- 化学与资源开发利用
- 共19748题
海水资源丰富,海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO2-4、Br-、CO2-3、HCO-3等离子.合理利用海水资源和保护环境是我国可持续发展的重要保证.
Ⅰ.火力发电燃烧煤排放的SO2会造成一系列环境和生态问题.利用海水脱硫是一种有效的方法,其工艺流程如下图所示:
(1)天然海水的pH≈8,呈弱碱性.用离子方程式解释原因______.
(2)天然海水吸收了含硫烟气后,要用O2进行氧化处理,其反应的化学方程式是______;氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放,该操作的主要目的是______.
Ⅱ.重金属离子对河流及海洋造成严重污染.某化工厂废水(pH=2.0,ρ≈1g•mL-1)中含有Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度各约为0.1mol•L-1.排放前拟用沉淀法除去这两种离子,查找有关数据如下:
(3)你认为往废水中投入______(填字母序号),沉淀效果最好.
A.NaOH B.Na2S C.KID.Ca(OH)2
(4)如果用生石灰处理上述废水,使溶液的pH=8.0,处理后的废水中c(Pb2+)=______.
(5)如果用食盐处理其只含Ag+的废水,测得处理后的废水中NaCl的质量分数为0.117%.若环境要求排放标准为c(Ag+)低于1.0×10-8mol•L-1,问该工厂处理后的废水中c(Ag+)=______,是否符合排放标准______(填“是”或“否”).
已知KSP(AgCl)=1.8×1-10mol•L2.
正确答案
Ⅰ.(1)海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-、CO32-、HCO-3等离子,在这些离子中能发生水解的是CO32-、HCO-3离子,CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-它们水解呈碱性,所以天然海水的pH≈8,呈弱碱性,
故答案为:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-或HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-;
(2)天然海水吸收了含硫烟气后,要用O2进行氧化处理,氧气将H2SO3氧化为硫酸,该反应为2H2SO3+O2=2H2SO4,氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放,是因中和稀释经氧气氧化后海水中生成的酸(H+),
故答案为:2H2SO3+O2═2H2SO4;中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸;
Ⅱ.(3)由表格中的数据可知,溶度积越小的越易转化为沉淀,显然只有硫化物的溶度积小,则应选择硫化钠,
故答案为:B;
(4)由Pb(OH)2的溶度积为1.2×10-15,pH=8.0,c(OH-)=10-6mol•L-1,则c(Pb2+)==1.2×10-3mol•L-1,
故答案为:1.2×10-3mol•L-1;
(5)废水中NaCl的质量分数为0.117%(ρ≈1g•mL-1),c(Cl-)=c(NaCl)==0.02mol/L,
Ksp(AgCl)=c(Ag+)•c(Cl-)=1.8×10-10mol2•L-2,则c(Ag+)==9×10-9mol•L-1,环境要求排放标准为c(Ag+)低于1.0×10-8mol•L-1,显然9×10-9mol•L-1<1.0×l0-8mol•L-1,则符合排放标准,
故答案为:9×10-9mol•L-1;是;
海水是一种丰富的资源,工业上从海水中可提取NaCl、Na2CO3、Mg等多种物质,这些物质广泛应用于生产、生活等领域.如图所示是某工厂对海水资源进行综合利用的流程.
请回答下列问题:
(1)流程图中操作a的名称为______.
(2)工业上从海水中提取的NaCl,可用来制取纯碱,其简要过程如下:向饱和食盐水中先通入气体A,后通入气体B,充分反应过滤得到晶体C和滤液D,将晶体C灼烧即可制得纯碱.
①气体A应是______(填化学式),此过程的化学方程式为______.
②滤液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物质,工业上常向滤液D中通入NH3,并加入细小食盐颗粒,使溶液冷却,析出不含有NaHCO3副产品的NH4Cl晶体,通入NH3的作用是______.
(3)操作b应在______气流中进行,若在空气中加热,则会水解生成Mg(OH)Cl,写出有关反应的化学方程式:______.
(4)某氯碱厂每天消耗234吨NaCl,可生产质量分数为32%的烧碱溶液______吨.
