- 化学与资源开发利用
- 共19748题
(16分)工业上需要利用一批回收的含铜废料制造胆矾(CuSO4·5H2O)。该废料中各种成份含量如下:Cu和CuO约占87%,其它为Mg、Al、Fe、Si及其氧化物,还有少量的难溶物质。工艺流程为:
部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表:
回答:
(1)步骤①中为什么要将含铜废料研磨成粉状?
。
(2)步骤②中的离子方程式(写出2个即可):
、 。
步骤⑤中H2O2参加反应的离子方程式: 。
(3)步骤⑥中调节溶液pH时适宜的物质是 (填序号);
A.NaOH B.氨水 C.Cu2(OH)2CO3 D.Cu(OH)2 E.MgCO3
步骤⑥中滤渣成份的化学式 。
(4)步骤⑦中用硫酸调节pH=2~3的原因是 。
步骤⑧的分离方法是 。
正确答案
(16分)(1)增大固体反应物的表面积,增大化学反应的速率。(2分)
(2)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑; Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑;
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O; SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 。
(每写出其中1个给2分,共4分,没气体符号扣1分,未配平0分)
2Fe2++H2O2 +2H+=2Fe3++2H2O (2分)
(3)C、D (2分) Fe(OH)3 (1分)
(4)加热蒸发浓缩时会导致Cu2+发生水解生成Cu(OH)2,用硫酸调节pH=2~3是为了抑制Cu2+的水解,也不会引入杂质。 (2分) 蒸发浓缩,冷却结晶,过滤。(3分)
(1)将含铜废料研磨成粉状,可以)增大固体反应物的表面积,增大化学反应的速率。
(2)废料中能和氢氧化钠反应的是铝、硅、氧化铝和二氧化硅,所以方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑、Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑、Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。双氧水的目的是氧化混合液中的亚铁离子,生成铁离子,以形成氢氧化铁沉淀而除去,所以方程式为2Fe2++H2O2 +2H+=2Fe3++2H2O。
(3)用于既要调节溶液的pH,又不能引入杂质,所以应该选择CD。通过控制溶液的pH以形成氢氧化铁沉淀,即步骤⑥中滤渣成份的化学式Fe(OH)3 。
(4)由于溶液中铜离子水解显酸性,加热蒸发浓缩时会导致Cu2+发生水解生成Cu(OH)2,所以用硫酸调节pH=2~3是为了抑制Cu2+的水解,且也不会引入杂质。要从溶液中分离得到硫酸铜晶体,可以通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤即可。
(14分)多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。多沙唑嗪的合成路线如下:
(1)写出D中两种含氧官能团的名称: 和 。
(2)写出满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式 。
①苯的衍生物,且苯环上的一取代产物只有两种;②与Na2CO3溶液反应放出气体;
③水解后的产物才能与FeCl3溶液发生显色反应。
(3)E→F的反应中还可能生成一种有机副产物,该副产物的结构简式为 。
(4)由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X(C10H10N3O2Cl),X的结构简式为 。
(5)苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成
苯乙酸乙酯(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。
提示:①R-Br+Na→R-CN+NaBr ;②合成过程中无机试剂任选;
③合成路线流程图示例如下:
CH3CH2OH
H2C=CH2 BrH2C-CH2Br
正确答案
(1)羧基、醚键
(2)
(3)
(4)
(5)
(1)根据D的结构简式,不难得出,分子结构中含有的官能团为羧基和醚键;
