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文档简介
专练06工艺流程题
1.(2021•华师附中一模)纳米碳酸钏是一种重要的无机化工产品,如图是生产纳米碳酸钏的工艺流程,请
回答下列问题。
(1)操作1的名称为;试写出试剂A与BaCCh反应的化学方程式________0
(2)操作2得到的副产品主要是(填化学式)。
(3)上述流程中可循环利用的物质是o
(4)资料:二氧化硅难溶于水,但可以和氢氧化钾、氢氟酸等物质反应。某同学根据资料重新设计方案提
纯碳酸钢:取碳酸钢和二氧化硅混合物于烧杯中,滴加足量的(从下列选项中选择最佳试剂,填写
编号)。简述从充分反应后的浊液中获得纯净的碳酸钢的实验操作:o
A蒸储水B氢氧化钠溶液C氢氟酸D氯化钠溶液
【答案】⑴过滤BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2T(2)KC1(3)二氧化碳
(4)B向混合物中加入过量氢氧化钠溶液以完全除去二氧化硅,经过过滤,洗涤,烘干得碳酸钏固体
【详解】
(1)根据操作后得到溶液与固体,利用过滤操作的特点,可判断操作1为过滤;根据反应后生成氯化钢,由
碳酸钢能与盐酸反应生成氯化钢、水、二氧化碳,可判断所加入的试剂A应为稀盐酸,溶质的化学式为HC1,
反应的化学方程式为BaCO3+2HCl=BaC12+H2O+CO2f;
(2)氢氧化钾和二氧化碳生成碳酸钾和水,碳酸钾和氯化钢反应生成碳酸银白色沉淀和氯化钾,所以操作2
所得主要副产物为氯化钾;
(3)在向碳酸钢中加入稀盐酸时产生的二氧化碳气体可通入氯化钢溶液中,与氢氧化钾、氯化钢的混合溶
液发生反应得到碳酸/,即二氧化碳在过程中可进行循环利用;
(4)由题干可知“二氧化硅难溶于水,但可以和氢氧化钾、氢氟酸等物质反应”,氢氧化钠和氢氧化钾都
属于碱,又因为碳酸领可以与氢氟酸反应,所以为除去碳酸钢与二氧化硅中的二氧化硅,利用二氧化硅能与
氢氧化钠溶液反应生成可溶性的硅酸钠,可向混合物中加入过量氢氧化钠溶液以完全除去二氧化硅,经过
过滤,洗涤,烘干得碳酸钢固体;故选B。
2.(2021•广大附中一模)碳酸银(SrCO3)是一种重要的工业原料,广泛用于生产银铁氧体磁性材料。
种以菱铜矿(含80〜90%SrCO3,少量MgCO3.CaCO3.BaCO3等)制备高纯碳酸锢的工艺流程如图:
热水稀硫酸水、NH4HCO3
氢氧化f
银晶体f区当f高纯
碳酸镀
(查阅资料)①不溶性碳酸盐高温下可以分解,生成金属氧化物和CO2气体。可溶性碳酸盐高温不分解。
②可溶性碱(如KOH)中金属元素(K)形成的氧化物(K20)才能与水反应生成对应的碱(KOH),反之,不
溶性碱[如Cu(OH)2]中金属元素(Cu)形成的氧化物(CuO)不能与水反应。
③金属铜:化学性质非常活泼,可直接与水反应生成氢氧化锢和氢气。
④氢氧化
专思在水中
的溶解度10203040608090100
数据如表:
温度/℃
溶解度/
1.251.772.643.958.4220.244.591.2
(g/100g)
请回答以下问题:
(1)碳酸锅(SrCO3)中例的化合价为,氢氧化银的化学式为o
(2)菱锢矿、焦炭混合粉碎的目的是o
(3)立窑煨烧中将得到单质银,请写出得到单质铜的化学方程式______o
(4)请写出杂质BaCCh在立窑煨烧和浸取两个环节中发生的化学方程、o
(5)“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是,滤渣1含有焦炭、和。
(6)“结晶”采用的是结晶法,“沉银”反应中氢氧化锂和NH4HCO3发生反应,产物除了碳酸锢外,
还有水和一水合氨,请写出该反应的化学方程式_____o
