下,边通空气边滴加氨水,直至有大量黑色沉淀,静置,在上层清液中再滴加氨水至无沉淀。过滤,洗涤沉淀直至过滤液中检测不出SO4 【解析】 【分析】
由装置图结合实验步骤可知,以SO2、软锰矿(主要成分为MnO2,少量Fe、Al、Ca及Pb的化合物等)、氨水及净化剂等为原料可制备MnSO4液和Mn3O4,装置A制取SO2,装置B通入SO2与MnO2反应得到MnSO4,在不断搅拌下向仪器R中加入适量纯净的MnO2,将Fe2?氧化为Fe3?,再加入MnCO3调节溶液pH,使Fe3+和Al3+形成沉淀而除去;最后加入适量Na2S沉铅,过滤得MnSO4溶液;装置C中盛有NaOH溶液,用来吸收未反应的SO2,防止污染环境。
滤液中含有MnSO4,控制温度在60~800C,调节溶液pH并维持8~9。用空气氧化生成的Mn(OH)2得到黑色沉淀Mn3O4,过滤,洗涤、干燥得产品Mn3O4。据此解答。 【详解】(1)由仪器构造可知仪器R的名称是三颈烧瓶, 故答案为三颈烧瓶;
(2)装置A中亚硫酸钠固体和硫酸反应生成硫酸钠、水和SO2,化学方程式为
2?Na2SO3?H2SO4?Na2SO4?SO2??H2O,
故答案为Na2SO3?H2SO4?Na2SO4?SO2??H2O;
(3)由于需要控制温度在90~100℃,所以适宜的加热方式是用90~1000C的水浴加热, 故答案为用90~1000C的水浴加热;
(4) 装置C中盛有NaOH溶液,用来吸收未反应的SO2,防止污染环境, 故答案为吸收未反应的SO2,防止污染环境;
(5)除杂过程中加入纯净MnO2的目的是将Fe2?氧化为Fe3?;用MnCO3调节溶液pH时,使Fe3+、Al3+沉淀完全,而Mn2+不沉淀,需调节溶液pH的范围为4.9?pH?7.56, 故答案为将Fe2?氧化为Fe3? ;4.9?pH?7.56;
(6)由图象可知,应选择的反应条件是:温度60~800C,溶液pH为8~9;实验方案设计为:将滤液加热并
保温在60~800C,用氨水调节溶液pH并维持8~9。在不断搅拌下,边通空气边滴加氨水,直至有大量黑色沉淀,静置,在上层清液中再滴加氨水至无沉淀。过滤,洗涤沉淀直至过滤液中检测不出SO4, 故答案为将滤液加热并保温在60~800C,用氨水调节溶液pH并维持8~9。在不断搅拌下,边通空气边滴加氨水,直至有大量黑色沉淀,静置,在上层清液中再滴加氨水至无沉淀。过滤,洗涤沉淀直至过滤液中检测不出SO4。
10.工业上用以下流程从铜沉淀渣中回收铜、硒、碲等物质。沉淀渣中除含有铜(Cu)、硒(Se)、碲(Te)外,还含有少量稀贵金属,主要物质为Cu、Cu2Se和Cu2Te。
(1)16S、34Se、52Te为同主族元素,其中34Se在元素周期表中位置____。 其中铜、硒、碲的主要回收流程如图:
2-2-(2)经过硫酸化焙烧,铜、硒化铜和碲化铜转变为硫酸铜。 .....①写出Cu2Se硫酸化焙烧的化学方程式____。
②“水浸固体”过程中补充少量氯化钠固体,可减少固体中的银(硫酸银)进入浸出液中,结合化学用语,从平衡移动原理角度解释其原因___。
③滤液2经过____、_____、过滤、洗涤、干燥可以得到硫酸铜晶体。
(3)所得粗硒可采用真空蒸馏的方法进行提纯,获得纯硒。真空蒸馏的挥发物中硒含量与温度的关系如图所示。蒸馏操作中控制的最佳温度是____(填序号)。
的
a.455℃ b.462℃ c.475℃ d.515℃
(4)目前碲化镉薄膜太阳能行业发展迅速,被认为是最有发展前景的太阳能技术之一。用如下装置可以完成碲的电解精炼。研究发现在低的电流密度、碱性条件下,随着TeO3浓度的增加,促进了Te的沉积。写出Te的沉积的电极反应式为____。
2?
【答案】 (1). 第四周期VIA族 (2). Cu2Se+6H2SO4由于存在平衡:Ag2SO4(s)
?2CuSO4+SeO2+4SO2↑+6H2O (3).