(2)根据信息①可知:分子结构中一定含有苯环,苯环上有两种不同的取代基,
且两种取代基在苯环上分别处于对位;
根据信息②可知:分子结构中一定含有羧基;
根据信息③可知:分子结构中一定含有酚酯的结构;
则将D结构改变可以有:
(3)根据图中E→F的信息,1nol 最多可以和2molE反应,
所以该副产物的结构简式为:
(4)分析F与多沙唑嗪结构上差别,结合X的分子式:C10H10N3O2Cl,
确定X的结构简式为:
(5)根据题中苯乙酸乙酯的分子结构,将制备原料苯甲醛和乙醇的分子结构与之对比,
结合有机反应原理,按照提示的合成路线流程图示例,完成合成苯乙酸乙酯的路线流程图;答案为:
(15分)[化学与技术]硫酸在日常生产生活中应用非常广泛。请回答硫酸工业中的如下问题:
(1)早期生产硫酸以黄铁矿为原料,目前很多国家都已经限制以黄铁矿为原料而以硫黄为原料,以硫黄为原料的优点是 。
(2)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3,是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO27%;O211%;N2 82%);
利用表中数据分析。在实际生产中选择的适宜生产条件是:温度_______ ℃,压强 ___________MPa。
(3)选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率? _______(填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量? (填“是” 或“否”)。
(4)为提高SO3吸收率,实际生产中用 吸收SO3。
(5)在催化反应室中设有热交换装置,以下叙述与热交换装置的作用有关的是______(填写序号)。
(6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可用 ________(填名称)吸收,然后再用硫酸处理,重新生成SO2和一种生产水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式_______________________________________。
正确答案
(1)生产流程短,设备简单,三废治理量小,劳动生产率高,易于设备大型化
(2)400~500,0.1
(3)否,否
(4)98%硫酸
(5)B
(6)石灰水
略
(15分)三氯化铬是化学合成中的常见物质,三氯化铬易升华,在高温下能被氧气氧化。制三氯化铬的流程如下:
(1)重铬酸铵分解产生的三氧化二铬(Cr2O3难溶于水)需用蒸馏水洗涤,如何用简单方法判断其已洗涤干净________________。
(2)已知CCl4沸点为76.8 ℃,为保证稳定的CCl4气流,适宜的加热方式是________。
(3)用右图装置制备CrCl3时,反应管中发生的主要反应为Cr2O3+3CCl4===2CrCl3+3COCl2,则向三颈烧瓶中通入N2的作用为①____________________________;
②____________________________。
(4)Cr对环境会造成严重的污染,废水中的Cr3+可用石灰乳进行沉降,写出沉降的离子方程式________________________
正确答案
(1)最后一次洗涤的流出液呈无色(3分)
(2)水浴加热(并用温度计指示温度)(3分)
(3)赶尽体系中的氧气(3分) 鼓气使反应物进入管式炉中进行反应(3分)
(4)2Cr3++3Ca(OH)2=2Cr(OH)3↓+3Ca2+(3分)
(1)因为(NH4)2Cr2O7显桔红色,所以可以提供颜色来判断。
(2)因为CCl4沸点为76.8 ℃,温度比较低,因此保证稳定的CCl4气流,可以通过水浴加热来控制其流量。
(3)因为三氯化铬易升华,在高温下能被氧气氧化,所以为了防止氧化需要排进装置中的空气,同时又为了将反应物完全进入管式炉中反应,以提高其利用率。
(4)因为Cr3+易和OH-结合生成难溶性的沉淀,故反应的方程式为2Cr3++3Ca(OH)2=2Cr(OH)3↓+3Ca2+。
卤水中的主要成分为食盐(假设其所含杂质仅为NaBr),为了充分利用资源,有研究人员开发了以晒盐卤水和化肥碳酸氢铵为原料制取纯碱的工艺,其生产流程如下图。
(1)写出卤水和碳酸氢铵反应的化学方程式_______________;
(2)操作I是_________(填操作名称),试剂X为________,残液除NH4Cl外,还含有_________;
