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1.(2023·广东·统考高考真题)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合
,一段时
间后
A.U 型管两侧均有气泡冒出,分别是
和
B.a 处布条褪色,说明
具有漂白性
C.b 处出现蓝色,说明还原性:
D.断开
,立刻闭合
,电流表发生偏转
【答案】D
【解析】闭合
,形成电解池,电解饱和食盐水,左侧为阳极,阳极氯离子失去电子生成氯气,电极反应
微专题30 非金属及其化合物制备流程与实验探究(S、Se、Te、Cl、Br、
1
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为2Cl-—2e-=Cl2↑,右侧为阴极,阴极电极反应为2H++2e-=H2↑,总反应为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,据此解答。
A.根据分析,U 型管两侧均有气泡冒出,分别是
和
,A 错误;
B.左侧生成氯气,氯气遇到水生成HClO,具有漂白性,则a 处布条褪色,说明HClO 具有漂白性,B 错误;
C.b 处出现蓝色,发生Cl2+2KI=I2+2KCl,说明还原性:
,C 错误;
D.断开
,立刻闭合
,此时构成氢氯燃料电池,形成电流,电流表发生偏转,D 正确;
故选D。
2.(2023·辽宁·统考高考真题)某小组进行实验,向
蒸馏水中加入
,充分振荡,溶液呈浅棕色,
再加入
锌粒,溶液颜色加深;最终紫黑色晶体消失,溶液褪色。已知
为棕色,下列关于颜色变
化的解释错误的是
选
项
颜色变化
解释
A
溶液呈浅棕色
在水中溶解度较小
B
溶液颜色加深
发生了反应:
C
紫黑色晶体消失
(
)的消耗使溶解平衡
右移
D
溶液褪色
与有色物质发生了置换反应
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【解析】A.向10mL 蒸馏水中加入0.4gI2,充分振荡,溶液呈浅棕色,说明I2的浓度较小,因为I2在水中溶
解度较小,A 项正确;
B.已知
(aq)为棕色,加入0.2g 锌粒后,Zn 与I2反应生成ZnI2,生成的I-与I2发生反应I-+I2⇌
,生成
使
溶液颜色加深,B 项正确;
C.I2在水中存在溶解平衡I2(s)⇌I2(aq),Zn 与I2反应生成的I-与I2(aq)反应生成
,I2(aq)浓度减小,上述溶解
2
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平衡向右移动,紫黑色晶体消失,C 项正确;
D.最终溶液褪色是Zn 与有色物质发生了化合反应,不是置换反应,D 项错误;
答案选D。
3.(2023·广东·统考高考真题)按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法
正确的是
A.Ⅰ中试管内的反应,体现
的氧化性B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现
的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
【答案】C
【解析】Ⅰ中发生反应
,二氧化硫进入Ⅱ中使品红溶液褪色,二氧化硫进
入Ⅲ中与硫化钠反应生成S 沉淀,二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠反应使溶液碱性减弱,酚酞褪色。
A.Ⅰ中试管内发生反应
,氢元素化合价不变,
不体现氧化性,故A
错误;
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现
的漂白性,故B 错误;
C.Ⅰ试管内发生反应
,Ⅲ试管内发生反应
,
Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,故C 正确;
D.撤掉水浴,重做实验,反应速率减慢,Ⅳ中红色褪去的速率减慢,故D 错误;
故选C。
3
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1.常见漂白剂的漂白原理比较
漂白剂
SO2
HClO、Na2O2、H2O2、O3
活性炭
漂白
原理
与某些有色物质化合生成无
色物质
将有色物质氧化为无色物质
吸附有
色物质
可逆性
可逆,加热恢复原色
不可逆,加热或久置不恢复原
色
不可逆
漂白
方式
化合型漂白
氧化型漂白
物理漂白
(吸附性)
漂白
对象
某些有色物质(指示剂除外)
有色有机物(包括指示剂)
有色物质
2.检验SO2和CO2同时存在的一般流程
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,检验二者同时存在的一般流程如下:
流程设计
检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
预期现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
3.从海水中提取物质的思路
海水中提取溴和碘的反应都是将其-1 价离子氧化成单质。涉及工业实际,最主要的问题是如何将大量海
水中分布的元素富集起来。溴的制取一般是氧化→吹出→吸收→再氧化的路线,碘一般是由海带提取,主
要过程是灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取的路线。工艺模式如图所示:
一、硫及其化合物的性质
1.牢记SO2的四个性质
(1)酸性;(2)强还原性;(3)弱氧化性;(4)漂白性。
2.明辨三类漂白原理
(1)吸附型;(2)氧化型;(3)化合型。
3.掌握两个转化关系
4
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(1)H2S――→SO2――→SO3――→H2SO4;
(2)S――→SO2――→SO3――→H2SO4
4.熟记以下重点化学方程式
(1)SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
(2)SO2+2H2S===3S↓+2H2O
(3)SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4
(4)2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
(5)2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl
(6)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑
(7)2Cu+2H2SO4(稀)+O2=====2CuSO4+2H2O
(8)Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O。
(9)C+2H2SO4(浓)=====CO2↑+2SO2↑+2H2O。
5.注意硫酸与金属的反应的四种情况
(1)常温下浓硫酸使 Fe、Al 钝化,如加热或将浓硫酸稀释,则可以继续反应。
(2)浓硫酸与活泼金属(如Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变小后,产生H2。
(3)浓硫酸与不活泼金属(如Cu)反应,开始产生SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与Cu 反应。如1
mol Cu 与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成SO2小于1 mol。
(4)浓硫酸与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性。