正确答案
(1)由流程图可知是从海水中分离出粗盐,即从溶液中分离出溶质,故用蒸发结晶的方法,故答案为:蒸发结晶;
(2)①向饱和的氯化钠溶液中依次通入氨气、二氧化碳,析出碳酸氢钠晶体,加热碳酸氢钠晶体可制得纯碱,上述反应的化学方程式分别为NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓,故答案为:NH3;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
②根据氨气溶于水后生成氨水,氨水电离成铵根和氢氧根离子,增大铵根的浓度有利于氯化铵的析出来分析,溶液碱性增强,使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠,可以提高氯化铵的纯度,
故答案为:增大NH4+的浓度有利于氯化铵的析出来,溶液碱性增强,使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠,可以提高氯化铵的纯度;
(3)如果直接在空气中加热MgCl2•6H2O则Mg2+会水解的生成Mg(OH)Cl和HCl,通入HCl可以抑制其水解;其反应方程式为:MgCl2•6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O
故答案为:HCl;MgCl2•6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O;
(4)由NaCl溶液制备NaOH溶液,其方程式为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,根据Na元素守恒
NaCl~NaOH
58.5 40
234t m×32%
解得:m=500t,故答案为:500.
[选修1化学与生活模块]
南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为,280(厲于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子.回答下列问题:
(1)该泉水属于______硬水(填写“暂时”或“永久”)
(2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂加入时的先后次序是______,原因是______
(3)目前常用阴、阳离子交换树脂来进行硬水的软化.如水中的Ca2+、Mg2可与交换树脂中的交换.当阴离子交换树脂失效后可放入______溶液中再生.
(4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水.右边是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极.请分析下列问题:
①阳离子交换膜是指______ (填A或B);
②写出通电后阳极区的电极反应式:______.
正确答案
(1)因水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的,这种硬度叫做永久硬度,故答案为:永久;
(2)因除杂时不能引入新的杂质,过量的钙离子通过纯碱来除去,故答案为:先加石灰,后加纯碱;过量的钙离子通过纯碱来形成沉淀除去;
(3)因阴离子交换树脂可以实现阴离子之间的交换,阴离子交换树脂交换出OH-,可用碱溶液使阴离子交换树脂再生,故答案为:碱;
(4)①阴离子交换膜只允许阴离子自由通过,阳离子交换膜只允许阳离子自由通过,隔膜B和阴极相连,阴极是阳离子放电,所以隔膜B是阳离子交换膜,故答案为:B;
②根据阳极是氯离子放电:2Cl--2e-=Cl2↑,故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑.
海水中含有丰富的化学元素,下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程简图:
请回答:
(1)在粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用的试剂为:
A.盐酸 B.氯化钡溶液 C.氢氧化钠溶液 D.碳酸钠溶液.
则加入试剂的顺序是(填编号)______.
(2)目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水,下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是______.
A.精制饱和食盐水进入阳极室 B.纯水(加少量NaOH)进入阴极室
C.阴极产物为氢氧化钠和氢气 D.电解槽的阳极用金属铁网制成
(3)写出电解饱和NaCl溶液的离子反应方程式:______.
(4)此工业煅烧贝壳得到氧化钙.石灰石和贝壳的主要成份相同,事实上,石灰石在许多化学工业生产都发挥了极大的作用,请写出一条化工生产中碳酸钙参与的化学反应方程式(此工业涉及的方程式除外)______.
(5)利用MgCl2•6H2O可制得无水氯化镁,应采取的措施是______.
(6)用热空气吹出的溴蒸气可以用亚硫酸钠溶液吸收,写出反应的化学方程式:______.
正确答案
(1)SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液,盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以应先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液,最后加入盐酸,所以正确顺序为BDCA 或 CBDA 或BCDA等
故答案为:BDCA 或 CBDA 或BCDA等;
(2)A、阳极是氯离子失电子发生氧化反应,精制饱和食盐水进入阳极室,故A正确;
B、阴极是氢离子得到电子生成氢气,纯水(加少量NaOH)进入阴极室,故B正确;
C、阴极是氢离子得到电子生成氢气发生还原反应,阴极附近水电离平衡破坏,氢氧根离子浓度增大结合钠离子生成氢氧化钠,故C正确;
D、.电解槽的阳极是石墨电极,溶液中的氯离子失电子生成氯气,若用用金属铁网制成,则铁是电子发生氧化反应,生成的亚铁离子和氢氧根离子形成沉淀,得不到氯气和烧碱,故D错误;
故选D.
