- 气体的检验
- 共1690题
【选作--化学与技术】最近，我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功．具体生产流程如下：
回答下列问题
（1）操作a的名称是______，实验室中进行此操作的非玻璃仪器或用品有______；在实验室中操作b的名称是______．
（2）装置a中生成两种酸式盐，它们的化学式分别是______．
（3）依题意猜测固体A中一定含有的物质的化学式是______（结晶水部分不写）．
（4）“热交换器”是利用“废热”预热______，除此之外还可利用硫酸工业的“废热”______．
（5）SO3在______（填设备名称）中用______吸收转化为发烟硫酸．
正确答案
解：（1）分离固体和液体的方法是过滤；过滤需要盛放药品的烧杯、过滤的漏斗、引流作用的玻璃棒、固定漏斗的铁架台（含铁圈）、滤纸等，此操作的非玻璃仪器或用品有铁架台（含铁圈）、滤纸；从溶液中析出晶体的方法是：将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得相应晶体．
故答案为：过滤；铁架台（含铁圈）、滤纸；蒸发浓缩、冷却结晶；
（2）装置a中磷酸与氨气发生反应，磷酸是三元酸，可以生成（NH4）3PO4、（NH4）2HPO4、NH4H2PO4三种盐，其中（NH4）2HPO4、NH4H2PO4两种酸式盐．
故答案为：（NH4）2HPO4、NH4H2PO4；
（3）由信息可知生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸，磷灰石的主要成分是Ca3（PO4）2，在萃取槽中与硫酸发生反应，有磷酸生成，结合流程中硫酸制备，故固体A应为CaSO4；故答案为：CaSO4；
（4）根据流程，热交换内将二氧化硫转化成三氧化硫，而二氧化硫转化成三氧化硫需要加热，所以“热交换器”是利用“废热”预热的即将参与反应的SO2和O2；除此之外还可利用硫酸工业的“废热”发电；故答案为：即将参与反应的SO2和O2；发电；
（5）工业上三氧化硫在吸收塔里被浓硫酸吸收转化为发烟硫酸；故答案为：吸收塔； 98%的浓硫酸；
解析
解：（1）分离固体和液体的方法是过滤；过滤需要盛放药品的烧杯、过滤的漏斗、引流作用的玻璃棒、固定漏斗的铁架台（含铁圈）、滤纸等，此操作的非玻璃仪器或用品有铁架台（含铁圈）、滤纸；从溶液中析出晶体的方法是：将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得相应晶体．
故答案为：过滤；铁架台（含铁圈）、滤纸；蒸发浓缩、冷却结晶；
（2）装置a中磷酸与氨气发生反应，磷酸是三元酸，可以生成（NH4）3PO4、（NH4）2HPO4、NH4H2PO4三种盐，其中（NH4）2HPO4、NH4H2PO4两种酸式盐．
故答案为：（NH4）2HPO4、NH4H2PO4；
（3）由信息可知生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸，磷灰石的主要成分是Ca3（PO4）2，在萃取槽中与硫酸发生反应，有磷酸生成，结合流程中硫酸制备，故固体A应为CaSO4；故答案为：CaSO4；
（4）根据流程，热交换内将二氧化硫转化成三氧化硫，而二氧化硫转化成三氧化硫需要加热，所以“热交换器”是利用“废热”预热的即将参与反应的SO2和O2；除此之外还可利用硫酸工业的“废热”发电；故答案为：即将参与反应的SO2和O2；发电；
（5）工业上三氧化硫在吸收塔里被浓硫酸吸收转化为发烟硫酸；故答案为：吸收塔； 98%的浓硫酸；
工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，只含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：
（1）操作1、2的名称分别为______、______，试剂甲可能是______
（2）写出反应A的离子方程式：______
（3）工业上电解氧化铝的化学方程式为2Al2O3
（4）工业上还可以用提取到的Al2O3为原料，与焦炭、氯气加热制备无水氯铝，当生成1molAlCl3时消耗0.75mol焦炭，写出发生反应的化学方程式______．
正确答案