二、二氧化硒的性质
二氧化硒是一种氧化物,化学式为SeO₂,白色晶体,蒸气为绿色;熔点340~350℃,315℃时升华,密度
3.95 克/厘米(15
)
℃,其酸性比亚硫酸弱。
与水反应
SeO₂+H₂O===H₂SeO₃
与过氧化氢反应
SeO₂+H₂O₂===H₂SeO₄
与氢氧化钠反应
SeO₂+2NaOH====Na₂SeO₃+H₂O
三、碲及其化合物的性质
工业上是从铜冶炼的电解铜的阳极泥中提取碲。含碲约3%的阳极泥干燥后在250℃下进行硫酸化焙烧,然
后在700℃使二氧化硒挥发,碲留在焙烧渣中。用水浸出硫酸铜,再用氢氧化钠溶液浸出,得到亚碲酸钠
溶液。浸出液用硫酸中和,生成粗氧化碲沉淀。两次重复沉淀氧化物,然后进行水溶液电解,可得含碲为
98%~99%的碲。
可由炼锌的烟尘中回收而得。
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四、氯、溴、碘及其化合物的性质
1.特殊的颜色和状态:
Cl2——黄绿色气体
Br2——深红棕色液体
I2——紫黑色固体
2.特殊的成分:
新制氯水中含三分子(Cl2、HClO、H2O)、四离子(Cl-、ClO-、H+、OH-)。熟记氯水的四个性质:氧化性、
酸性、漂白性和不稳定性。
3.区分两个漂白粉原理
(1)漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3。
(2)失效原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3;
2HClO=====2HCl+O2↑。
4.氯气制备把握三个方面
(1)制取原理:
MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)除杂试剂:饱和食盐水、浓硫酸。
(3)尾气吸收原理:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
5.熟记碘提取反应的离子方程式
(1)Cl2+2I-===I2+2Cl-
(2)H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O
6.熟记溴提取反应的离子方程式
(1)第一次被氧化Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(2)被还原:SO2+Br2+H2O===2Br-+SO+2H+
(3)第二次被氧化Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
7.X-(卤素离子)的检验:
(1)沉淀法:加硝酸、硝酸银,产生沉淀的颜色为白色、淡黄色、黄色,则离子分别为Cl-、Br-、I-。
(2)置换萃取法:滴加氯水后,再滴加CCl4,若下层变为橙红色、紫红色,则离子分别为Br-、I-。
(3)置换淀粉法:滴加氯水后,再滴加淀粉溶液,若变蓝色,则离子为I-。
8.海水资源的开发利用:
(1)氯碱工业。
(2)海水提溴。
(3)海带中提碘。
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1.(2023·全国·统考高考真题)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变
化的是
A
硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀
B
硫化钠溶液出现浑浊颜色变深
C
溴水颜色逐渐褪去
D
胆矾表面出现白色粉末
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【解析】A.溶液呈棕黄色是因为有Fe3+,有浑浊是产生了Fe(OH)3,因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化,
化学方程式为:12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,A 错误;
B.硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质,使颜色加深,化学方程式为:
2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓,B 错误;
C.溴水的主要成分是溴和水,它们会反应,但速度很慢,Br2+H2O
HBrO+HBr,2HBrO=2HBr+O2,所以溴
水放置太久会变质。但不是生成高溴酸,所以选项中的化学方程式错误,C 错误;
D.胆矾为CuSO4·5H2O,颜色为蓝色,如果表面失去结晶水,则变为白色的CuSO4,化学方程式为:
CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O,方程式正确,D 正确;
故选D。
2.(2021·福建·统考高考真题)实验室配制碘水时,通常将
溶于
溶液:
。关于
该溶液,下列说法正确的是
A.
的电子式为
B.滴入淀粉溶液,不变蓝
C.加水稀释,平衡逆向移动
D.加少量
固体平衡正向移动
【答案】C
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【解析】A.
是离子化合物,电子式为
,A 错误;
B.该溶液存在
,滴入淀粉溶液,变蓝,B 错误;
C.根据勒夏特列原理,加水稀释,平衡朝着离子浓度增大的方向移动,即逆向移动,C 正确;
D.加少量
固体,
与
生成沉淀,
浓度下降,平衡逆向移动,D 错误;
故选C。
3.(2023·全国·高三统考专题练习)向饱和氯水中加入少量
亚硫酸钠固体,下列说法正确的是
A.溶液pH 减小
B.溶液颜色变深
C.漂白性增强
D.导电性减弱
【答案】A
【解析】饱和氯水中存在平衡:Cl2+H2O
HCl+ HClO,向饱和氯水中加入少量
固体,HClO 和
Na2SO3发生氧化还原反应,使平衡正向移动,Cl2浓度减小,据此解答。
A.反应生成HCl,溶液pH 减小,A 正确;
B.Cl2浓度减小,溶液颜色变浅,B 错误;
C.次氯酸浓度减少,漂白性减弱,C 错误;
D.生成的HCl、Na2SO4为强电解质,导电性增强,D 错误;
故选A。
4.(2023 秋·陕西西安·高一西安市第七十五中学校考期末)已知硒(Se)为第VIA 族元素,上列有关硒元素
的化合物的说法中不正确的是
A.其同族氢化物的熔沸点:H2O>H2Se>H2S
B.SeO3只有还原性
C.BaSeO4与BaSO4相似,均难溶于水
D.H2SeO4溶于水破坏共价键
【答案】B
【解析】A.H2O 可形成分子间氢键,沸点最高,H2S,H2Se 二者均由分子构成,熔沸点取决于分子间作用
力,分子间作用力取决于相对分子质量,H2Se 的相对分子质量比H2S 大,因此H2Se 分子间作用力强于
H2S,故熔沸点:H2O>H2Se>H2S,故A 正确;
B.SeO3中Se 元素的化合价为+6 价,是Se 元素的最高价态,所以SeO3只有氧化性,没有还原性,故B 错
误;
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C.Se 和S 位于同一主族,则BaSeO4与BaSO4相似,均难溶于水,故C 正确;
D.H2SeO4溶于水电离出H+和
,H2SeO4是共价化合物,溶于水破坏共价键,故D 正确;
故选B。
1.(2023·江苏连云港·连云港高中校考模拟预测)周期表中VIA 族元素及其化合物应用广泛,元素S、Se、
Te 在周期表中的信息如图所示。下列有关说法正确的是
A.
是由极性键构成的非极性分子
B.
与
中O—S—O 的夹角不相等
C.质子数为34、中子数为45 的硒原子:
D.酸性:
【答案】B
【解析】A.
分子结构为V 形,即是由极性键构成的极性分子,A 错误;
B.