(3)电解过程中阳极上氯离子失电子发生氧化反应,2Cl--2e-=Cl2↑;阴极上是氢离子得到电子生成氢气,电极反应为:2H++2e-=H2↑;电解池中反应的离子方程式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,故答案为:2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-;
(4)石灰石可以用作制玻璃的原料,发生的反应为:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑,故答案为:2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-;
(5)氯化镁在水中乙发生水解,为抑制水解,氯化镁晶体应在氯化氢气流中脱水,故答案为:在HCl气流中加热脱水(防止MgCl2水解);
(6)溴单质具有氧化性,亚硫酸钠具有还原性发生氧化还原反应生成硫酸钠和氢溴酸;反应的化学方程式为:H2O+Na2SO3+Br2═Na2SO4+2HBr,故答案为:H2O+Na2SO3+Br2═Na2SO4+2HBr.
海水蕴含着丰富的资源.在化学实验室里模拟从海水中提取重要的工业原料氯化钠时,设计了以下操作流程:
请回答以下问题:
(1)在所提供的试剂中选择:试剂C是______ ①Na2CO3 ②BaCl2 ③稀盐酸
(2)操作b中用到的主要仪器为酒精灯、______、三脚架和玻璃棒.
(3)利用所得的氯化钠制氯气和氢气,并检验氯气的氧化性和测定产生氢气的体积.试按如图所给仪器,设计一套能完成以上实验目的装置,仪器接口的正确连接顺序是:
A接______,______接______;B接______,______接______.
(4)写出通入C后,烧杯中所发生的离子反应方程式______
(5)电解氯化钠溶液时的离子方程式为______
若装入的饱和食盐水为75mL,接通电源一段时间,停止通电后,测得氢气为8.4mL(标准状况).将U形管内的溶液混合均匀,其
pH约为______.(假设电解前后溶液体积变化可忽略不计,产生的气体全部逸出)
(6)若想准确读取所得氢气的体积,应采取的操作有______.
正确答案
(1)镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,在进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以添加试剂的顺序为:石灰乳、氯化钡、碳酸钠、盐酸或氯化钡、石灰乳、碳酸钠、盐酸,所以试剂C是Na2CO3,故答案为:①;
(2)氯化钠溶液通过蒸发结晶得到氯化钠,蒸发需要的仪器为酒精灯、蒸发皿、三脚架和玻璃棒,故答案为:蒸发皿;
(3)产生的氢气的体积用排水量气法,导管是短进长出,所以A接G,用装有淀粉碘化钾溶液的洗气瓶检验氯气时,导管要长进短出,所以B接D,氯气要进行尾气处理,即E接C,故答案为:G、F、H、D、E、C;
(4)氯气能与氢氧化钠反应Cl2+NaOH=NaCl+NaClO+H2O,离子方程式为:Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O,
故答案为:Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O;
(5)通过以上分析知,反应物是氯化钠和水,产物是氯气、氢气、氢氧化钠,方程式为:2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,离子方程式为:2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-,故答案为:2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-;
因电解饱和食盐水的方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,当产生的H2的体积为8.4mL即0.000375mol时,生成氢氧化钠的物质的量为0.00075mol,所以溶液中NaOH的物质的量浓度=
═0.01mol/L,所以氢离子的浓度为
=1×10-12mol/L,PH=12,故答案为:12;
(6)排水法测量气体体积的方法:量筒中液面和广口瓶液面相平;读数时视线与量筒凹液面相平;待整套装置恢复至室温时再行读取数据,
故答案为:量筒中液面和广口瓶液面相平;读数时视线与量筒凹液面相平;待整套装置恢复至室温时再行读取数据.
“化学与技术”模块
海洋是一座巨大的宝藏,若把海水淡化和化工生产结合起来,既可解决淡水资源缺乏的问题,又可充分利用海洋资源.而以海水为主要原料的海洋化学工业,又被称为“蓝色化工”.
(1)常用的海水淡化方法有______法、______法(电渗析、反渗透)、冷冻法、离子交换法等.