解：由工艺流程图可知，试剂X是氢氧化钠溶液，Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO2溶液，Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应，所以过滤后所得溶液1为NaAlO2溶液，不溶物X为Fe2O3；
向偏铝酸钠溶液中通入过量乙为CO2，向NaAlO2溶液中通入过量CO2的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3；不溶物Y为Al（OH）3，溶液2为NaHCO3溶液，灼烧Al（OH）3得Al2O3，电解熔融Al2O3得到Al，
（1）操作1、2的名称分别为过滤、灼烧，试剂甲可能是NaOH，故答案为：过滤；灼烧；NaOH；
（2）反应A为偏铝酸钠和二氧化碳的反应，该反应的离子方程式：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）n（Al）=
故答案为：6；
（4）工业上还可以用提取到的Al2O3为原料，与焦炭、氯气加热制备无水氯铝，当生成1mol AlCl3时消耗0.75molC，生成1molAlCl3转移电子物质的量=1mol×3×1=3mol，氧化还原反应中转移电子相等，则每个C原子转移电子数=
故答案为：6Cl2+3C+2Al2O3
解析
解：由工艺流程图可知，试剂X是氢氧化钠溶液，Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO2溶液，Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应，所以过滤后所得溶液1为NaAlO2溶液，不溶物X为Fe2O3；
向偏铝酸钠溶液中通入过量乙为CO2，向NaAlO2溶液中通入过量CO2的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3；不溶物Y为Al（OH）3，溶液2为NaHCO3溶液，灼烧Al（OH）3得Al2O3，电解熔融Al2O3得到Al，
（1）操作1、2的名称分别为过滤、灼烧，试剂甲可能是NaOH，故答案为：过滤；灼烧；NaOH；
（2）反应A为偏铝酸钠和二氧化碳的反应，该反应的离子方程式：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）n（Al）=
故答案为：6；
（4）工业上还可以用提取到的Al2O3为原料，与焦炭、氯气加热制备无水氯铝，当生成1mol AlCl3时消耗0.75molC，生成1molAlCl3转移电子物质的量=1mol×3×1=3mol，氧化还原反应中转移电子相等，则每个C原子转移电子数=
故答案为：6Cl2+3C+2Al2O3
【化学--选修2：化学与技术】
Ⅰ．硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业．生产硫化钠大多采用无水芒硝（Na2SO4）-炭粉还原法，其流程示意图如图1所示：
（1）上述流程中若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生的总的化学反应方程式为______．
（2）上述流程中采用稀碱液比用热水更好，理由是______．
（3）皮革工业废水中的汞常用硫化钠除去，汞的去 除率与溶液的pH和x（x 代表硫化钠的实际用量与理论用量的比值）有关（如图2所示）．为使除汞效果最佳，应控制的条件是______、______．
（4）取硫化钠晶体（含少量NaOH）加入到硫酸铜溶液中，充分搅拌．若 反应后测得溶液的pH=4，则此时溶液中c（ S2-）=______．（保留两位有效数字）（已知：常温时CuS、Cu（OH）2的Ksp分别为8.8×10-36、2.2×10-20）
Ⅱ．纳米氧化亚铜（Cu2O）是一种用途广泛的光电材料，常用的制备方法有电化学法、湿化学法等．
其中电化学法可用铜棒和石墨作电极，电解Cu（NO3）2稀溶液制备．
（5）电化学法制备Cu2O时，铜棒做______极，阴极生成Cu2O的电极反应式为______．
正确答案
解：制备硫化钠晶体的流程为：无水芒硝（Na2SO4）与碳在高温煅烧反应：3Na2SO4+8C