(7)银铁氧体是由铜和铁的氧化物组成的复合磁性材料。要制备某种锢铁氧体(化学式为SrO・6Fe2O3,相
对分子质量为1064)5.32t,理论上至少需要含SrC0380%的菱银矿石t。
【答案】(1)+2(2)增大反应物之间的接触面积,使反应更充分,加快反应反应速率(3)
(4)BaCO3=^BaO+CO2TBaO+H2O=Ba(OH)2
(5)增大氢氧化银的溶解度Mg(OH)2
(6)降温Sr(OH)2+NH4HCO3=SrCO3J+NH3?耳O+HC(7)0.925
【详解】
(1)在化合物中正负化合价的代数和为零,碳酸根离子显-2价,设Sr的化合价为x,则x+(-2)=0,解
得x=+2,所以碳酸锢(SrCO3)中银的化合价为+2,故填+2;
银的化合价为+2价,氢氧根的化合价为-1价,根据化合物中各元素的化合价的代数和为零,则氢氧化锢的化
学式写为,故填。
(2)反应物的接触面积越多,反应速率越快,则菱铜矿、焦炭混合粉碎的目的是增大反应物之间的接触面
积,使反应更充分,加快反应反应速率,故填增大反应物之间的接触面积,使反应更充分,加快反应反应速
率。
(3)分析流程图信息可知,立窑煨烧中反应物是焦炭和碳酸锯,生成物为例和一氧化碳,故得到单质铜的化
学方程式写为。
(4)依据查阅资料①②可知,BaC03在立窑燃烧生成氧化钢和二氧化碳,反应方程式为,浸取时氧化钢与
水反应生成氢氧化银,反应的化学方程式为,故填和。
(5)氢氧化铜溶解度随温度升高而增大、氢氧化钙溶解度随温度升高而减小、氢氧化镁是不溶物,则“浸
取”中用热水浸取而不用冷水的原因是增大氢氧化锅的溶解度,使氢氧化钙析出,故填增大氢氧化铜的溶解
度;
由图可知,滤渣1含有焦炭、和氢氧化镁,故填。
(6)氢氧化铜的溶解度随温度升高而增大,则结晶采用的是降温结晶法,故填降温;
沉锯反应中氢氧化棚和NH4HCO3发生反应,产物除了碳酸锯外,还有水和一水合氨,则化学反应方程式为,
故填。
(7)解:化学反应前元素种类和质量守恒,设菱银矿石的质量为x
SrO?2"e0~3f
1064148
5.32t80%x
1064_5,32t
148--80%%
x=0.925t
故填0.925o
3.(2021•荔湾区一模)芯片的制造代表一个国家的科技水平,我国华为公司在5G及芯片的开发上正在努力
开拓,其中5G技术领先全球2-3年。芯片的主要成分是高纯硅。如图是工业上以某种石英砂(主要成分:
SiO2.Li2O>Fe2O3.A12O3,其中SiO2质量分数为75%)为主要原料制取纯硅和金属锂的一种方法。请回答以
下问题。
酸浸r处
石英砂HC1»
查阅资料知:I.LiCl的熔点是605℃、沸点是1350℃;
II.NH4C1在100℃开始分解,337.8℃分解完全,NH3和HC1在常温下又能反应生成NH4C1固体;
III.当溶液pH=5时,Fe3+和A13+已沉淀完全。
⑴“酸浸”的稀盐酸要过量,其目的是o
(2)操作a的名称是,反应①属于(填基本反应类型)反应。
(3)反应②除了生成Si外,还生成一种常见的化合物,该物质溶于水呈酸性,请写出反应②的化学方程式
一,该反应需要在无氧气环境中进行,原因是(答出一种即可)。
(4)要得到较纯净的LiCl和NH4C1固体,应加入试剂X调节溶液pH=5,使Fe3+和A13+沉淀完全,贝U试剂X
可以选择下面的
a.NaOHb.(NH4)2SO4C.NH3H2Od.K2cO3
(5)已知石英砂的质量为M,理论上可生成纯Si的质量为0
【答案】(1)使Li2O、Fe2O3.A12O3(少一个不得分)全部溶解于盐酸中(2)过滤置换反应(3)防
止氢气与氧气混合加热而发生爆炸(或防止生成的Si又被氧化);(4)C(5)0.35M
【详解】
(1)金属氧化物会和盐酸生成金属离子和水,其目的是:使Li20、Fe2O3.A12O3全部溶解于盐酸中,故填:
使Li2O、Fe2O3.A12O3全部溶解于盐酸中;
(2)操作a实现了固液分离,名称是过滤;一
一种单质和化合物生成另一种单质和化合物为置换反应,单质碳和二氧化硅在高温的条件下生成单质硅和
一氧化碳属于置换反应,故填:置换反应;
(3)由流程图可知,反应②氯化硅和氢气在高温的条件下生成硅和盐酸,其化学方程式为:,故填:;
该反应需要在无氧气环境中进行,原因是防止氢气与氧气混合加热而发生爆炸,还可防止反应生成的硅被
氧化;
(4)滤液和试剂X反应生成NH4C1,可确定试剂X为氨水,故选:C;
(5)石英砂的质量为M,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的质量不变,可生成纯Si的质量为:,故
填:0.35M;
4.(2021•增城区一模)馍常用于生产各种高光泽装饰漆和塑料,也常用作催化剂。利用工业含保废料(除
Ni外,还含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等杂质)制取草酸银(NiC2O4),工艺流程如下:
足量盐酸
含银
废料
N室操作in
②Ni(OH)2
t•滤液in
Na2C2O4
溶液
(1)“酸溶”之后的滤渣中含有的金属是(化学式)。
(2)操作in用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和=
(3)“调pH”前滤液I的pH7(填“〉”或
(4)NiC12溶液加入Na2C2O4溶液发生复分解反应,反应的化学方程式为。
(5)理论上制取草酸保14.7g,则原工业含镁废料中镁的质量为go
【答案】(l)Cu(2)漏斗(3)<阴"3+Na2c2。&=2NaCl+NiC[O&,
(5)5.9
【详解】
(1)馍、铁、钙、镁均能与稀盐酸反应,铜、碳不能和稀盐酸反应,“酸溶”之后的滤渣中含有的金属是铜;
(2)操作IH实现了固液分离,是过滤,过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;
(3)“调pH”前滤液I含有盐酸,pH小于7;
(4)NiC12溶液加入Na2c204溶液发生复分解反应生成草酸银和氯化钠,反应的化学方程式为:;
(5)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的质量不变,理论上制取草酸镣14.7g,则原工业含锲废料中
银的质量为:O
5.(2021•番禺区一模)银、钻及其化合物在工业上应用广泛。从某含镇废渣(含主要成分为NiO、CoO、
Co2O3及少量杂质A12O3)提取碳酸钻的工艺如下:
H2SO4SChNaiCOs萃取剂HX过量NaHCCh
“II;
废渣f酸浸卜除铝卜4萃取「冗钻卜CoCO3固体
-------宁;----------
沉淀有机层一>NiS04溶液
反萃取
已知:“沉淀”的主要成分为Al(OH)3。
(1)“酸浸”中,CoO、Co2O3均转化生成为CoSO4,请写出CO生成CoSO4的化学方程式______。为提
高酸浸效率,可采取的措施有(写出两条)。
(2)“萃取”和“反萃取”可简单表示为:“萃取”过程:NiSO4溶液中加入萃取剂HX后,NiS04生成NiX2
进入有机层;为了将有机层的NiX2充分“反萃取”得到NiS04溶液,需要往有机层中加(填“酸”
或“碱”)。
(3)“沉钻":加入NaHCO3溶液后,生成了4种产物,其中含有CoCO3沉淀和某种气体,写出该反应的化
学方程式:O
(4)已知含保废渣中CoO的质量为ag,Co2O3的质量为bg,则理论上可以生成CoCO3g„(用含a、
b的式子表示)
(5)某矿
石中含钻
矿石用量硫酸用量Na2sO3用量温度元素浸出率