与
中硫原子均是sp2杂化,但是二氧化硫中硫原子有一对孤电子对,又孤电子对对成键电子排
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斥力较大,故
与
中O—S—O 的夹角不相等,B 正确;
C.质子数为34、中子数为45 的硒原子:
,C 错误;
D.氢化物的酸性
,D 错误;
故选B。
2.(2023 春·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习)下列说法正确的是
A.SO2与TeO2分子是含有极性键的极性分子
B. SO2与TeO2中键角都为120°
C.碲原子
基态核外电子排布式为
D.VIA 族元素单质的晶体类型相同
【答案】A
【解析】A.S 和Te 是同主族元素,SO2与TeO2中心原子的最外层都存在孤电子对,则二者都是含有极性键
的极性分子,A 正确;
B.SO2与TeO2的中心原子都发生sp2杂化,由于成键电子受孤电子对的排斥作用,使键角减小,所以键角
都小于120°,B 不正确;
C.碲
基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p4,可简写为
,C 不
正确;
D.VIA 族元素单质的晶体类型中,氧、硫的单质形成分子晶体,后面的金属元素则形成金属晶体,所以晶
体类型不完全相同,D 不正确;
故选A。
3.(2023·山东日照·统考三模)碲被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”,某精炼铜的阳极泥经
过处理后的主要成分为
、
、CuO 等,从中回收确和胆矾的工艺如下。
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已知:①高温焙烧后的产物为
和
;②
是两性氧化物,与强酸和强碱反应分别生成
和
。下列说法错误的是
A.“酸化”时还需要再加入一定量的
,目的是将铜元素完全转化为
B.“还原”步骤中,发生的离子方程式为
C.“电解”时,若使用阳离子交换膜会降低Te 的产率
D.流程中可循环使用的物质是硫酸和氢氧化钠
【答案】C
【解析】干燥的阳极泥有
、
、CuO,高温灼烧后生成
和Cu2O,与硫酸反应生成物有
TeOSO4和硫酸铜、铜单质(氧化亚铜与硫酸反应生成硫酸铜和铜),TeOSO4与SO2反应生成Te 单质和硫酸;
和Cu2O 与氢氧化钠反应时,氧化亚铜不反应,分离后与生成的硫酸反应生成硫酸铜,最终得到胆矾,
与氢氧化钠反应生成Na2TeO3,电解Na2TeO3得到Te 单质、氢氧化钠和H2。
A.酸化时要加入H2O2,把亚铜离子和铜单质在酸性条件下转化为铜离子,故A 正确;
B.还原步骤中,SO2把TeO2+中+4 价的Te 还原成单质,自身被氧化为硫酸根离子,根据电子守恒、电荷守
恒、原子守恒,该方程式
,故B 正确;
C.电解Na2TeO3得到Te 单质、氢氧化钠和H2,在阴极上得到H2和氢氧化钠,阳极上得到Te 单质,应该选
择阳离子交换膜,让钠离子通过交换膜向阴极移动形成氢氧化钠,防止阳极上生成的Te 单质与氢氧化钠反
应,用阴离子交换膜会让氢氧根移向阳极与生成的Te 单质反应,造成产率降低,故C 错误;
11
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D.电解生成的氢氧化钠和还原得到的硫酸可以循环利用,故D 正确;
答案选C。
4.(2021·湖南·高考真题)
常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反
应为
。下列说法错误的是
A.产生22.4L(标准状况)
时,反应中转移
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6
C.可用石灰乳吸收反应产生的
制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中
的存在
【答案】A
【解析】A.该反应中只有碘元素价态升高,由0 价升高至KH(IO3)2中+5 价,每个碘原子升高5 价,即6I2
60e-,又因方程式中6I2
3Cl2,故3Cl2
60e-,即Cl2
20e-,所以产生22.4L (标准状况) Cl2即1mol Cl2时,反
应中应转移20 mol e-,A 错误;
B.该反应中KClO3中氯元素价态降低,KClO3作氧化剂,I2中碘元素价态升高,I2作还原剂,由该方程式的
计量系数可知,11KClO3
6I2,故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6,B 正确;
C.漂白粉的有效成分是次氯酸钙,工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应,C 正确;
D.食盐中
可先与酸化的淀粉碘化钾溶液中的H+、I-发生归中反应
生成I2,I2再
与淀粉发生特征反应变为蓝色,故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中
的存在,D 正确。
故选A。
5.(2021·江苏·高考真题)NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O 的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3
可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,
NH3的转化率、生成N2的选择性[
100%]与温度的关系如图所示。
12
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下列说法正确的是
A.其他条件不变,升高温度,NH3的平衡转化率增大
B.其他条件不变,在175~300 ℃范围,随温度的升高,出口处N2和氮氧化物的量均不断增大
C.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃
D.高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
【答案】D
【解析】A.NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O 的反应均为放热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,