(3)若滤渣中含有NH4Cl杂质,则可能导致纯碱中混有杂质,写出煅烧时产生杂质的副反应的化学方程式__________________;
(4)实验室检测滤渣中是否含有NH4Cl的操作是_________________;
(5)碳酸氢铵与氯化钠的配料比是影响纯碱质量的因素之一,右图是(摩尔比)对NaHCO3产率的影响。实际生产中选择=1.2。
①下列相关说法正确的是___________。
a.碳酸氢铵过量是为了充分利用卤水
b.碳酸氢铵过量是为了减少纯碱中的NaCl
c.碳酸氢铵过量太多将会导致生产成本过高
②不考虑生产过程中的损耗,生产1mol纯碱,需消耗碳酸氢铵________mol。
正确答案
(1)NaCl +NH4HCO3 → NaHCO3↓ + NH4Cl(2分)
(2)过滤、洗涤(2分) 盐酸(1分) NH4Br(或NaBr)(1分)(3)NaHCO3+ NH4Cl→ NaCl +NH3↑+H2O + CO2↑(2分)
(4)取洗涤液,加入足量硝酸至溶液呈酸性,再滴加硝酸银溶液,无沉淀说明纯净(答案合理即可,1分)
(5)① bc(2分) ② 2.4mol(1分)
略
(12分)CoCl2H2O在加热时会逐步失水,并呈现不同的颜色,实验室里可以制成变色硅胶,用以干燥并验证水份。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2
H2O的一种新工艺流程如下图:
已知:
①钴与盐酸反应的化学方程式为:Co+2HCl=CoCl2+H2
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
请回答下列问题:
(1)写出加入过氧化氢时溶液中发生的离子反应方程式:__________
(2)加入碳酸钠调节pH至a,a的范围是__________;
(3)最合适的试剂X是__________
(4)操作I包含3个基本实验操作,它们是__________、__________和减压过滤。
(5)制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是__________。
正确答案
(1) (2)5.2~7.6
(3)盐酸 (4)蒸发浓缩、冷却结晶 (5)降低烘干温度,防止产品分解
(1)要制取制取CoCl2H2O,就必须除去溶液中的杂质离子,因此双氧水的作用是将亚铁离子氧化生成铁离子,易于以氢氧化铁的形式沉淀而除去,方程式为2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O。
(2)根据表中数据可知,当pH大于7.6是开始析出氢氧化钴沉淀,所以pH不能大于7.6。而氢氧化铝的沉淀分为是3.4~5.2,所以a的分为是5.2~7.6。
(3)因为不能引入新的杂质,所以应该用盐酸酸化,即X是盐酸。
(4)要得到晶体,需要蒸发浓缩、冷却结晶,最后过滤即可。
(5)因为氯化钴晶体受热以分解,所以需要降低烘干温度,防止产品分解。
【化学—化学与技术】硫酸是一种重要的化工原料,硫酸工业的“三废”处理之一是对尾气处理,其中一种方法便是用天然海水进行尾气脱硫。
(1)硫酸工业生产的主要设备有 、 和吸收塔。在吸收塔内装有大量磁环的作用是 ,浓硫酸从塔顶喷下,SO3吸收操作采取 形式(原理);硫酸工业的尾气主要成分有SO2、O2、N2等。
(2)天然海水主要含有等离子。
①天然海水pH约为8,原因是海水中 离子水解所致。
②尾气进入吸收塔内,塔顶喷下大量海水,O2能将、
、
等氧化,试写出其中一个反应的方程式: 。
③向氧化后的海水中加入天然海水,其目的是中和、稀释氧化后海水中生成的酸,最终排放出的海水中浓度与进入吸收塔的天然海水相比,
浓度 (填序号)。
正确答案
(8分)
(1)沸腾炉、转换器(接触室);增大吸收(接触)面积; 逆流
(2)①
②
③B
(每空1分)
(1)硫酸工业生产的主要设备有沸腾炉、接触室和吸收塔
在吸收塔内装有大量磁环的作用是增大吸收(接触)面积
浓硫酸从塔顶喷下,SO3吸收操作采取逆流形式
(2)①天然海水pH约为8,原因是海水中CO32-、HCO3-所致
②任意一个方程式:2H2SO3+O2=2H2SO4
③SO42-浓度增大,故选B
下图是我国农村采用的一种沼气池的剖面示意图:使用时由进料口放进农作物的废弃物如秸杆、杂草、树叶等以及人、畜、家禽的排泄物,然后加满水到一定位置以留下贮气空间,经过一段时间的发酵之后,便有沼气产生。
(1)在沼气发酵的过程中,有一种生物具有除臭的作用,这种微生物是什么?是如何除臭的?