2Ag+(aq)+SO42-(aq),加入氯化钠固体后,Cl?与Ag?反应生成成更难溶
的氯化银,使得c(Ag)降低,进而减少了硫酸银中的银进入滤液 (4). 加热浓缩 (5). 冷却结晶
2???(6). c (7). TeO3?4e?3H2O?Te?6OH
【解析】
【详解】(1)34Se,质子数答案是第四周期VIA族;
(2)①根据流程,“硫酸焙烧”Cu2Se转化成CuSO4、SeO2,SeO2为氧化产物,硫酸被还原成SO2,即反应方程式为Cu2Se+6H2SO4答案Cu2Se+6H2SO4
2CuSO4+SeO2+4SO2↑+6H2O; 2CuSO4+SeO2+4SO2↑+6H2O;
2Ag+(aq)+SO42-(aq),Ag2SO4微溶于水,AgCl
34,推出位于元素周期表中第四周期VIA族;
②水浸固体中含有Ag2SO4,存在溶解平衡:Ag2SO4(s)
+-+
难溶于水,因此加入NaCl,Ag和Cl结合成更难溶的AgCl,使得c(Ag)降低,进而减少了硫酸银中银进
入滤液中;
答案为溶解平衡:Ag2SO4(s)
2Ag+(aq)+SO42-(aq),加入NaCl,Ag+和Cl-结合成更难溶AgCl,使
+
得c(Ag)降低,从而减少了硫酸银中的银进入滤液中;
③因为是得到硫酸铜晶体,因此滤液2经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可以得到硫酸铜晶体; 答案加热浓缩;冷却结晶;
(3)根据图象,在略低于480℃挥发物中硒的含量最高,因此最佳温度为475℃,故c正确;
答案选c;
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(4)由电解原理可知,TeO32应在阴极上发生还原反应生成Te,其电极反应式为TeO32+4e+3H2O=Te
+6OH-;
答案为TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。
【点睛】电极反应式的书写是高考的热点,特别是一些陌生的,无论原电池还是电解池,都发生氧化还原
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H2O、反应,且都是半反应,一般书写时按照氧化剂+ne→还原产物,然后根据电解质的环境,判断出OH、
H+哪两个参与反应,同理还原剂-ne-→氧化产物也是这样;一定要注意电解质的环境。 11.氧元素为地壳中含量最高的元素,可形成多种重要的单质和化合物。
(1)氧元素位于元素周期表中___________区;第二周期元素中,第一电离能比氧大的有___________种。 (2)O3可用于消毒。O3的中心原子的杂化形式为___________;其分子的 VSEPR模型为___________,与其互为等电子体的离子为___________(写出一种即可)。
(3)含氧有机物中,氧原子的成键方式不同会导致有机物性质不同。解释C2H5OH的沸点高于CH3OCH3的原因为___________;C2H5OH不能用无水CaCl2千燥是因为Ca和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4],该离子的结构式可表示为______________________。
(4)氧元素可分别与Fe和Cu形成低价态氧化物FeO和Cu2O。
2+
2+
①FeO立方晶胞结构如图1所示,则Fe的配位数为___________;与O紧邻的所有Fe构成的几何构型为___________。
②Cu2O立方晶胞结构如图2所示,若O2-与Cu+之间最近距离为a pm,则该晶体的密度为___________g·cm
-3
2+2-2+
。(用含a、NA的代数式表示,NA代表阿伏加德罗常数的值)
﹣
【答案】 (1). p; (2). 3 (3). sp2杂化 (4). 平面三角形 (5). NO2 (6). 乙醇分子间可形
成氢键,沸点高 (7). (8). 6 (9). 正八面体 (10).
273?1030
2NAa3【解析】 【分析】
(1)除了ds区外,区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号;根据电离能的变化规律分析判断; (2)根据公式计算出O3的中心原子的价层电子对数,再根据价层电子对互斥理论判断中心原子的杂化形式及其分子的VSEPR模型,与其互为等电子体的离子中含有3个原子、价电子数是18;
(3)形成分子间氢键的物质熔沸点较高;对于配离子[Ca(C2H5OH)4]2+可以结合常见配合物的结构与成键分析解答;
(4)①根据体心位置的Fe2+判断Fe2+的配位数;根据结构示意图判断与O2-紧邻的所有Fe2+构成的几何构型; ②若O2-与Cu+之间最近距离为apm,该距离为晶胞体对角线的
1,则晶胞体对角线长度=4apm,计算出晶4胞的棱长,根据化学式判断出各球表示的微粒,再结合密度的计算公式计算。
【详解】(1)除了ds区外,区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号,O原子最后通入的电子是p电子,所以O元素位于p区;第二周期元素中,第一电离能比O元素大的有N、F、Ne元素,所以有3种元素,故答案为p;3;
(2)O3的中心原子的价层电子对个数=2+
6?2?2=3且含有1个孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断2中心原子的杂化形式为sp2杂化、其分子的 VSEPR模型为平面三角形,与其互为等电子体的离子中含有3个原子、价电子数是18,与其互为等电子体的阴离子有NO2﹣(合理即可),故答案为sp2杂化;平面三角形;NO2﹣(合理即可);
(3)形成分子间氢键的物质熔沸点较高,乙醇能形成分子间氢键、甲醚不能形成分子间氢键,所以乙醇的熔沸点比甲醚高;C2H5OH不能用无水CaCl2干燥是因为Ca2+和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2+,该离子中钙离子为中心离子,乙醇为配体,乙醇中O原子提供孤电子对、钙离子提供空轨道形成配位键,其结构为
,故答案为乙醇分子间可形成氢键,沸点高;