平衡向逆反应方向进行,氨气的平衡转化率降低,故A 错误;
B.根据图像,在175~300 ℃范围,随温度的升高,N2的选择率降低,即产生氮气的量减少,故B 错误;
C.根据图像,温度高于250
N
℃
2的选择率降低,且氨气的转化率变化并不大,浪费能源,根据图像,温
度应略小于225℃,此时氨气的转化率、氮气的选择率较大,故C 错误;
D.氮气对环境无污染,氮的氧化物污染环境,因此高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和
N2选择性高的催化剂,故D 正确;
答案为D。
6.(2021·辽宁·高考真题)含S 元素的某钠盐a 能发生如图转化。下列说法错误的是
A.a 可能为正盐,也可能为酸式盐
B.c 为不溶于盐酸的白色沉淀
C.d 为含极性键的非极性分子
D.反应②中还可能生成淡黄色沉淀
【答案】C
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【解析】由题干信息可知,盐a 与足量的稀盐酸产生刺激性气味气体d,d 能使KMnO4溶液褪色,故d 为
SO2,则盐a 为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,盐a 与足量Cl2反应后将生成
,与BaCl2溶液反
应得到沉淀c,故c 为BaSO4,据此分析解题。
A.由分析可知,盐a 为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,故a 可能为正盐,也可能为酸式盐,A 正
确;
B.由分析可知,c 为BaSO4,故c 为不溶于盐酸的白色沉淀,B 正确;
C.由分析可知,d 为SO2,由SO2易溶于水并根据“相似相溶”原理可知,d 是含有极性键的极性分子,C
错误;
D.由分析可知,盐a 为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,当Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,
反应②中还可能生成淡黄色沉淀,D 正确;
故答案为:C。
7.(2022·浙江·高考真题)下列推测不合理的是
A.相同条件下,Br2与PBr3反应比Cl2与PCl3反应难
B.OPBrCl2与足量H2O 作用生成2 种酸
C.相同条件下,与水反应由快到慢的顺序:OPBr3、OPCl3、OPF3
D.PBr3与足量C2H5OH 作用可得到P(OC2H5)3
【答案】B
【解析】A.氯原子半径较小,氯气更容易靠近三氯化磷中的磷原子发生反应生成五氯化磷,A 正确;
B.OPBrCl2与H2O 反应的方程式为:OPBrCl2+3H2O=H3PO4+2HCl+HBr,一共生成3 种酸,B 错误;
C.从P—Br 键到P—F 键,键的稳定性逐渐增强,在和水反应时越难断裂,反应速率越慢,C 正确;
D.PBr3与C2H5OH 反应的时候,Br 乙醇羟基上的氢原子结合,乙醇的其余部分和磷结合生成P(OC2H5)3,D
正确;
故选B。
8.(2021·北京·高考真题)室温下,1 体积的水能溶解约40 体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。
对实验现象的分析正确的是
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A.试管内液面上升,证明SO2与水发生了反应
B.试管中剩余少量气体,是因为SO2的溶解已达饱和
C.取出试管中的溶液,立即滴入紫色石蕊试液,溶液显红色,原因是:SO2+H2O⇌H2SO3、H2SO3⇌H++
、
⇌H++
D.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后pH 下降,是由于SO2挥发
【答案】C
【解析】A.由信息可知,SO2易溶于水,也能使液面上升,故A 错误;
B.二氧化硫与水的反应为可逆反应,当反应达到限度后,二氧化硫的量不再减少,液面高度也无明显变
化,故B 错误;
C.滴入石蕊试液,溶液变为红色,说明溶液显酸性,SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸为弱酸,分步电离
出氢离子,故C 正确;
D.亚硫酸具有较强的还原性,易被氧化为硫酸,弱酸变强酸,也能使pH 下降,故D 错误;
故选C。
9.(2021·山东·高考真题)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图,下列说法错误的
是
A.吸收过程中有气体生成
B.结晶后母液中含有NaHCO3
C.气流干燥湿料时温度不宜过高
D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
【答案】B
【解析】根据工艺流程逆向分析可知,以二氧化硫和纯碱为原料,得到结晶成分为NaHSO3,则母液为饱和
NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,溶液呈酸性,所以加入纯碱进行中和,涉及的反应为:
H2SO3+2Na2CO3= Na2SO3+ 2NaHCO3,NaHSO3+ Na2CO3= Na2SO3+ NaHCO3,所以调节pH 为8 进行中和后得到
Na2SO3和NaHCO3,通入二氧化硫气体进行混合吸收,此时吸收过程中发生反应为:
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3↓,SO2+ NaHCO3= CO2+ NaHSO3↓,此时会析出大量NaHSO3晶体,经过离心分离,
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将得到的湿料再进行气流干燥,最终得到NaHSO3产品,据此分析解答。
A.根据上述分析可知,吸收过程中有二氧化碳生成,A 正确;
B.结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,没有NaHCO3,假设产物中存在
NaHCO3,则其会与生成的NaHSO3发生反应,且NaHCO3溶解度较低,若其残留于母液中,会使晶体不纯,
假设不成立,B 错误;
C.NaHSO3高温时易分解变质,所以气流干燥过程中温度不宜过高,C 正确;
D.结合上述分析可知,中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D 正确;