的氧化物
(g)5)(g)(℃)(%)
(CoO,
Co2O3),
研究人员
在实验室
用硫酸酸
浸的方法
提取钻元
素,并探
究最佳提
取条件。
将矿石在
一定条件
下酸浸4
小时,测
量钻元素
的浸出
率,部分
数据如
下:
编号
185.7112.6208556.39
285.716.3108549.98
385.716.3106543.33
485.716.310.436573.95
585.716.310.866574.77
①根据上表数据,其他条件不变,温度升高,钻元素的浸出率—
②工业生产中采用实验(填编号)的提取条件更合理。
【答案】(DCoO+H2sO4=COSCU+H2O搅拌、将废渣粉碎⑵碱
59匚118
agx—+bgx—
(3)CoSO4+2NaHCCh=Na2sO4+COCO3J+CO2T+H2O(4)--------———
119
⑸增大4
【详解】
(1)氧化钻和硫酸反应生成硫酸钻和水,为了提高效率可以搅拌、将废渣粉碎增大接触面积,故填:
CoO+H2SO4=CoSO4+H2O;搅拌、将废渣粉碎。
(2)NiSO4溶液中加入萃取剂HX后,NiSO4生成NiX2进入有机层;为了将有机层的NiX2充分“反萃取”
得到NiS04溶液,需要往有机层中加碱,碱可以和萃取剂反应,故填:碱。
(3)通过除铝、萃取之后溶液中还含有硫酸钻,加入NaHCO3溶液后,硫酸粘和碳酸氢钠生成硫酸钠二氧
化碳和水和碳酸钙,化学方程式CoSO4+2NaHCO3=Na2SO4+CoCO3I+C02f+H20,故填:
CoSO4+2NaHCO3=Na2SO4+CoCO3I+C02f+H20。
(4)根据质量守恒,反应前后钻元素质量不变,设碳酸钻质量为x,故=*X,故x=,故填:。
(5)①根据上表数据2、3,其他条件不变,温度升高,钻元素的浸出率增加,故填:增加。
②4组实验浸出率较高,且硫酸钠用量较少,工业生产中采用实验4提取条件更合理,故填:4o
6.(2021•天河区一模)高纯氧化铁(Fe2O3)又称“引火铁”,可作催化剂,在现代工业上有广泛应用前
景。以下是用废铁屑(含Fe单质、Fe2O3.Fe2O4其他杂质)为原料,制备高纯氧化铁的生产流程示意图。
已知:(NH4)2CO3溶液呈碱性,40℃以上易分解。
(1)高温时废铁屑中的FesCU与CO发生反应的化学方程式为o
(2)加适量氨水的目的是,使加入的(NH4)2c03能顺利发生复分解反应生成FeCO3,则②处反
应的化学方程式为。
(3)加入(NH4)2c03后,该反应必须控制的条件是。
(4)
研究
小组
的同
学在
老师
的带过氧化氢溶过氧化氢氧化铁收集气
反应温度
领下液的质量分溶液的用的用量体体积所需时间/S
/℃
用氧数%量/mL/g/mL
化铁
做催
化剂,
探究
了影
响过
氧化
氢分
解制
取氧
气速
率的
因素,
做了
5组
实验,
具体
实验
如下:
实验
编号
①520.220207.4
②1520.1202021.6
③1520.220202.8
④2050.1552010.5
⑤2050.185203.8
分析表中数据可知,对比实验(填序号,下同)证明过氧化氢分解速率与过氧化氢溶液的质量分数
有关;写出温度对该反应速率影响的结论:。
【答案】⑴4co+Fe3(D4=^3Fe+4c。2⑵去除稀硫酸
FeSO4+(NH4)2CO3=FeCO3J+(NH4)2SO4(3)温度要低于40℃
(4)①和③其他实验条件不变,升高温度可以加快过氧化氢的分解速率
【详解】
(1)高温时废铁屑中的Fe3O4与C0发生反应,生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为。
(2))滤液中含有硫酸,避免消耗碳酸镀,所以需要加入氨水去除稀硫酸,使加入的(NH4)2CO3能顺利发
