(1)选择性还原熔炼法比氧化焙烧法的优点有_________。
(2)还原熔炼时,FeS2发生的反应为3FeS2+6Na2CO3+11C+8O2===3Fe+6Na2S+17CO2,写出NiS发生反应的化学方程式:______。
(3)水浸液中主要含有Na2S、Na2MoO4、Na2CO3、Na2SiO3等,向其中通入适量CO2和空气,然后过滤,所得滤渣的主要成分为____。
(4)已知钼酸钠溶液中c(MoO42-)=0.40mol/L,c(CO32-)=0.10 mol/L。由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时,需加入Ba(OH)2固体以除去CO32-。当BaMoO4开始沉淀时,CO32-的去除率是______。[已知Ksp( BaCO3)=1×10-9,Ksp(BaMoO4)=4×10-8]
(5)用阴离子交换树脂吸附、提取溶液中的钼,该树脂经解吸、除杂后,用盐酸或硝酸将其酸化至pH=1.5~2.5,可得到钼酸铵产品。试剂a可以是__________。
(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图所示:
高温
①要使碳素钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为________。
②当硫酸的浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为零,原因是_________。
【答案】不生成SO2污染空气、直接将Mo与Ni和Fe分离、得到的镍铁合金中Ni的含量高 2NiS+2Na2CO3+C【解析】 【分析】
(1)根据流程图中采用的选择性还原熔炼法产生的物质的成分分析判断; (2)模拟FeS2的反应原理书写NiS反应方程式; (3)根据O2的氧化性和碳酸的酸性比硅酸的酸性强分析;
(4)根据BaMoO4的溶度积常数和溶液中c(MoO42-)计算出溶液中c(Ba2+),再根据BaCO3和c(Ba2+)计算出溶液中c(CO32-),反应掉的c(CO32-)就是总的浓度减去溶液中c(CO32-),再根据去除率为反应掉的c(CO32-)的浓度占总浓度的百分比计算其数值;
(5)由钼酸钠溶液制备钼酸铵产品,用阴离子交换树脂进行交换出来的成分经NH3?H2O解吸、除杂后,在用盐酸酸化,至pH=1.5~2.5,可得到钼酸铵产品;
(6)①碳素钢在缓蚀剂中腐蚀速率最小,缓蚀效果最好,钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为1:1; ②碳素钢中Fe在浓硫酸中发生钝化,形成致密的保护膜。 【详解】
(1)根据流程图中采用的选择性还原熔炼法中S转化为Na2S进入熔渣,这样就不会产生SO2污染空气、直接将Mo与Ni和Fe分离、得到的镍铁合金中Ni的含量高;
(2)根据还原炼时,FeS2发生的反应3FeS2+6Na2CO3+11C+8O2===3Fe+6Na2S+17CO2,可类推NiS在还原炼时产生Ni单质、Na2S和CO2,反应的方程式为:2NiS+2Na2CO3+C
2Ni+2Na2S+3CO2↑;
高温2Ni+2Na2S+3CO2↑ H2SiO3、S 90% NH3?H2O 1:1 浓硫酸使铁钝化
(3)空气中含有的O2有氧化性,会将Na2S氧化为单质S;由于碳酸的酸性比硅酸的酸性强,Na2SiO3与CO2及水发生反应产生H2SiO3,难溶于水,而Na2MoO4、Na2CO3能溶于水,因此得到的滤渣成分为H2SiO3、S;
---(4)钼酸钠溶液中c(MoO42)=0.40mol/L,Ksp(BaMoO4)=4×108,因此当溶液中MoO42开始形成沉淀时,
Ksp?BaMoO4?4?10?8c(Ba)===1.0×10-7mol/L,此时由于Ksp(BaCO3)=1×10-9,溶液中2-cMoO40.402+
??c(CO32-)=