故选B。
10.(2023·四川成都·石室中学校考模拟预测)NCl3可用于面粉的漂白和杀菌。已知:NCl3为黄色油状液体,
在热水中易水解,熔点为-40°C,沸点为70°C,95°C 以上易爆炸。实验室可用Cl2和NH4Cl 溶液反应制取NCl3
所用装置如下:
完成下列填空:
(1)仪器a 的名称是 。D 装置盛装的物质是 ,D 装置的作用是_ 。
(2)NCl3水解的反应液有漂白性,写出NCl3水解的化学方程式: 。
(3)向NH4Cl 溶液中通入过量Cl2,B 装置中反应的化学方程式为 ,待反应至油状液体不再增加,关闭
A、B 装置间的止水夹,控制水浴加热的温度范围为 ,将产品NCl3蒸出。
待反应结束,为测定溶液中残留的NCl3的物质的量浓度,进行如下操作:
i.取仪器a 中的反应液25.00mL,加入过量饱和Na2SO3溶液充分反应后,再加入过量30%的NaOH 溶液,
微热。
ii.用25.00mL0.050mol·L-1的稀硫酸吸收产生的NH3,得到溶液A。
iii.用0.100mol·L-1的NaOH 标准溶液滴定溶液A 至滴定终点,消耗VmLNaOH 标准溶液。
(4)滴定至终点时溶液中溶质仅有(NH4)2SO4和Na2SO4,滴定过程中水的电离程度_ (填序号)。
a.先增大后减小 b.先减小后增大 c.增大 d.减小
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(5)用含V 的代数式表示溶液中残留的NCl3的物质的量浓度为 mol·L-1。
【答案】(1) 蒸馏烧瓶 碱石灰 吸收尾气,同时防止空气中的水蒸气进入装置C 中
(2)NCl3+3H2O
3HClO+NH3↑
(3) 3Cl2+NH4Cl
NCl3+4HCl 70°C≤T<95°C
(4)c
(5)
【解析】由实验装置图可知,装置A 中为高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,装置B 中氯气与氯化铵溶
液在水浴加热条件下反应制备三氯化氮,装置C 用于冷凝收集三氯化氮,装置D 中盛有的碱石灰用于吸收
未反应的氯气,防止污染空气,同时防止水蒸气进入锥形瓶中。
(1)由仪器构造可知a 为蒸馏烧瓶,装置D 中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,同
时防止水蒸气进入锥形瓶中;
(2)NCl3水解的反应液有漂白性,可知水解生成HClO,则另一产物应为NH3;水解的化学方程式:
NCl3+3H2O
3HClO+NH3↑;
(3)由分析可知,装置B 中氯气与氯化铵溶液在水浴加热条件下反应制备三氯化氮,反应的化学方程式
为3Cl2+NH4Cl
NCl3+4HCl;由题给信息可知,实验时,为保证三氯化氮顺利蒸出,同时防止三氯化氮发生
爆炸,水浴加热的温度应控制在70℃~95℃之间;
(4)滴定前溶液为硫酸和硫酸铵的混合溶液,有酸存在水的电离被抑制,滴定过程中NaOH 与硫酸中和,
溶液中氢离子浓度减小,水的电离程度增大,故答案为c;
(5)由题意可知,滴定过程中消耗VmL0.100mol/L 氢氧化钠溶液,则用于吸收氨气的稀硫酸的物质的量为
0.050mol/L×0.025L-0.100mol/L×10-3VL×
,由方程式和氮原子个数守恒可知,溶液中残留的三氯化氮的物质
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的量浓度为
mol/L。
11.(2023·安徽蚌埠·统考三模)实验室制取溴苯的装置如图所示。向二颈烧瓶中先滴入0.5 mL Br2,静置,
经片刻诱导期后反应开始。再缓慢滴加其余的Br2, 维持体系微沸至Br2加完,70~ 80°C 水浴15min。(诱导
期:催化反应中形成过渡态且总反应速率为0 的时期)反应结束后产品处理:
有关数据如下:
物质
苯
溴
溴苯
密度(g· cm-3)
0.88
3.12
1.50
沸点/°C
80
59
156
在水中的溶解
性
不溶
微
溶
不溶
回答下列问题:
(1)仪器a 的名称是 。
(2)溴苯的制备需在无水条件下进行,原因是 。
(3)A 装置盛装 ( 填试剂)用于检验诱导期已过,反应开始。
(4)当出现 ( 填现象)时,证明反应已结束。
(5)产品后处理阶段,有机层I 用10% NaOH 溶液洗涤其离子反应方程式为 ,有机层Ⅱ水洗的目的
是 。
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(6)有机层Ⅲ经干燥后分离出纯净溴苯的操作名称是 。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)催化剂FeBr3 遇水发生水解,失去催化活性
(3)AgNO3溶液
(4)体系中不再有红棕色的溴蒸气
(5) Br2 +2OH-=Br- + BrO- + H2O 或Br2 + 6OH- =5Br-+ BiO +3H2O 除去Na+、Br-、BrO-等无机离子
(6)蒸馏
【解析】(1)由图可知仪器a 的名称是球形冷凝管;
(2)该反应中需要催化剂溴化铁,而溴化铁容易水解,故答案为:催化剂FeBr3遇水发生水解,失去催化
活性;
(3)苯和溴反应生成溴苯和溴化氢,其中溴化氢可以和硝酸银反应生成溴化银淡黄色沉淀,故A 装置盛
装AgNO3溶液;
(4)溴容易挥发,溴蒸汽为红棕色,当诱导期结束后溴蒸汽就消耗完了,则红棕色消失,故答案为:体
系中不再有红棕色的溴蒸气;
(5)单质溴容易溶解在有机溶剂中,单质溴可以和氢氧化钠反应生成溴化钠和次溴酸钠,或者生成溴化
钠和溴酸钠,故离子方程式为:Br2 +2OH-=Br- + BrO- + H2O 或Br2 + 6OH- =5Br-+ BiO +3H2O;溶液中的离子
容易溶解在水中,故有机层Ⅱ水洗的目的是除去Na+、Br-、BrO-等无机离子;
(6)有机层Ⅲ的主要成分是苯和溴苯的混合物,两者沸点不同,故分离两者的操作方法为:蒸馏。
1.(2023·全国·高三专题练习)Cl2与NO 在常温常压下可合成亚硝酰氯(NOCl),它的熔点为-64.5 ℃,沸点
为-5.5 ℃,常温下是黄色的有毒气体,遇水易水解。请按要求回答下列相关问题:
(1)装置A 和B 的作用是① ;②
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(2)装置F 的作用是 ;装置D 的作用是
【答案】(1) 干燥NO 和Cl2 观察气泡控制气体流速
(2) 冷凝亚硝酰氯,便于收集 防止装置E 中的水蒸气进入装置F