(2)在对醋酸盐进行的甲烷发酵研究中,曾做过如下同位素示踪实验:
(3)下面是由乙醇经奥氏甲烷杆菌及一种硫微生物等作用下产生甲烷的方程式:
合并以上两步反应并写出一个方程式:_______。
正确答案
(1)硝化细菌,它能将NH3氧化成亚硝酸和硝酸。
(2)+DO—D→CH3D↑+DHO+CO2↑
(3)2CH3CH2OH+CO2—2CH3COOH+CH4↑
(1)从生物学中知道,具有除臭作用的微生物是硝化细菌,它能将NH3氧化成无臭无味的亚硝酸和硝酸。(2)从题给信息中明确看出其反应机理是:HO—H+→CD3H↑+H2O+CO2↑。H2O在整个反应过程中起催化作用。(3)主要考查考生对若干个方程式叠加的技巧。
【化学一选修2化学与技术】(15分)
已知:①工业上用硫酸与锂辉矿(LiA1Si2O6和少量钙镁杂质)反应,生成Li2SO4、MgSO4等,最终制备金属锂。
②氢氧化锂在一定温度下可转化为氧化锂。用β锂辉矿与硫酸等物质制备金属锂的工业流程如下:
请回答:(1)沉淀y的主要成分的化学式是 。
(2)流程中使用了不同浓度的Na2CO3溶液,从物质溶解度大小的角度解释其浓度不同的原因是 。
(3)操作I涉及的实验方法是 。
(4)写出用铝粉还原法制取金属锂的化学方程式 。
(5)LiCl溶液加热蒸干后,所得固体在熔融状态下电解制备锂。电解时产生的氯气中混有少量氧气,产生氧气的原因是 。
(6)目前电池通常使用金属锂的优点是 。
正确答案
(1)Li2CO3(2分)
(2)加稀Na2CO3溶液既能除去溶液中的Ca2+,又不生成Li2CO3沉淀;(2分)
加饱和Na2CO3溶液的目的是使Li +转化生成Li2CO3沉淀。(1分)(其他合理答案参照给分)
(3)过滤、洗涤(各1分)
(4)3 Li2O +4Al2 Al2O3+3Li (3分)
(5)LiCl溶液在加热蒸干过程中有部分LiOH生成,LiOH受热分解为Li2O,熔融的Li2O电解生成氧气。(3分)
(6)锂的密度小,质能比高;锂电池为可充电绿色环保电池。(2分,其它合理答案也给分)
(1)硫酸锂和碳酸钠反应的生成物是硫酸钠和碳酸锂,根据Y灼烧的产物是氧化锂可知,Y是碳酸锂。
(2)第一次用稀碳酸钠溶液,是为了防止生成碳酸锂,同时又可以除去钙离子。而第二次是为了生成碳酸锂,所以浓度要大。
(3)从溶液中分离出固体的方法应是过滤,过滤后晶体必须洗涤。
(4)在加热的条件下,铝可以发生铝热反应,方程式为3 Li2O +4Al2 Al2O3+3Li。
(5)电解池中氯离子在阳极放电,有氧气生成,说明氧离子在阳极也放电,这是由于LiCl溶液在加热蒸干过程中有部分LiOH生成,LiOH受热分解为Li2O,熔融的Li2O电解生成氧气。
6)锂的密度小,质能比高;锂电池为可充电绿色环保电池。
【化学与技术】
下图是某企业设计的硫酸—磷肥—水泥联产、海水—淡水多用、盐—热—电联产的三大生态产业链流程图。
根据上述产业流程回答下列问题:
(1)该流程①、②、③、④、⑤为能量或物质的输送,请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式:① 、② 、③ 、④ 、⑤ 。
(2)沸腾炉发生反应的化学方程式 。磷肥厂的主要产品是普钙(磷酸二氢钙和硫酸钙),写出由磷矿石和硫酸反应制普钙得化学方程式 。
(3)用1吨硫铁矿(FeS2的质量分数为36%)接触法制硫酸,制硫酸的产率为65%,则最后能生产出质量分数为98%的硫酸 吨。
(4)热电厂的冷却水是 ,该流程中浓缩盐水除提取盐以外还可提取的物质有 (写出一种即可)。
(5)根据现代化工厂设计理念请提出高炉炼铁厂废气、废渣及多余热能的利用设想。 , (写出两点即可)。
正确答案
(1)①Fe2O3 ②电能 ③热能 ④SO2 ⑤浓H2SO4
(2)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
2Ca5(PO4)3F+7H2SO4=3Ca(H2PO4)2+7CaSO4+2HF
(3)0.39
(4)海水 镁或溴
(5)废气(主要是高炉煤气)经除尘后可作为燃料。
废渣(主要成分是硅酸钙等),可用作水泥生产原料。
废渣(主要成分是硅酸钙等),可用作矿渣磷肥的生产原料。
冶炼钢铁的原料是①Fe2O3,②中热电厂中向外提供的能量为电能,③沸腾炉中FeS2与氧气反应放出大量的热,④制硫酸时接触室中二氧化硫被氧化,⑤硫酸工业中生成的硫酸,可用于制磷肥。
(2)沸腾炉发生的反应是4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,磷肥厂的主要产品是普钙(磷酸二氢钙和硫酸钙),写出由磷矿石和硫酸反应制普钙得化学方程式是2Ca5(PO4)3F+7H2SO4=3Ca(H2PO4)2+7CaSO4+2HF
(3) FeS2————2H2SO4
120t 196t
1t×36%×65% m×98% m=0.39t
(4)沿海地区有丰富的海水资源;海水中含有丰富的镁元素、溴元素等,可以制取镁和溴。
(5)根据工厂的废气、废渣的成分可知,废气经除尘后可作为热风炉、加热炉和锅炉等燃料;废渣,可用作水泥生产原料。