(2)如图是电渗析法淡化海水的原理图.其中,电极A接直流电源的正极,电极B接直流电源的负极.
①隔膜A是______(填:阴离子交换膜或阳离子交换膜)
②从宁波港采集的海水样品,经分析含有大量的Na+、Cl-,以及少量的K+、SO42-.
若用上述装置对采自宁波港的海水进行淡化,当淡化工作完成后,A、B、C三室中所得溶液(或液体)的pH分别为pHa、pHb、
pHc,则其大小顺序为______.
③请写出用电渗析法对采自宁波港的海水进行淡化处理时所发生的化学反应方程式______.
(3)具有暂时硬度的硬水在长时间加热煮沸后,生成沉淀的主要成分是______.
(4)为获得纯净水(去离子水),某同学在实验室将含Mg2+、Ca2+、Cl-的硬水先后通过阴离子交换树脂[如RN(CH3)3OH]和阳离子交换树脂[如RSO3H],写出Cl-与上述离子交换反应的方程式______;结果实验未获得成功,其可能原因是______.
正确答案
(1)海水淡化常见的方法有:蒸馏法、膜法、冷冻法、离子交换法等,故答案为:蒸馏;膜;
(2)①阴离子交换膜只允许阴离子自由通过,阳离子交换膜只允许阳离子自由通过,隔膜A和阳极相连,阳极是阴离子放电,所以隔膜A是阴离子交换膜,故答案为:阴离子交换膜;
②电解池的阴极是氢离子放电,阳极是氢氧根离子放电,隔膜A是阴离子交换膜,隔膜C是阳离子交换膜,则导致A室显酸性,B室显中性,C室显碱性,所以pH大小顺序为:pHa<pHb<pHc,故答案为:pHa<pHb<pHc;
③电解氯化钠的反应原理为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,故答案为:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)水垢的主要成分是氢氧化镁和碳酸钙,也是具有暂时硬度的硬水在长时间加热煮沸后生成沉淀的主要成分,故答案为:CaCO3、Mg(OH)2;
(4)阴离子交换树脂可以实现阴离子之间的交换,所以Cl-与阴离子交换树脂反应的方程式为:RN(CH3)3OH+Cl-═RN(CH3)3Cl+OH-,碱性环境下,镁离子易形成沉淀物,会堵塞了离子交换柱,所以离子交换树脂有时不起作用,故答案为:阴离子交换树脂交换出的OH-和Mg2+、Ca2+等反应生成沉淀堵塞了离子交换柱.
(1)A为用惰性电极电解饱和食盐水(含少量Ca2+、Mg2+)的装置.
①电解一段时间后,B中出现浑浊现象,请用离子方程式表示原因______.
此时电极a附近的现象为______,因此工业上电解所用的食盐水需精制.
②随反应的进行,C中溶液红色褪去,主要原因有两种可能.请按要求填写表格.
(2)电解饱和食盐水所得气体X,可应用于提取溴单质.现有流程图如下:
请回答:
①气体X的化学式为______,反应II的化学方程式为______.
②在母液苦卤中含有较多的NaCl、KCl、MgCl2、MgSO4等物质.用沉淀法测定苦卤中镁元素的含量(g/L),实验过程中应测定的数据有______.
③电解200kg 质量分数为25%的饱和食盐水,当浓度下降到20%时,收集到氯气的物质的量为______(溶于溶液中的氯气忽略不计,计算结果保留一位小数).
正确答案
(1)惰性电极电解饱和食盐水,发生2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,
①氯气在b电极生成后在B中与硫化钠发生氧化还原反应,该离子反应为Cl2+S2-=2Cl-+S↓,氢气在a电极产生,生成的NaOH与镁离子反应,观察到有无色气泡产生,溶液出现浑浊,
故答案为:Cl2+S2-=2Cl-+S↓;有无色气泡产生,溶液出现浑浊;
②C中溶液红色褪去,主要原因有两种可能,若为HClO的强氧化性褪色,则漂白性后再滴加酚酞不会恢复,或褪色的溶液中滴加NaOH溶液,颜色不会恢复,故答案为:
或
;
(2)①由流程可知,X为Cl2,具有氧化性,能将溴离子氧化为溴单质,该离子反应为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,故答案为:Cl2;SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4;
②用沉淀法测定苦卤中镁元素的含量(g/L),应知道溶液的体积及Mg元素的质量,则需测定苦卤样品的体积、Mg(OH)2沉淀的质量,故答案为:苦卤样品的体积、Mg(OH)2沉淀的质量;
③电解200kg 质量分数为25%的饱和食盐水,当浓度下降到20%时,参加反应的NaCl为xmol,由2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,则
×100%=20%,解得x=195.4mol,所有氯气的物质的量为
=97.7mol,故答案为:97.7mol.