生复分解反应生成FeC03,则②处反应为硫酸亚铁与碳酸镂反应生成碳酸亚铁沉淀和硫酸镂,反应的化学
方程式为。
(3)根据题目信息可知,碳酸镂在40℃以上容易分解,所以加入(NH4)2CO3后,该反应必须控制的条件是
温度要低于40℃。
(4)考查分解速率与过氧化氢溶液的质量分数的关系,需要保证实验条件中的变量只有过氧化氢溶液的质
量分数,所以①和③符合此要求;根据④和⑤的数据可以看出,其他实验条件不变,升高温度可以加快过氧
化氢的分解速率。
7.(2021•花都区一模)铀(V)具有广泛用途。黏土机矿中,钢以+3.+4.+5价的化合物存在,还包括钾、镁
的铝硅酸盐,以及SiO2.Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土供矿制成的帆矿粉制备偏乳酸镂(NH4Vo3)。
H2SO4NfnO:NaOHHC1过量NH4cl
II1lpH=8.5I
钿矿粉调节pHI型强运驾丽]_>NH4VO3
III!
滤渣滤渣滤渣滤液④
已知:
①酸浸时,Fe304发生的化学反应如下:
2Fe3O4+10H2SO4+MnO2=3Fe2(S04)3+MnS04+10H20。
②往溶液中加入含相同离子的物质,能促使溶质从溶液中结晶析出。
请回答问题:
(1)钢元素的氧化物有多种,其中+3价氧化物的化学式__________o
(2)“滤液①”中含有的金属阳离子包括:、A13+、K+、Mg2+、Mn2+和。
(3)加入NaOH溶液逐级调节pH使溶液的pH依次(填“增大”或“减小”)。
(4)“滤液③”的主要成分是NH4Vo3,沉帆时加入NH4cl的目的是。
【答案】⑴V2O3(2)Fe3+(3)增大(4)因为NH4cl与NH4V03含有相同阳离子,加入后能够促使
NH4VO3从溶液中结晶析出
【详解】
(1)氧化物是由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物,钢元素显+3价,氧元素显-2价,故其中
+3价氧化物的化学式:V2O3;
(2)四氧化三铁能与硫酸、二氧化锌反应生成硫酸铁、硫酸镒和水,故金属阳离子还有Fe3+;
(3)氢氧化钠显碱性,加入氢氧化钠调节pH,溶液的pH依次增大;
(4)“滤液③”的主要成分是NH4V03,氯化镀中含镂根离子,故加入氯化钱的目的是:增大镂根离子含量,
促使NH4VO3从溶液中结晶析出。
8.(2020•南沙区一模)铀是稀土资源中储量最高的元素,广泛用于冶金、石油化工、农业等领域。二氧化
车市(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含
SiO2.Fe2O3.CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铀,设计实验流程如下:
滤港B|③加碱|Ce(OH)31④通5/Ce(OH)41
|悬浊液|过滤、用漏|
(含C声)
涤、干燥
*滤渣B
已知:①CeO2不与稀盐酸、稀硫酸反应,当有H2O2存在时,可溶于酸并得到Ce3+溶液;
②SiCh不与稀盐酸、稀硫酸反应
(1)分离滤液A和滤渣A的操作是。
(2)请写出步骤①化学方程式为o
(3)滤渣A的成分o
(4)步骤③中,若加入的碱为NaOH,则相关化学方程式为o
(5)步骤④是化合反应,相关化学方程式为o
【答案】⑴过滤(2)(3)CeO2.SiO2
(4)Ce2(so4)3+6NaOH=2Ce(OH)3J+3Na2SO4
(5)4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
【详解】
(1)分离滤液A和滤渣A的操作是过滤,通过过滤能够除去不溶于水的物质。