辉铜矿主要成分Cu2S,软锰矿主要成分MnO2,它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下:
已知:①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫;
②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定,在热水中会分解生成NH3;
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀 的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算):
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有 (任写一点)。
(2)酸浸时,得到的浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。
写出该反应的化学方程式 。
(3)调节浸出液pH的范围为 ,其目的是 。
(4)本工艺中可循环使用的物质是 (写化学式)。
(5)在该工艺的“加热驱氨”环节,若加热的温度过低或过高,都将造成 的结果。
(6)用标准BaCl2溶液测定样品中MnSO4·H2O质量分数时,发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有 (任写一种)。
正确答案
(1)粉碎矿石或适当升高温度或搅拌(其它合理答案也得分)
(2)Cu2S + 2 MnO2 +4 H2SO4=2CuSO4 + 2 MnSO4 + S↓ + 4H2O
(3)3.2≤pH<4.4 或 [3.2,4.4) [若3.2<pH<4.4或(3.2,4.4)给1分]
使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去
(4)NH3(多写CO2不扣分,不写NH3给 0 分)
(5)碱式碳酸铜产量减少
(6)混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水
试题分析: 本流程是通过辉铜矿和软锰矿在酸性条件下反应经过一系列条件的控制除去杂质等得到硫酸锰和碱式碳酸铜。
(1)固体反应时一般要粉碎成粉末或小颗粒,加快反应速率,提高浸取率,还可以适当升高温度、搅拌等达到同样的效果。
(3)根据流程调pH后得到的是锰和铜的盐溶液,所以该步是为了除去Fe3+等杂质,但不能让Cu2+和Mn2+沉淀,故pH的范围为3.2≤pH<4.4;
(4)循环使用的物质是在流程中既有生成又做反应物的物质,如NH3;
(5)温度过低,[Cu(NH3)4]SO4分解不完全,温度过高,会导致Cu2(OH)2CO3分解,这两种情况均会使碱式碳酸铜产量减少;
(6)BaCl2溶液测定样品中MnSO4·H2O质量分数是测定样品中SO42-的量,测定时样品纯度大于100%的因素是SO42-的含量偏高了。造成这种原因可能有混有硫酸盐(相对分子质量小于MnSO4)杂质或部分晶体失去结晶水。
(15分)【化学---化学与技术】
某工业废水中含有CN-和Cr2O72-等离子,需经污水处理达标后才能排放,污水处理厂拟用下列流程进行处理:
回答下列问题:
(1)上述处理废水流程中主要采用的方法是 。
(2)流程②中,反应后无气体放出,该反应的离子方程式为 。
(3)含Cr3+废水需进一步处理,请你设计一个处理方案:
(4)反应③中,每消耗0.4 mol Cr2O72-转移2.4 mol e-,该反应离子方程式为: 。
(5)取少量待测水样于试管中,加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成,继续加至不再产生蓝色沉淀为止,再向溶液中加入足量Na2S溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,解释产生该现象的原因: 。
正确答案
(1)氧化—还原法(2分) (2)CN-+ClO- CNO-+Cl-(3分)
(3)调节废水pH,使其转化成Cr(OH)3沉淀除去(4分,其他合理答案也给分)
(4)3S2O32-+4Cr2O72-+26H+ 6SO42-+8Cr3++13H2O(3分)
(5)Cu2++2OH- Cu(OH)2↓ 、 Cu(OH)2(s)+S2-(aq) CuS(s)+2OH-(aq)
或Ksp(CuS)
(1)次氯酸或Cr2O72-都具有氧化性,所以处理废水都方法都是氧化—还原法。
(2)反应后无气体放出,说明次氯酸钠都还原产物是氯化钠,而不是氯气,所以该反应的离子方程式为CN-+ClO- CNO-+Cl-。
(3)处理废水中的Cr3+,可以通过沉淀法,即调节废水pH,使其转化成Cr(OH)3沉淀除去。
(4)每消耗0.4 mol Cr2O72-转移2.4 mol e-,说明反应中转移6个电子,因此其还原产物是Cr3+。由于氧化产物是SO42-,所以方程式为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+ 6SO42-+8Cr3++13H2O。