(一)括号中的物质是杂质,写出除去这些杂质的试剂:
(1)MgO (Al2O3)______(2)Cl2(HCl)______
(3)FeCl3(FeCl2)______(4)NaHCO3溶液(Na2CO3)______
(二)海水中含有大量的氯化镁,从海水中提取镁的生产流程如图1所示:
回答下列问题:
写出在海水中加入氧化钙生成氢氧化镁的化学方程式______;
操作①主要是指______;试剂①可选用______;操作②是指______;经操作③最终可得金属镁.
(三)实验室配制480ml 0.1mol•L-1的Na2CO3溶液,回答下列问题:
(1)应用托盘天平称取十水碳酸钠晶体______g.
(2)如图2所示的仪器配制溶液肯定不需要的是______(填序号),本实验所需玻璃仪器E规格为______mL.
(3)容量瓶上标有:①温度、②浓度、③容量、④压强、⑤刻度线、⑥酸式或碱式这六项中的______.(填数字符号)
(4)配制所需的主要仪器是:a容量瓶、b烧杯、c胶头滴管、d托盘天平,它们在操作过程中使用的前后顺序是______.(填写字母,每种仪器只能选择一次)
(5)玻璃棒是化学实验中常用的一种玻璃工具,则在配制溶液的过程中玻璃棒共起到了______种用途.(填写数字)
(6)若实验时遇到下列情况,将使溶液的浓度偏低的是______.
A.配制前设有将容量瓶中的水除尽; B.碳酸钠失去了部分结晶水;
C.碳酸钠晶体不纯,其中混有氯化钠; D.称量碳酸钠晶体时所用砝码生锈; E.定容时仰视刻度线.
正确答案
(一)(1)MgO (Al2O3)二者都难溶于水,根据分类和性质MgO是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性,溶于酸而不溶于碱;Al2O3是两性氧化物,具有两性氧化物的通性,溶于强酸强碱.所以可把混合物加入强碱溶液中,Al2O3能和氢氧化钠溶液反应,Al2O3+2OH-=2AIO2-+H2O,然后过滤,可得较纯的MgO,故答案为:NaOH溶液;
(2)Cl2(HCl)氯化氢极易溶于水,氯气能溶于水,且与水反应,Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,食盐水溶液中的氯离子抑制氯气的溶解,降低氯气的溶解度,所以可用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体,故答案为:饱和NaCl溶液;
(3)FeCl3(FeCl2) 除去FeCl3溶液中的少量FeCl2,选择氯气或氯水等,发生的离子反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:氯气或氯水;
(4)NaHCO3溶液(Na2CO3) 除去NaHCO3溶液中含有的Na2CO3溶质可在溶液中通入过量二氧化碳气体,Na2CO3溶液可与二氧化碳反应生成NaHCO3,反应的离子方程式为CO32-+H2O+CO2=2HCO3-,故答案为:CO2;
(二)在海水中加入氧化钙,氧化钙和水反应会生成氢氧化钙,CaO+H2O=Ca(OH)2①,氢氧化钙和氯化镁反应会生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2②,总的方程式①+②得:CaO+MgCl2+H2O=Mg(OH)2+CaCl2,氧化钙和水会生成氢氧化钙,氢氧化钙和氯化镁会生成氢氧化镁沉淀,所以操作1的名称是过滤,氢氧化镁沉淀和盐酸反应生成氯化镁和水,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,所以试剂①可选用盐酸,由氯化镁溶解度受温度的影响决定通过什么方法使溶质从它的饱和溶液中结晶析出,氯化镁溶解度受温度的影响变化不大,所以操作②的名称是蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,电解氯化镁生成金属镁和氯气,该反应的化学方程式:MgCl2Mg+Cl2↑,
故答案为:CaO+MgCl2+H2O=Mg(OH)2+CaCl2;过滤;HCl;蒸发浓缩,冷却结晶,过滤;
(三)(1)没有480mL的容量瓶,应选择大于480mL且规格相近的容量瓶,故选择500mL容量瓶;
配制500mL0.1mol•L-1的Na2CO3溶液需要碳酸钠的质量为:0.1mol•L-1×0.5L=0.05mol,Na2CO3•10H2O的物质的量等于Na2CO3的物质的量,所以Na2CO3•10H2O的质量0.05mol×286g/mol=14.3g;
故答案为:14.3;