【解析】由实验装置图可知,装置A 中盛有的浓硫酸用于干燥氯气、装置B 中盛有的浓硫酸用于干燥一氧
化氮,并能通过气泡控制气体流速,装置C 中一氧化氮和氯气反应生成亚硝酰氯,反应的化学方程式为
2NO+Cl2=2NOCl,装置F 用于冷凝收集亚硝酰氯,装置D 中盛有的无水氯化钙用于装置E 中的水蒸气进入装
置F 中导致亚硝酰氯发生水解,装置E 中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收氯气和亚硝酰氯,防止污染空气,
则装置的连接顺序为ABC、F、D、E,接口的连接顺序为a→e,f→c,b→d。
(1)由分析可知,装置A 中盛有的浓硫酸用于干燥氯气、装置B 中盛有的浓硫酸用于干燥一氧化氮,并能
通过气泡控制气体流速,故答案为:干燥NO 和Cl2;观察气泡控制气体流速;
(2)由分析可知,装置F 用于冷凝收集亚硝酰氯,装置D 中盛有的无水氯化钙用于装置E 中的水蒸气进入
装置F 导致亚硝酰氯发生水解,故答案为:冷凝亚硝酰氯,便于收集;防止装置E 中的水蒸气进入装置F。
2.(2022 秋·广东·高三校联考阶段练习)已知
与硫的氧化物、氮的氧化物反应可以生成
、
NOCl、
等化合物NOCl 常温下是黄色气体,具有强氧化性,遇水分解,不溶于
等有机溶剂。
(1)NOCl 中N 元素的化合价为 。
(2)实验室制取的NOCl 中常含有
,除去
的方法是 。
(3)NOCl 遇水生成一种氮的氧化物(该氧化物遇空气红棕色),且只有一种元素的化合价发生改变,写出该反
应的化学方程式: 。
(4)NOCl 与
同时通入水中可生成一种无污染的气体,写出该反应的离子方程式: 。反应中
消耗1mol NOCl 则转移电子的物质的量为 。
(5)
可作为晶体的除水剂(反应生成两种酸性气体),写出
与
,反应的化学方程式:
。
【答案】(1)+3
(2)通过盛有CCl4的洗气瓶
(3)3NOCl+2H2O 2NO+HNO
═
3+3HCl
(4) 2NOCl+3SO2+4H2O N
═
2+3
+2Cl-+8H+ 3mol
20
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(5)ZnSO4⋅nH2O+nSOCl2=ZnSO4+2nHCl+nSO2
【解析】(1)NOCl 中氯、氧的化合价分别为-1、-2,则N 元素的化合价为+3;故答案为:+3;
(2)已知,NOCl 遇水分解,不溶于CCl4等有机溶剂,实验室制取的NOCl 中常含有Cl2,除去Cl2的方法为
通过盛有CCl4的洗气瓶,故答案为:通过盛有CCl4的洗气瓶;
(3)NOCl 遇水生成一种氮的氧化物(该氧化物遇空气变红棕色,则为NO),且只有一种元素的化合价发生
改变,则氮元素化合价降低的同时会升高生成HNO3(二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮),故该反应的
化学方程式3NOCl+2H2O 2NO+HNO
═
3+3HCl,故答案为:3NOCl+2H2O 2NO+HNO
═
3+3HCl;
(4)NOCl 具有强氧化性,遇水分解;NOCl 与SO2同时通入水中可生成一种无污染的气体,则该气体为氮
气,反应中二氧化硫被氧化为硫酸根离子,该反应的离子方程式:2NOCl+3SO2+4H2O N
═
2+3
+2Cl-+8H+;
反应中氮元素化合价由+3 变为0,则消耗1mol NOCl 则转移电子的物质的量为3mol,故答案为:
2NOCl+3SO2+4H2O N
═
2+3
+2Cl-+8H+;3mol;
(5)SOCl2可作为晶体的除水剂(反应生成两种酸性气体,根据质量守恒可知,二氧化硫和氯化氢),SOCl2
与ZnSO4⋅nH2O 反应生成二氧化硫、HCl、硫酸锌,反应的化学方程式:
ZnSO4⋅nH2O+nSOCl2=ZnSO4+2nHCl+nSO2。
3.(2023·全国·高三专题练习)实验室从废定影液[含Ag(S2O3)
和Br-等]中回收Ag 和Br2可能用到的装置
如下图:
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主要实验步骤如下,回答下列问题:
(1)向废定影液中加入Na2S 溶液沉淀银离子,分离Ag2S 时,选用的装置是 (填装置序号,下同)
(2)灼烧Ag2S 制取金属Ag,用到的实验装置是
(3)制取Cl2并将Cl2通入滤液中氧化Br-,获取Br2,制取氯气的实验装置是 ,甲和乙中盛放浓盐酸
的仪器名称为 ,丙中仪器B 的名称为
(4)再用四氯化碳萃取分液得粗溴,萃取分液时用到的实验装置是 ,粗溴从 放出,水层从
倒出。
(5)可用下图装置精制粗溴:
①仪器A 的名称 。
②仪器B 的名称 ,图中冷却水应从B 的 (填“a”或“b”)口进入,能否用仪器E 代替B,
(填“能”或“否”)
③温度计的水银球能否插入粗溴中 (填“能”或“否”),原因是
【答案】(1)丁
(2)庚
(3) 甲或乙 分液漏斗 长颈漏斗
(4) 戊 分液漏斗的下口 分液漏斗上口
(5) 蒸馏烧瓶 (直形)冷凝管 b 否 否 蒸馏时,温度计测定蒸出溴蒸气的温度,
因而水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口附近
【解析】(1)向废定影液中加入Na2S 溶液沉淀银离子,得到Ag2S 沉淀,分离Ag2S 沉淀时,应用过滤装置
即丁;故答案为:丁。
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(2)Ag2S 是固体,在坩埚中灼烧Ag2S 制取金属Ag,因此用到的实验装置是庚;故答案为:庚。
(3)实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水或高锰酸钾与浓盐酸反应生成
氯化钾、氯化锰、氯气和水,因此制取氯气的实验装置是甲或乙,根据甲和乙装置得到盛放浓盐酸的仪器
名称为分液漏斗,丙中仪器B 的名称为长颈漏斗;故答案为:甲或乙;分液漏斗;长颈漏斗。
(4)用四氯化碳萃取分液得粗溴,萃取分液时用分液漏斗,四氯化碳密度比水大,溶液分层后,溴的四
氯化碳在底部,因此粗溴从分液漏斗的下口放出,水层从分液漏斗上口倒出;故答案为:分液漏斗的下口;
分液漏斗上口。
(5)①根据图中信息得到仪器A 的名称蒸馏烧瓶;故答案为:蒸馏烧瓶。
②根据图中信息得到仪器B 的名称直形冷凝管,图中冷却水是“下进上出”即应从B 的b 口进入,E 装置
主要用于发生装置时的冷凝回流,不能用仪器E 代替B;故答案为:直形冷凝管;b;否。