（1）根据题干信息，硫酸钠与碳反应生成等物质的量的CO和CO2，C元素化合价从0价被氧化成+4、+2价，化合价升高至少为：（4-0）+（2-0）=6，硫酸钠中+6价S元素被还原为-2价，化合价降低了8价，则化合价变化的最小公倍数为24，则硫酸钠的系数为3，一氧化碳、二氧化碳的系数为4，然后根据质量守恒定律配平，配平后的化学方程式为：3Na2SO4+8C
故答案为：3Na2SO4+8C
（2）上述流程中采用稀碱液比用热水更好，硫化钠溶液中硫离子水解显碱性，水解过程是吸热反应，加热促进水解进行，稀碱溶液能起到抑制水解的作用，
故答案为：热水会促进Na2S水解，而稀碱液能抑制Na2S水解；
（3）依据图象中曲线分析，汞去除率最佳PH和x的取值是x=12 pH介于9～10之间时汞的去除率最大，接近100%，
故答案为：x=12； pH介于9～10之间；
（4）取硫化钠晶体（含少量NaOH）加入到硫酸铜溶液中，充分搅拌，若反应后测得溶液的pH=4，c（OH-）=10-10mol/L，
常温时CuS、Cu（OH）2的Ksp分别为8.8×10-36、2.2×10-20，
根据氢氧化铜的溶度积可得：Ksp=c（Cu2+）×c2（OH-）=2.2×10-20，解得：c（Cu2+）=
根据硫化铜的溶度积可得：Ksp=c（Cu2+）c（S2-）=8.8×10-36，
则此时溶液中c（ S2-）=
故答案为：4.0×10-36mol/L；
（5）电解Cu（NO3）2稀溶液制备Cu2O时，阴极生成Cu2O，铜离子化合价降低被还原，电极方程式为：2Cu2++2e-+H2O═Cu2O+2H+，溶液中铜离子浓度减小，则阳极应该为铜，以补充消耗的铜离子，
故答案为：阳；2Cu2++2e-+H2O═Cu2O+2H+．
解析
解：制备硫化钠晶体的流程为：无水芒硝（Na2SO4）与碳在高温煅烧反应：3Na2SO4+8C
（1）根据题干信息，硫酸钠与碳反应生成等物质的量的CO和CO2，C元素化合价从0价被氧化成+4、+2价，化合价升高至少为：（4-0）+（2-0）=6，硫酸钠中+6价S元素被还原为-2价，化合价降低了8价，则化合价变化的最小公倍数为24，则硫酸钠的系数为3，一氧化碳、二氧化碳的系数为4，然后根据质量守恒定律配平，配平后的化学方程式为：3Na2SO4+8C
故答案为：3Na2SO4+8C
（2）上述流程中采用稀碱液比用热水更好，硫化钠溶液中硫离子水解显碱性，水解过程是吸热反应，加热促进水解进行，稀碱溶液能起到抑制水解的作用，
故答案为：热水会促进Na2S水解，而稀碱液能抑制Na2S水解；
（3）依据图象中曲线分析，汞去除率最佳PH和x的取值是x=12 pH介于9～10之间时汞的去除率最大，接近100%，
故答案为：x=12； pH介于9～10之间；
（4）取硫化钠晶体（含少量NaOH）加入到硫酸铜溶液中，充分搅拌，若反应后测得溶液的pH=4，c（OH-）=10-10mol/L，
常温时CuS、Cu（OH）2的Ksp分别为8.8×10-36、2.2×10-20，
根据氢氧化铜的溶度积可得：Ksp=c（Cu2+）×c2（OH-）=2.2×10-20，解得：c（Cu2+）=
根据硫化铜的溶度积可得：Ksp=c（Cu2+）c（S2-）=8.8×10-36，
则此时溶液中c（ S2-）=
故答案为：4.0×10-36mol/L；
（5）电解Cu（NO3）2稀溶液制备Cu2O时，阴极生成Cu2O，铜离子化合价降低被还原，电极方程式为：2Cu2++2e-+H2O═Cu2O+2H+，溶液中铜离子浓度减小，则阳极应该为铜，以补充消耗的铜离子，
故答案为：阳；2Cu2++2e-+H2O═Cu2O+2H+．
自来水加工处理流程如图，下列有关说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．ClO2→Cl-得到5个电子，Cl2→2Cl-得到2个电子，且ClO2的摩尔质量小于Cl2，所以单位质量的ClO2比Cl2多得电子，则ClO2消毒效率比同质量氯气高，故A正确；
B．亚铁离子具有还原性，二氧化氯具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，所以若用FeSO4作混凝剂，最终铁元素将以Fe（OH）3形式进入反应沉淀池，故B错误；