(2)步骤①中向废玻璃粉末(含SiO2.Fe2O3.CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)中加入盐酸,CeO2、
SiO2不与稀盐酸反应,氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为:Fe2O3+6HCl~
2FeC13+3H2O„
(3)滤渣A的成分是不能和盐酸反应的SiO2.CeO2o
(4)当有H2O2存在时,CeO2可溶于稀硫酸并得到Ce2(SO4)3溶液;步骤③中,若加入的碱为NaOH,则
上步反应生成的Ce2(SO4)3和NaOH反应生成Ce(OH)3沉淀和Na2so4,反应的化学方程式为:Ce2
(S04)3+6NaOH=2Ce(OH)33+3Na2SO4o
(5)步骤④是化合反应,即Ce(OH)3和水、氧气反应生成Ce(OH)4,反应的化学方程式为:4Ce(OH)
3+2H2O+O2=4Ce(OH)4。
9.(2020•白云区一模)金属钛广泛用于航空航天工业、化工、医疗等领域,用钛铁矿(主要成分为FeT103)
制取钛并获得副产品A的主要工艺流程如图所示。已知:,这一反应对于提炼钛很重要,镁可以简便的还原
四氯化钛。请回答下列问题:
/(1)构成金属钛的微粒是(填“分子”“原子”或“离子”),H2TiO3中钛元素的化合价
为o
(2)反应②需持续通入燃气,氨气的作用是,防止_____________-反应②属于
反应(填基本反应类型)。
(3)反应③的产物除红色固体A外,还有两种组成元素相同且相对分子质量相差16的气体,则该反应的化
学方程式为»
(4)请你对该工艺流程提出处理尾气的建议(只写一条)。
(5)治炼96kg钛需要kg氯气。
【答案】(1)原子+4(2)保护气镁被氧化成氧化镁置换
⑶2FeSC)4"FezC^+SO2T+SO3T⑷点燃(收集)一氧化碳或将二氧化硫通入氢氧化钠(氢氧化
钙不给分)溶液(5)284
【详解】
(1)钛为金属,所以有原子构成;H2TiO3中氧为-2价,氢为+1价,根据化合物显中性的原则,设钛的化合
价为x,(+1)X2+XX1+(-2)X3=0,x=+4;
(2)镁易被氧气氧化,且能与二氧化碳、氮气等都可以发生反应,因此为了确保反应发生,要排除内部残留
的气体;氤气起到了保护作用;氯化钛与镁反应生成了氯化镁和钛,符合单质与化合物反应生成单质与化合
物的特点,所以为置换反应;
(3)反应物为硫酸亚铁,生成物含有红色固体,则根据含有铁元素,推出该固体为氧化铁,而另外两种气体
相对分子质量相差16,组成元素相同,且含有硫元素,则可以推出气体为三氧化硫和二氧化硫,所以反应为
硫酸亚铁在高温条件下反应生成氧化铁、三氧化硫和二氧化硫,所以为;
(4)尾气中的三氧化硫和二氧化硫,而两者都可以与氢氧化钠反应,因此可以增加氢氧化钠吸收液,就可以
将尾气进行处理;有毒的一氧化碳可以点燃(或收集);
(5)根据钛元素质量守恒,设氧化钛质量为m,,m=160kg,则需要氯气质量为y,
TiO2+2C12+2C—TiCl4T+2C0T
80142
160kgy
,解得y=284kg。
10.(2020•广州二中一模)稀土金属因其独特的性能而被誉为“新材料之母”。稀土金属镯的氧化物([La2O3)
广泛应用于军事、民用、医疗等领域,其颗粒大小决定了产品的质量。利用独居石(含La2O3等金属氧化物
及P2O5.SiO2等非金属氧化物)生产超细La2O3颗粒的一种工艺如下:
(1)“酸溶”过程中,La2O3与稀硫酸反应的化学方程式是;
(2)通过调节滤液1的pH,可将锢的盐溶液转化为偶的氢氧化物并以沉淀的形式析出,该反应的化学方程式
是;
⑶“调pH”时加入烧碱溶液使溶液的pH(填"增大’、"减小”或‘不变");
