上Li1﹣xFePO4得电子产生LiFePO4,电极反应式为Li1﹣xFePO4 + xLi+ xe=LiFePO4。
6.(湖南省常德市2019届高三下学期第一次模拟考试理科综合化学试题) (1). +3 (2). 4Ni(OH)2+4LiOH+O2【答案】
4LiNiO2+6H2O (3). 防止温度高于850℃
时LiNiO2分解 (4). 产生氮氧化物,污染环境 (5). Al(OH)3、Fe(OH)3 (6). 2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+ (7). 取最后一次洗涤液,先加盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,
--9
若无白色沉淀产生,则洗涤干净 (8). pH=5,滤液中c(OH)=10mol/L,
Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18 【分析】 (1)根据化合物中元素正负化合价代数和等于0判断Ni的化合价;根据反应物、生成物结合电子守恒、原子守恒,书写反应方程式;从温度过高,物质的稳定性分析,结合LiNO3高温分解产生氮氧化合物的毒性判断; (2)废旧二次电池用硫酸溶解得到的溶液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+,然后向溶液中加入NiO,调 3+3+ 整溶液的pH=5,由于Fe(OH)3、Al(OH)3的溶度积常数小,这时溶液中含有Al、Fe形成Al(OH)3、2+ Fe(OH)3沉淀进入滤渣II中,然后载向滤液中加入(NH4)2S2O8氧化溶液中Mn变为MnO2进入滤渣III 中,再向溶液中加入NaOH溶液,Ni形成Ni(OH)2沉淀。据此分析解答。 【详解】(1)由于化合物中所有元素正负化合价的代数和等于0,Li为+1价,O为-2价,所以LiNiO2C制得 中Ni的化合价为+3价;在工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700~800°LiNiO2,该反应的化学方程式为4Ni(OH)2+4LiOH+O2 4LiNiO2+6H2O,加热温度不宜过高, 2+ 是因为温度高于850℃时LiNiO2会发生分解反应,工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH,但也存在一定缺点,原因是LiNO3受热分解会产生氮氧化物,导致污染环境; (2)①根据上述分析可知滤渣II中含有的成分是Al(OH)3、Fe(OH)3; ②“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去,反应历程如下: 2-2+-2-+-2+第一步反应是5S2O8+2Mn+8H2O=2MnO4+10SO4+16H;反应产生的MnO4再将溶液中的Mn氧-2++ 化,最终都变为MnO2,所以第二步反应用离子方程式表示为2MnO4+3Mn+2H2O=5MnO2↓+4H; ③Ni(OH)2沉淀是从含Na、SO4等的溶液中过滤出来的,因此检验Ni(OH)2是否洗涤干净可通过检验洗涤液中是否含有SO4检验,实验操作是取最后一次洗涤液,先加盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净; ④调pH=5操作时,c(OH)= -2- +2- = =10-9mol/L,已知溶液中Ni2+浓度为2.0mol/L,则c(Ni2+)? c2(OH-) =2.0 ×(10-9)2=2.0 ×10-18< Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14,所以 “滤渣II”中不存在Ni(OH)2沉淀。 【点睛】本题考查了化合物中元素化合价的判断、混合物的分离、提纯、氧化还原反应方程式的书写、实验方案的设计与评价等知识。掌握氧化还原反应的规律、明确反应原理是解题关键,该题较为全面的考查了学生对化学反应原理的掌握,难度适中。 7.(湖南省衡阳市2019届高三第二次联考理科综合化学试题) (1). 延长浸取时间 (2). 4.7~9.6 (3). Fe(OH)3、【答案】(或:增大酸的浓度)CaSO4 (4). +-+ Mg2+2OH=Mg(OH)2↓ (或:Mg2+Ca(OH)2=Ca2++Mg(OH)2↓) Ca2++CO32-= CaCO3↓ (5). 过滤 (6). 热水 (7). 碳酸锂的溶解度随温度升高而降低,热水洗涤可以减少碳酸锂的溶解损失 (8).