(2)配制顺序是:计算→称量→溶解、冷却→移液→洗涤→定容→摇匀→装瓶贴签,一般用天平称量(用到药匙)称量,在烧杯中溶解,冷却后转移到500mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,转移完毕,用少量蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒2~3次并将洗涤液全部转移到容量瓶中,再加适量蒸馏水,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,使溶液的凹液面的最低点与刻线相平,塞好瓶塞,反复上下颠倒摇匀.所以需要的仪器为:托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管,不需要圆底烧瓶,分液漏斗,
故答案为:AC;500ml;
(3)根据容量瓶上标有温度、容量、刻度线,故选:①③⑤;
(4)操作步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解(可用量筒量取水加入烧杯),并用玻璃棒搅拌,加速溶解,冷却后转移到500mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤烧杯、玻璃棒2-3次,并将洗涤液移入容量瓶中,加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,最后定容颠倒摇匀,故在操作过程中使用的前后顺序是:d b a c;
故答案为:d b a c;
(5)溶解是玻璃棒用于搅拌加速溶解,移液时引流作用,故答案为:2;
(6)A.溶液配制需加水定容,配制前没有将容量瓶中的水除尽,容量瓶未经干燥就使用不影响溶质的物质的量,也不影响溶液的体积,所以对配制的溶液浓度无影响,故A错误;
B.碳酸钠失去了部分结晶水,导致称量溶质的质量增大,所以溶质的物质的量偏大,配制溶液的浓度偏高,故B错误;
C.碳酸钠晶体不纯,其中混有氯化钠,导致碳酸钠的物质的量偏小,配制溶液的浓度偏低,故C正确;
D.称量碳酸钠晶体时所用砝码生锈,导致称量溶质的质量增大,所以溶质的物质的量偏大,配制溶液的浓度偏高,故D错误;
E.若定容时仰视刻度线,导致溶液的体积偏大,所以配制溶液的浓度偏低,故E正确;
故选CE.
南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为28°(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题:
⑴该泉水属于______硬水(填写“暂时”或“永久”)。
⑵若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂填加时先加___________后加____________,原因是___________________。
⑶目前常用阴、阳离子交换树脂来进行水的软化,如水中的Ca2+、Mg2+与交换树脂的________起离子交换作用。当阴离子交换树脂失效后可放入__________溶液中再生。
⑷岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:
①阳离子交换膜是指 (填A或B)。
②写出通电后阳极区的电极反应式: ;
阴极区的现象是: 。
正确答案
⑴永久
⑵纯碱;石灰;过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来
⑶H+ ;强碱
⑷ ① B
② Cl-+2e- = Cl2↑ 电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀。
海水是宝贵的自然资源,从海水中可以提取多种化工原料,某工厂对海水综合利用的示意图如下所示:
(1)在粗盐中含有SO42-、Ca2+、Mg2+等杂质,电解精制时所用的试剂有①盐酸;②氯化钡溶液;③氢氧化钠溶液;④碳酸钠溶液,则加入试剂的先后顺序是______(填编号).
(2)工业上电解饱和食盐水的离子方程式为______.
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的是______.
步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,写出有关反应的离子方程式:______.
(4)从步骤Ⅲ得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是向沉淀中加入______溶液,充分搅拌后经______(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2.
(5)在制取无水氯化镁时需要在干燥的HCl气流中加热MgCl2•6H20的原因:______.
(6)电解无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁,下列物质中可以用作镁蒸气冷却剂的是______(填序号).
A.H2 B.CO2 C.空气 D.O E.水蒸气.