(4)将镯的氢氧化物固体溶于稀硝酸,可得到硝酸镯溶液,该反应的化学方程式是o
(5)实验室使用
加柠檬酸作燃
料的方法,在
马福炉中进行
硝酸锢的煨烧,
马福炉的温度
设置只能为
100℃的整数
123456789
倍。为获得适当
大小的氧化锄
颗粒,某小组
研究了条件对
产品粒径的影
响,相关数据
如下:
实验编号
硝酸镯浓度
165330495165165165165165165
(g/L)
煨烧温度/℃700700700600800900700700700
煨烧时间/h1111110.523
不
氧化锢粒径/nm42637565803875133
纯
①实验1.5.6研究的结论是:其它实验条件相同时,;
②分析以上数据可知,若将实验条件变更为以下条件:硝酸镯浓度165g/L,燃烧温度700℃,煨烧L5h,
则氧化锢粒径最有可能的数值为(填序号);
A30nmB50nmC.80nmDHOnm
③要获得更小粒径的高纯氧化锢,在上述最佳条件的基础上,研究方向可以是—O
A增加硝酸镯浓度B降低硝酸锢浓度C升高煨烧温度D降低煨烧温度E增加煨烧时间F
减少煨烧时间
【答案】(l)La2O3+3H2SO4=La2(S04)3+3H2O(2)La2(S04)3+6NaOH=3Na2so4+2La(OH)3(3)增
大(4)La(OH)3+3HNO3=La(NO3)3+3H2O
(5)氧化镯粒径随温度升高而增大BBDF
【详解】
(1)氧化锢类似于金属氧化物,氧化锢与硫酸反应生成硫酸锢和水,化学方程式为:La2O3+3H2sO4=La2
(SO4)3+3H2O„
(2)根据题目信息可知硫酸锢与氢氧化钠反应生成沉淀为氢氧化锢,然后根据复分解反应特点,可知另一
产物为硫酸钠,所以硫酸镯与氢氧化钠反应生成氢氧化桐沉淀和硫酸钠,化学方程式为:La2(SO4)
3+6NaOH=3Na2SO4+2La(OH)3。
(3)烧碱为氢氧化钠俗称,向盐溶液中加入氢氧化钠溶液,是加入碱性溶液,造成溶液pH增大;
(4)根据题目信息可知氢氧化镯与硝酸反应生成硝酸镯和水,化学方程式为:La(OH)3+3HNO3=La(NO3)
3+3H2Oo
(5)①1、5、6变量为温度,温度升高,氧化镯粒径变大,因此在其他实验条件不变情况下,升高温度,增
大了氧化铝粒径;②对比1、7、8、9四组实验可知,其他实验条件不变的情况下,随着时间加长,粒径在变
大,而L5h介于1和8组之间,因此粒径介于42和75nm之间,故选B;
③获得更小粒径的高纯氧化镯,上述最佳条件为硝酸镯浓度165g/L,燃烧温度700℃,煨烧0.5h,而升高
温度,粒径变大,但是温度在600℃时,氧化镯不纯,所以可以降低温度低于700℃,但要高于600℃,进
行尝试实验,观察能否获得更小粒径氧化镯,因此D可以选择,而硝酸镯溶液浓度增大,氧化镯粒径增大,
因此可以降低硝酸镯浓度,进行实验,观察氧化偶粒径有什么变化,因此可选B;随着煨烧时间的增加,氧
化翎粒径变大,因此可以再缩短一下煨烧时间,观察能否获得更小粒径氧化镯,因此可以选择F。故选BDF。
11.(2020•越秀区一模)实验室可用以下流程制备NH4Fe(SO4)2・12H2O
回答下列问题:
(1)NH4Fe(SO4)2中含有的带电的原子团(根)是(填离子符号),此化合物中铁元素显____价。
(2)“滤液”的溶质是(填化学式)。步骤②中的反应物共有种。
(3)如果取消步骤②,其它不变,上述流程得的产品则
是NH4Fe(SO4)2-6H2O.为探究又快又好的反应条件,
①②③④
某小组做了4组制备实验,相关数据如下表所示。
实验编号
m(铁粉)/g1.001.001.001.00
反应温度/℃909090100
V(17.5%硫酸)/mL10.810.813.410.8
m(硫酸铉)/g2.132.372.372.13