③蒸馏时,温度计测定蒸出溴蒸气的温度,因而水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口附近,因此温度计的水银
球不能插入粗溴中;故答案为:否;蒸馏时,温度计测定蒸出溴蒸气的温度,因而水银球应放在蒸馏烧瓶
的支管口附近。
4.(2023·全国·高三专题练习)一氯化碘
、三氯化碘
是卤素互化物,它们的性质与卤素单质相
似。
(1)
与水反应的产物可能为 (填化学式)。
(2)
在常温下与烧碱溶液反应的离子方程式为 ,该反应是否是氧化还原反应? (填“是”
或“否”)。
【答案】(1)
(2)
否
【解析】(1)
中I 为+3 价,Cl 为-1 价,
与水发生复分解反应,分别得到:
,故答案为:
;
(2)
中I 为+1 价,Cl 为-1 价,与水发生复分解反应生成
,与碱反应生成相应的盐,
与烧
碱反应的离子方程式为:
,该反应过程中没有价态变化属于非氧化还原反应,
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故答案为:
;否;
5.(2023 春·上海徐汇·高一上海市第二中学校考期中)碲在元素周期表中的信息如图所示,下列说法错误
的是
A.碲单质常温下为固态
B.碲位于元素周期表中第 5 周期ⅥA 族
C.S 与 Te 简单氢化物还原性:H2S>H2Te
D.碲位于周期表中金属与非金属交界处
【答案】C
【解析】A.氧族元素从上到下单质的熔沸点依次升高,常温下,S、Se 单质都是固体,推测Te 单质也是
固体,故A 正确;
B.根据序数52 与同周期惰性气体54 号元素Xe 对比,确定Te 在元素周期表位置是第五周期VIA 族,故B
正确;
C.同主族元素从上到下非金属性依次减弱,同周期元素从左到右非金属性依次增大,非金属性越弱,对
应氢化物的还原性越强,还原性顺序为H2Te>H2S, 故C 错误;
D.碲元素位于金属与非金属交界处,具有半导体性质,在半导体元器件工业生产中具有一定应用,故D
正确;
故答案选C。
6.(2023·浙江·统考高考真题)工业上煅烧含硫矿物产生的
可以按如下流程脱除或利用。
已知:
请回答:
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(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的
可以在炉内添加
通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式
。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的
,通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是 。
A.燃煤中的有机硫主要呈正价 B.化合物A 具有酸性
C.化合物A 是一种无机酸酯 D.工业上途径Ⅱ产生的
也可用浓
吸收
②一定压强下,化合物A 的沸点低于硫酸的原因是 。
(3)设计实验验证化合物A 中含有S 元素 ;写出实验过程中涉及的反应方程式 。
【答案】(1)
(2) BCD 硫酸分子能形成更多的分子间氢键
(3) 取化合物A 加入足量氢氧化钠,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡生成白色
沉淀,说明A 中含有S 元素
+2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
【解析】含硫矿物燃烧生成二氧化硫,二氧化硫和氧气、碳酸钙生成硫酸钙和二氧化碳,二氧化硫被氧气
氧化为三氧化硫,三氧化硫和等物质量的甲醇发生已知反应生成A:
;
(1)氧气具有氧化性,能被四价硫氧化为六价硫,二氧化硫、空气中氧气、碳酸钙高温生成硫酸钙和二
氧化碳,反应为
;
(2)①A.硫的电负性大于碳、氢等,故燃煤中的有机硫主要呈负价,A 错误;
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B.根据分析可知,化合物A 分子中与硫直接相连的基团中有-OH,故能电离出氢离子,具有酸性,B 正确;
C.化合物A 含有
基团,类似酯基-COO-结构,为硫酸和醇生成的酯,是一种无机酸酯,C 正确;
D.工业上途径Ⅱ产生的
也可用浓
吸收用于生产发烟硫酸,D 正确;
故选BCD;
②一定压强下,化合物A 分子只有1 个-OH 能形成氢键,而硫酸分子中有2 个-OH 形成氢键,故导致A 的沸
点低于硫酸;
(3)由分析可知,A 为
,A 碱性水解可以生成硫酸钠、甲醇,硫酸根离子能和氯化钡生
成不溶于酸的硫酸钡沉淀,故实验设计为:取化合物A 加入足量氢氧化钠,反应完全后加入盐酸酸化,无
明显现象,再加入氯化钡生成白色沉淀,说明A 中含有S 元素;涉及反应为:
+2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl。
7.(2023·山西晋中·统考三模)碲是制作合金添加剂、半导体、制冷元件、光电元件的主体材料,并被广
泛应用于冶金、石油、化工、航空航天与电子等领域。铜电解精炼阳极泥碲化铜渣(主要成分为Cu2Te,还
含有金、铂等金属)提取碲的工艺流程如图所示,回答下列问题:
已知:TeO2难溶于水;亚碲酸钠易溶于水;高碲酸钠的化学式:Na2TeO4。
(1)酸浸焙烧前要将碲化铜渣粉碎,目的是 。
(2)滤液i 的主要成分: (写物质名称)。
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(3)焙烧过程中涉及的化学方程式: 。
(4)碱浸的目的是 。
(5)用H2SO3“酸溶还原沉碲”,写出离子方程式: 。
(6)将碲与锌一起加热,然后升华可制得碲化锌。碲化锌是一种重要的半导体材料,图甲为它的一种立方晶
胞结构,图乙为该晶胞沿z 轴投影图。已知a 点的坐标为(0,0,0),b 点的坐标为(1,1,1),则c 点的坐
标为 ,设ZnTe 的摩尔质量为M,阿佛伽德罗常数的值为NA,密度为dg/cm3,则Zn 与Te
最近距离为 nm。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率
(2)硫酸铜
(3)Cu2Te+2H2SO4 +2O2
2CuSO4+TeO2+2H2O
(4)将TeO2转化为Na2TeO3浸出,同时富集Au、Pt 等,便于后续回收
(5)
(6) (
,
,
)
【解析】碲化铜渣(主要成分为Cu2Te,还含有金、铂等金属)加入硫酸并通入氧气焙烧,反应生成硫酸铜以