正确答案
(1)SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液,盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以应先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液,最后加入盐酸,所以正确顺序为②④③①或③②④①或②③④①;
故答案为:②④③①或③②④①或②③④①;
(2)电解过程中阳极上氯离子失电子发生氧化反应,2Cl--2e-=Cl2↑;阴极上是氢离子得到电子生成氢气,电极反应为:2H++2e-=H2↑;电解池中反应的离子方程式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;
故答案为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,目的是低浓度的Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源,转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质,用于富集溴元素;
用SO2水溶液吸收Br2的原理方程式为:Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-,
故答案为:富集溴元素;Br2+SO2+2H2O═4H++SO2-4+2Br-;
(4)Ca(OH)2能与氯化镁溶液反应生成Mg(OH)2沉淀和氯化钙,氯化钙溶于水,可用过滤的方法分离出Mg(OH)2沉淀;
故答案为:氯化镁;过滤;
(5)氯化镁中的镁离子易水解,在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2•6H2O受热产生的水汽,故能得到无水MgCl2;
故答案为:在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2•6H2O受热产生的水汽,故能得到无水MgCl2;
(6)能和金属镁发生反应的气体:氮气、氧气、二氧化碳、水,所以可以用氢气做镁蒸气的冷却剂;
故选:A;
镁及其合金是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取的.主要步骤如下:
试回答下列问题:
(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用______,反应的离子方程式为______;
(2)加入试剂①后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是______;
(3)试剂②可以选用______;
(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,写出该反应的化学方程式______.
正确答案
(1)MgSO4与Ca(OH)2反应生成了Mg(OH)2和CaSO4,方程式为:MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaSO4,离子方程式:Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓,
故答案为:Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓;
(2)因Mg(OH)2沉淀不溶于水,可用过滤的方法分离,故答案为:过滤;
(3)Mg(OH)2与HCl反应生成了MgCl2和H2O,方程式为:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+H2O,故答案为:HCl;
(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,故答案为:MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑.
(1)A为用惰性电极电解饱和食盐水(含少量Ca2+、Mg2+)的装置。
①电解一段时间后,B中出现浑浊现象,请用离子方程式表示原因______________。此时电极a附近的现象为_____________,因此工业上电解所用的食盐水需精制。
②随反应的进行,C中溶液红色褪去,主要原因有两种可能。请按要求填写表格。
(2)电解饱和食盐水所得气体X,可应用于提取溴单质。现有流程图如下
请回答:
① 气体X的化学式为_______,反应II的化学方程式为____________________。
② 在母液苦卤中含有较多的NaCl、KCl、MgCl2、MgSO4等物质。用沉淀法测定苦卤中镁元素的含量(g/L),实验过程中应测定的数据有________________。
③ 电解200kg 质量分数为25%的饱和食盐水,当浓度下降到20%时,收集到氯气的物质的量为________________ (溶于溶液中的氯气忽略不计,计算结果保留一位小数) 。
正确答案
(1)① Cl2 + S2-= 2Cl-+ S↓;有无色气泡产生,溶液出现浑浊
②
(2)① Cl2;SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4;② 苦卤样品的体积、Mg(OH)2沉淀的质量;
③ 97.7mol
(化学--选修化学与技术)
海水中溶解了大量的气体物质和各种盐类.人类在陆地上发现的100多种元素,在海水中可以找到80多种.海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库,海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景.回答下列问题:
(1)蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法,技术和工艺比较完备,但由于使用大量燃煤,因此能耗多、排污量大.为克服蒸馏法海水淡化的缺陷,请你对蒸馏法淡化海水的工艺提出一条改进建议______.
(2)使用离子交换树脂与水中的离子进行交换也是常用的水处理技术.聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂,写出聚丙烯酸钠单体的结构简式______..
(3)空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法,流程如下(苦卤:海水蒸发结晶分离出食盐后的母液):
①反应②的离子方程式为______; ②从反应③后的四氯化碳溶液中分离出单质溴的方法是______.
(4)苦卤中含有NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4.用简要的文字说明如何测定苦卤中MgCl2的含量______.