C．ClO2具有强氧化性，能使蛋白质变性而杀菌消毒，所以自来水生产中，前加氯起消毒杀菌作用；后加氯是保持水中有效氯的含量，防止自来水二次污染，从而使水更安全，故C正确；
D．CaO和水反应生成Ca（OH）2，Ca（OH）2和Mg2+产生Mg（OH）2沉淀，和HCO3-生成CaCO3沉淀，从而除去水中的Mg2+、HCO3-等，故D正确；
故选B．
某工厂废液经测定得知主要含有乙醇，其中还溶有丙酮、乙酸和乙酸乙酯．根据各物质的性质（如下表），确定通过下列步骤回收乙醇和乙酸．
①向废液中加入烧碱溶液，调整溶液的pH=10
②将混合液放入蒸馏器中缓缓加热
③收集温度在70～85℃时的馏出物
④排出蒸馏器中的残液．冷却后向其中加浓硫酸（过量），然后再放入耐酸蒸馏器进行蒸馏，回收馏出物
请回答下列问题：
（1）加入烧碱使溶液的pH=10的目的是（用化学方程式表示）______；
（2）在70～85℃时馏出物的主要成份是______；
（3）在步骤④中，加入过量浓硫酸的目的是（用化学方程式表示）______；
（4）当最后蒸馏的温度控制在85～125℃一段时间后，残留液中溶质的主要成份是______．
正确答案
解：加入烧碱使溶液的pH=10将与乙醇沸点相近的乙酸和乙酸乙酯转化成乙酸钠而蒸馏分离出乙醇，残液中主要含乙酸钠溶液，冷却后向其中加浓硫酸（过量），将乙酸钠转化成乙酸，再蒸馏收集乙酸；
（1）加入烧碱使溶液的pH=10将与乙醇沸点相近的乙酸和乙酸乙酯转化成乙酸钠而蒸馏分离，与乙酸反应产生乙酸钠，与乙酸乙酯反应生成乙醇和乙酸钠，反应方程式为：CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O、CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH，
故答案为：CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O、CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH；
（2）根据以上分析及乙醇的沸点78℃，所以在70～85℃时馏出物的主要成份是乙醇，故答案为：乙醇；
（3）据以上分析，在步骤④中，加入过量浓硫酸的目的是将乙酸钠转化成乙酸，方程式为：2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH，故答案为：2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH；
（4）根据以上分析，乙酸的沸点117.9℃，所以残留液中溶质的主要成份是硫酸钠、硫酸，故答案为：硫酸钠、硫酸．
解析
解：加入烧碱使溶液的pH=10将与乙醇沸点相近的乙酸和乙酸乙酯转化成乙酸钠而蒸馏分离出乙醇，残液中主要含乙酸钠溶液，冷却后向其中加浓硫酸（过量），将乙酸钠转化成乙酸，再蒸馏收集乙酸；
（1）加入烧碱使溶液的pH=10将与乙醇沸点相近的乙酸和乙酸乙酯转化成乙酸钠而蒸馏分离，与乙酸反应产生乙酸钠，与乙酸乙酯反应生成乙醇和乙酸钠，反应方程式为：CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O、CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH，
故答案为：CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O、CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH；
（2）根据以上分析及乙醇的沸点78℃，所以在70～85℃时馏出物的主要成份是乙醇，故答案为：乙醇；
（3）据以上分析，在步骤④中，加入过量浓硫酸的目的是将乙酸钠转化成乙酸，方程式为：2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH，故答案为：2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH；
（4）根据以上分析，乙酸的沸点117.9℃，所以残留液中溶质的主要成份是硫酸钠、硫酸，故答案为：硫酸钠、硫酸．
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