(5)蓝色沉淀是氢氧化铜,由于硫化铜的溶解度小于氢氧化铜的,所以根据沉淀转化的实质向更难溶方向转化,所以反应中生成硫化铜黑色沉淀。有关方程式为Cu2++2OH- Cu(OH)2↓ 、 Cu(OH)2(s)+S2-(aq) CuS(s)+2OH-(aq)。
(14分)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:
完成下列填空:
(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂),实验室提纯粗盐的实验操作依次为:取样、溶解、沉淀、 、蒸发、冷却结晶、 、烘干。
(2)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是 。
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是 。
(3)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是 (填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是: 。
(4)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰乳产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为: 。
(5)产品纯碱中含有碳酸氢钠。取a克产品用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,充分加热并在干燥器中冷却得b克固体。 纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为: 。
正确答案
(14分)
(1) 过滤 过滤 (每空1分)
(2)有晶体析出(或出现浑浊) (2分)碳酸钠溶解度较大(2分)
(3)NH4Cl(1分)取样,加硝酸酸化,加硝酸银,若有白色沉淀。则是氯离子。(2分)
(4)NH4++ OH-= NH3↑+ H2O(或2NH4++ Ca(OH)2= 2NH3↑+ H2O+Ca2+也给分)(2分)
(5) [168(a-b)/62a] 100﹪(也可以是化简后的式子)(3分)
(1)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发、冷却结晶、过滤、烘干。
(2)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是:有晶体析出,碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是碳酸钠的溶解度较大;
(3)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是:NH4Cl;检验这一成分的阴离子的具体方法是:取样,加硝酸酸化,加硝酸银,若有白色沉淀。则是氯离子。
(4)加石灰水后所发生的反应的离子方程式为:NH4++ OH-= NH3↑+ H2O(或2NH4++ Ca(OH)2= 2NH3↑+ H2O+Ca2+;
(5)纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:[168(a-b)/62a] ×100﹪
DME(二甲醚、CH3OCH3)是一种重要的清洁能源,可作为柴油的理想替代燃料和民用燃料,被誉为“二十一世纪的新能源”。另外,二甲醚还被广泛用作致冷剂、气雾剂以及有机化工中间体。
(1)工业上一步法制二甲醚的生产流程如下:
工业制备二甲醚(CH3OCH3)在催化反应室中(压强2.0-10.0Mpa,温度230-2800C)进行下列反应:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H = —90.7kJ·mol—1
Ⅱ.2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H = —23.5kJ·mol—1
Ⅲ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H = —41.2kJ·mol—1
①反应器中总反应式可表示为:3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g),则该反应的△H =
②下列有关反应Ⅲ的说法正确的是
A.在体积可变的密闭容器中,在反应Ⅲ达到平衡后,若加压,则平衡不移动、混合气体平均相对分子质量不变、混合气体密度不变。
B.某温度下,若向已达到平衡的的反应Ⅲ中加入等物质的量的CO和H2O,则平衡右移、平衡常数变大
C. 若830℃时反应③的K=1,则在催化反应室中反应Ⅲ的K>1.0