及TeO2,水浸后过滤,所得滤液i 主要溶质为硫酸铜,滤渣的主要成分为TeO2,还含有Au 和Pt,加入氢氧
化钠碱浸,目的是将TeO2转化为Na2TeO3浸出,同时富集Au、Pt 等,过滤后所得浸出液为含Na2TeO3的溶
液,加入过氧化氢将Na2TeO3氧化为Na2TeO4,再加H2SO3酸溶还原沉碲,将Na2TeO4还原为Te,据此分析解
答。
(1)将碲化铜渣粉碎,目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高浸出率。
(2)根据分析,碲化铜渣中加入硫酸并通入氧气焙烧,反应生成硫酸铜以及TeO2,水浸后过滤,所得滤
液i 主要成分为硫酸铜。
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(3)焙烧过程中,Cu2Te、硫酸和氧气反应生成硫酸铜、TeO2和水,反应的化学方程式为Cu2Te+2H2SO4
+2O2
2CuSO4+TeO2+2H2O。
(4)根据分析,水浸后过滤,所得滤渣的主要成分为TeO2,还含有Au 和Pt,加入氢氧化钠碱浸,目的是
将TeO2转化为Na2TeO3浸出,同时富集Au、Pt 等,便于后续回收。
(5)用H2SO3“酸溶还原沉碲”,将Na2TeO4还原为Te,反应的离子方程式为
。
(6)由晶胞图和z 轴投影图可知,c 点位于体对角线的
处,a 点的坐标为(0,0,0),b 点的坐标为(1,1,1),
则c 点的坐标为(
,
,
);设晶胞参数为acm,该立方晶胞中,位于晶胞内部Zn 原子个数为4,则
,
cm,由晶胞图可知,Zn 与Te 最近距离为体对角线的
,即为
。
8.(2023·湖北黄冈·黄冈中学校考二模)我国科学家潘锦功发明了碲化镉薄膜太阳能电池,又称“发电玻
璃”,被誉为“挂在墙上的油田”,使得碲元素重新走进人们的视野。以锡碲渣(主要含Na2SnO3和
Na2TeO3)为原料,回收锡酸钠并制备碲单质的流程图如下。
已知:锡酸钠(Na2SnO3)和亚碲酸钠(Na2TeO3)均易溶于碱。
(1)“碱浸”过程中,锡碲浸出率与溶液中碱的质量浓度关系如图所示,最理想的碱的质量浓度为100 g/L,
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其理由是 。
(2)“氧化”时,反应的离子方程式为 ;“氧化”的温度控制在60℃~70℃之间,其原因是
。
(3)从“溶析结晶”回到“碱浸”的物质除烧碱外,还有 (写化学式)。
(4)“还原”反应的化学方程式为 。
(5)将亚碲酸钠溶液在电解槽中以铂作电极进行电解即可得到碲单质。电解过程中阴极上的电极反应为
。
(6)碲产品中碲质量分数的测定,步骤如下:
①取4.0 g 碲产品,加入酸使其转化为亚碲酸(H2TeO3),将其配制成100 mL 溶液,取25.00 mL 于锥形瓶中。
②往锥形瓶中加入25.00 mL 0.1 mol·L
酸性K2Cr2O7溶液,充分反应使亚碲酸转化为碲酸(H6TeO6)。
③用0.1 mol·L
硫酸亚铁铵标准溶液滴定剩余的酸性K2Cr2O7溶液,滴入几滴试亚铁灵指示剂至终点显红色,
进行三次平行实验,平均消耗18.00 mL 硫酸亚铁铵标准溶液。试计算该碲产品中碲的质量分数为
。(保留小数点后面二位数字)
【答案】(1)当碱的浓度小于100 g/L 时,随浓度增大,锡和碲的浸出率增大;当碱的浓度大于100 g/L 时,
锡的浸出率几乎不变,碲的浸出率提高不大
(2)
温度低于60℃反应慢,温度高于70℃,H2O2 受热
分解
(3)Na2TeO4、Na2SnO3
(4)
(5)
(6)84.48%
【解析】根据工艺流程分析可知:锡碲渣加入烧碱溶波进行碱浸,将Na2SnO3和Na2TeO3溶解,再加入H2O2
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氧化,发生反应Na2SnO3+H2O2=Na2TeO4↓+ H2O,过滤后得到碲酸钠渣;加入浓盐酸将碲酸钠渣溶解,最后
通入SO2还原得到单质碲;氧化后过滤所得的滤液加入烧碱溶析结晶得到锡酸钠的晶体,A 中含有少量的
烧碱、Na2TeO4、Na2SnO3,可返回碱浸中继续进行,最后将锡酸钠晶体干燥粉碎得到锡酸钠产品。
(1)根据锡碲浸出率与溶液中碱的质量浓度关系图分析可知:当碱的质量浓度超过100g/L 后,锡浸出率
几乎不变,碲浸出率也提高不大,因此最理想的碱的质量浓度为100g/L;
(2)由上述分析可知,碱浸后加入H2O2氧化,H2O2将Na2SnO3氧化为Na2SnO4,H2O2被还原为H2O,根据物
质的溶解性及电解质的强弱,发生反应的离子方程式为:
;
在其它条件不变时,升高温度反应速率加快。若温度过低,反应进行较慢,但温度较高时,过氧化氢会受
热分解,因此在“氧化”将温度控制在60
~ 70
℃
℃之间;
(3)氧化后过滤所得的滤液加入烧碱溶析结晶得到锡酸钠的晶体,溶液A 中含有少量的烧碱,还含有的
物质是Na2TeO4、Na2SnO3;
(4)过滤后得到碲酸钠渣,加入浓盐酸将碲酸钠渣溶解后通入SO2还原Na2TeO4得到单质碲和硫酸钠,根
据电子守恒、原子守恒,可得发生的反应的化学方程式为:
;
(5)将Na2TeO3溶液在电解槽中以铂作电极进行电解,
在阴极得到电子被还原可得到碲单质,故电
解过程中阴极上的电极反应为
;
(6)根据反应关系式
+3H2TeO3+8H++2H2O=2Cr3++3H6TeO6和
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 可得关
系式为:3Te~3H2TeO3~K2Cr2O7,6Fe2+~
;在25.00 mL 溶液中与H2TeO3反应的K2Cr2O7的物质的量为
n(K2Cr2O7)=0.025 L×0.1 mol/L-
×0.1 mol/L×0.018 L=0.0022 mol,故n(Te)=3 n(K2Cr2O7)=0.0066 mol,故4.0g 碲
配制的100 mL 溶液中含有Te 的总物质的量是n(Te)总=0.0066 mol×
=0.0264 mol,其质量为
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m(Te)=0.0264 mol×128 g/mol=3.3792 g,故该碲产品中碲的质量分数为
×100%=84.48%。
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