反应耗时/min60555241
产率/%69.375.468.270.2
从上表数据可推知,用1.00g铁粉制备NH4Fe(SO4)2・6H2O,较为合适的条是:_—mL17.5%硫酸,
_____g硫酸专安。
【答案】(DNH4+、SO42-+3(2)FeSO4,H2SO43(3)10010.82.13
【详解】
(1)NH4Fe(SO4)2中含有的带电的原子团(根)是NH4+、SO42-,由于硫酸根显-2价,镂根显+1价,
可推出合物中铁元素显+3价。
(2)由于铁与过量的稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气,所以“滤液”的溶质是FeSO4、H2SO4.由反应
的流程可知,步骤②反应中硫酸亚铁、过氧化氢和硫酸反应生成了硫酸铁和水,反应物共有三种。
(3)由表中的数可知,用1.00g铁粉制备(NH4)2Fe(SO4)2«6H2O,在温度UXTC时,消耗10.8mL17.5%
硫酸和2.13g硫酸镀,反应的时间是41秒最短,产率为70.2%较高。
12.(2020•海珠区一模)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3
和不溶性杂质)为原料制备高纯氧化镁的实验流程图如下
(1)FeCO3的名称是。
(2)MgCO3与稀H2so4反应的化学方程式为«
(3)在实验室里完成操作I,需要用到的玻璃仪器除漏斗、玻璃棒外,还有o
(4)滤液I里,主要的金属阳离子是(填离子符号)。
(5)通过加入氨水使溶液的pH(填“增大”或“减小”或“不变”),将杂质离子沉淀除去。
(6)操作III包括、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等一系列操作。
(7)若直接燃烧100t含碳酸镁84%的菱镁矿,理论上可制得氧化镁的质量为to
【答案】(1)碳酸亚铁⑵MgCC^+H2sO4=MgSC)4+H2O+CO2T⑶烧杯
(4)Mg2+、Fe2+(5)增大(6)蒸发浓缩(7)40
【详解】
(1)FeCO3中铁元素的化合价显+2价,故名称是:碳酸亚铁;
(2)碳酸镁与稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:。
(3)由图可知,操作I实现了固液分离,故操作I是过滤,过滤需要用到的玻璃仪器有:烧杯、漏斗、玻璃
棒;
(4)菱镁矿主要成分为MgC03,含少量FeC03,加入稀硫酸,碳酸镁与稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳
和水,碳酸亚铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、二氧化碳和水,故主要的金属阳离子是:Mg2+、Fe2+;
(5)氨水呈碱性,加入氨水,可使溶液pH增大,从而将铁离子转化为氢氧化铁除去;
(6)操作III是将硫酸镁溶液转变为硫酸镁固体,故操作III包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等
一系列操作;
(7)解:设理论上可制得氧化镁的质量为x
高温
MgCO3^=MgO+CO2T
8440
100tx84%x
84lOOtx84%
40
13.(2020•增城区一模)铁红(Fe2O3)是一种红棕色难溶于水的粉末,广泛应用于油漆、油墨、橡胶等工
业中。利用硫铁矿烧渣(主要成份Fe2O3.Fe3O4.FeO等)制备铁红的一种工艺如下。
I.S3
过里
焦炭酸液Nl^HCOj足量空气
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