Ksp?BaCO3?cBa2+??1.0?10?92-2-??7=0.010 mol/L,反应开始时c(CO3)=0.10mol/L,所以c(CO3)的去1.0?10除率=(0.09mol/L÷0.10mol/L)×100%=90%;
(5)用钼酸钠溶液制备钼酸铵,要用氨水解吸、除杂后,用盐酸或硝酸将其酸化至pH=1.5~2.5,可得到钼酸铵产品。试剂a可以是NH3?H2O;
(6)①碳素钢在缓蚀剂中腐蚀速率最小,缓蚀效果最好,由图可知当钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比为1:1,腐蚀速率最小,效果最优;
②当浓硫酸中硫酸浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为0,原因是在室温下浓硫酸具有强的氧化性,能使碳素钢中Fe在浓硫酸中发生钝化,形成致密的保护膜,起到防止腐蚀的作用。 【点睛】
本题以镍钼矿为原料来进行钾、镍等战略有色金属的提取为线索,考查了制备方案优劣的评价、化学反应方程式的书写、沉淀溶解平衡的应用、实验操作及评价等知识。较为全面的考查了学生对化学反应基本原理、物质的化学性质的掌握情况,是一个将知识于能力融合在一起考查的好题。 三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.由化合物A 合成黄樟油(E)和香料F的路线如下(部分反应条件已略去):
请回答下列问题:
(1)下列有关说法正确的是______(填选项字母)。 a.化合物A核磁共振氢谱为两组峰 b.CH2Br2只有一种结构
c.化合物E能发生加聚反应得到线型高分子
d.化合物B能发生银镜反应,也能与NaOH溶液反应 (2)由B转化为D所需的试剂为______。
(3)D含有的官能团名称为________,C的同分异构体中具有顺反异构的名称是________(不必注明“顺”“反”)。
(4)写出A→B的化学反应方程式:__________。
(5)满足下列条件的E的同分异构体W有________种(不含立体异构),其中核磁共振氢谱为五组峰且峰面积之比是1:2:2:2:3的结构简式为_______。 ① lmolW与足量NaOH溶液反应,能消耗2molNaOH ② 能发生银镜反应
③ 苯环上只有两个取代基,能发生聚合反应 (6)参照上述合成路线,写出以
、丙酮为主要原料(无机试剂任选),设计制备
的合成路线________。
【答案】bc 液溴、Fe(或液溴、FeBr3) 醚键、溴原子 1-溴丙烯
9
【解析】
根据A的分子式和性质,判断为酚,再根据D的结构,可以判断A为邻二苯酚((l)a.A为邻二苯酚(
),B为
。
),核磁共振氢谱为三组峰,故a错误;b. 甲烷是正四面体结构,因此CH2Br2
只有一种结构,故b正确;c.化合物E为,含有碳碳双键,能发生加聚反应得到线型高
分子,故c正确;d.B为,不存在醛基,不能发生银镜反应,故d错误;故选bc;
(2)由B转化为D是在苯环上引入溴原子,需要试剂为液溴、Fe,故答案为液溴、Fe;
(3)根据D的结构可知,其含有的含氧官能团为醚键和溴原子,C的同分异构体中具有顺反异构的是1-溴丙烯,故答案为醚键、溴原子;1-溴丙烯; (4)A为邻二苯酚(
),B为
,A→B的化学方程式为:
,故答案为;
(5)E为E的同分异构体W满足:,① lmolW与足量NaOH溶液反应,能消耗2molNaOH ;
② 能发生银镜反应;③ 苯环上只有两个取代苯,能发生聚合反应,说明苯环上含有2个侧链,其中含有碳碳双键、醛基或属于甲酸某酯,结合E的结构,W属于甲酸苯酚酯,即HCOO-,另一个侧链为
-CH2CH=CH2或-CH=CH2CH3或-C(CH3)=CH2,每种侧链对应与邻位、间位、对位3种结构,共9种,其中核磁共振氢谱为五组峰且峰面积之比是1:2:2:2:3的结构简式为
;
,故答案为9;
(6)以、为主要原料制备,可以将丙酮,与发生题中
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