(2)CO2是大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。目前,由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展,其化学反应是:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H>0。判断该反应在一定条件下,体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是 。A.容器中密度不变 B.单位时间内消耗2molCO2,同时消耗1mol二甲醚
C.v(CO2)︰v(H2)=1︰3 D.容器内压强保持不变
(3)二甲醚也可以通过CH3OH分子间脱水制得
在,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示。
①该条件下反应平衡常数表达式K=______根据图中数据计算时该反应的平衡常数为
②相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为:
、
此时正、逆反应速率的大小:
_______
(填“>”、“<”、或“=”)。
(4)下图为二甲醚燃料电池的工作原理示意图。
请回答下列问题:
①A电极是 极。
②B电极上发生的电极反应式是 。
正确答案
(1)-246.1 kJ·mol—1(2分,未写单位扣1分); C (2分)
(2)B、D(2分,错选1个扣1分)
(3) ①表达式略(2分) 5 (2分) ②>(2分)
(4)①正(2分),②CH3OCH3+3H2O-12e—=2CO2+12H+(2分,二甲醚写分子式不扣分)
Ⅰ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1 = —90.7kJ·mol—1
Ⅱ.2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2 = —23.5kJ·mol—1
Ⅲ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3 = —41.2kJ·mol—1
△H =2△H1+ △H2+△H3=-246.1 kJ·mol—1
②下列有关反应Ⅲ的说法正确的是 B、D
在体积可变的密闭容器中,在反应Ⅲ达到平衡后,若加压,则平衡不移动、m、n不变V可变,混合气体平均相对分子质量M=m/n不变、密度改变,A错误。某温度下,若向已达到平衡的的反应Ⅲ中加入等物质的量的CO和H2O,则平衡右移、平衡常数变大。若830℃时反应③的K=1,
工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下(金属单质E可由滤液C制取):
已知:Cu2O + 2H+ =" Cu" + Cu2+ + H2O。
(1)滤液A中铁元素的可能存在形式为_______(填离子符号),与之相关的离子方程式为_____________,若滤液A中存在Fe3+,检验该离子的试剂为________(填试剂名称)。
(2)写出E和F反应生成铜的化学方程式为_____________________________。
(3)利用电解法进行粗铜精炼时,下列叙述正确的是_________(填代号)。
a.若用硫酸铜溶液作电解液,SO2- 4向阴极移动
b.粗铜接电源正极,发生还原反应
c.精铜作阴极,电解后电解液中Cu2+浓度减小
d.当粗铜消耗6.4 g时,转移0.2NA个电子
正确答案
(12分)
Fe2+或Fe2+、Fe3+(2分);Fe2O3+6H+="2" Fe3++3H2O(2分)、2Fe3++Cu=2Fe2++ Cu2+(2分);
硫氰化钾溶液(其他合理答案同样给分)(2分)
(2) 2Al+3CuO= Al2O3+3Cu(2分)
(3) c(2分)
Fe2O3、Al2O3、CuO、SiO2
试题分析:。SiO2与盐酸不反应,Fe2O3、Al2O3、Cu2O反应,Cu2O + 2H+ =" Cu" + Cu2+ + H2O、Fe2O3+6H+="2" Fe3++3H2O、Al2O3+6H+=2 Al3++3H2O,而2Fe3++Cu=2Fe2++ Cu2+,可分析出滤液A中的离子一定有H+、Cu2+、Al3+,可能有Fe2+(铜较多)或Fe2+、Fe3+(铜较少)。再加入足量NaOH生成固体Cu(OH)2和铁的氢氧化物,空气中灼烧转化为F(Fe2O3、CuO的混合物),滤液C为偏铝酸钠和NaOH的混合液,可提取金属E(为Al的单质)。
(1)可能有Fe2+(Cu2O较多)或Fe2+、Fe3+(Cu2O较少)。
(2)铝热反应2Al+3CuO= Al2O3+3Cu。
(3)电解法进行粗铜精炼时a.SO2- 4向阳极移动,错误。b.粗铜接电源正极,发生氧化反应,做阳极,错误。c.精铜作阴极,由于阳极铜和杂质金属放电,阴极只有Cu2+放电,所以电解后电解液中Cu2+浓度减小,正确。d.当粗铜消耗6.4 g时,由于阳极铜和杂质金属放电,失去电子不一定为0.2NA个,错误。
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