正确答案
(1)能代替大量燃煤能耗多、排污量大的缺陷的办法是寻找新的清洁能源,这是淡化海水工艺面临的问题,而潮汐能、风能、太阳能等均是海边富有的洁净能源,
故答案为:充分利用潮汐能、风能、太阳能等海边富有的洁净能源;
(2)聚丙烯酸钠是丙烯酸钠加聚反应的产物,根据聚合物找单体的方法,则单体为丙烯酸钠,结构简式为:CH2=CHCOONa,故答案为:CH2=CHCOONa;
(3)溴具有氧化性,能将具有还原性的二氧化硫氧化,反应为:SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-,两种互相溶解物质分离的方法叫蒸馏,故答案为:SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-;蒸馏;
(4)苦卤中含有MgCl2、MgSO4两种含镁离子的盐,测定苦卤中MgCl2的含量必须将硫酸镁中的镁离子去除,可以先用足量BaCl2溶液沉淀硫酸根离子,求出硫酸根离子的总量,并求出MgSO4的量,然后用足量NaOH溶液沉淀Mg2+,求出总的Mg2+,减去MgSO4中的Mg2+得到MgCl2的量,故答案为:先用足量BaCl2溶液沉淀硫酸根离子,求出硫酸根离子的总量,并求出MgSO4的量,然后用足量NaOH溶液沉淀Mg2+,求出总的Mg2+,减去MgSO4中的Mg2+得到MgCl2的量.
海带中含有丰富的碘.为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验(图1):
(1)从上述步骤中可知,海带中含有的碘元素的主要存在形式是______.
(2)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架、泥三角外,还需要用到的实验仪器是______.
(3)步骤④中的转化还可以Cl2或双氧水,请分别写出反应的离子方程式:______、______.
(4)步骤⑥是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,还需经过蒸馏,指出下列实验装置中(图2)的错误之处.
①______②______
进行上述蒸馏操作时,使用水浴的原因是______、______,最后晶态碘在______里聚集.
正确答案
(1)步骤③得到含碘离子的溶液,说明海带中是化合态的碘元素,故答案为:化合态碘元素;
(2)灼烧固体物质一般使用(瓷)坩埚,而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上,三脚架下面的空间放酒精灯,灼烧海带时,除需要三脚架、泥三角外,还需要用到的实验仪器是,坩埚、酒精灯、坩埚钳;
故答案为:坩埚、酒精灯、坩埚钳;
(3)碘离子在酸性条件下可被MnO2氧化;Cl2或双氧水(H2O2)可氧化碘离子,反应的离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2;H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,
故答案为:Cl2+2I-=2Cl-+I2;H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O;
(4)根据蒸馏的注意事项可知,图中出现以下错误:①温度计水银球的位置错误,应与蒸馏瓶支管下沿平齐;②烧杯下没垫石棉网,否则加热时会受热不均而炸裂;③冷冷凝管中凝水的流向错误,冷水应从下方进,上方出;又用酒精灯直接加热温度变化快,而水浴加热试管内试剂受热比较均匀,
故答案为:①温度计水银球的位置错误,应与蒸馏瓶支管下沿平齐;②烧杯下没垫石棉网,否则加热时会受热不均而炸裂;③冷冷凝管中凝水的流向错误,冷水应从下方进,上方出;试剂受热均匀;
反应温度低于100℃,受热均匀,容易控制反应温度;步骤⑥是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯;所以碘在蒸馏烧瓶中聚集;
故答案为:温度计水银球位置没有放在蒸馏烧瓶的支管口;冷凝管中的水流方向错误;加热时在烧杯上没有垫石棉网;受热均匀;容易控制反应温度;反应温度低于100℃;蒸馏烧瓶
下列物质的转化或分离是如何实现的,请将所选方法的字母代号填在横线上(每空只填写一种最主要的方法)。 A.溶解 B.裂解 C.分馏 D.裂化 E.干馏 F.蒸馏 G.电解 H.过滤 I.萃取
(1)把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等________;
(2)从原油中分离出汽油、煤油、柴油等________;
(3)将海水淡化___________;
(4)除去粗盐溶液中的泥沙________;
(5)从海水得到的无水MgCl2中提取金属镁_________;
(6)海水提取溴获得的溴水中,提取溴单质_________。
正确答案
(1)E
(2)C
(3)F
(4)H
(5)G
(6)I
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