- 海水的综合利用
- 共9119题
汽油不仅是重要的燃料,而且是重要的化工原料,可以通过汽油裂解得到化工原料如乙烯等,还可以在催化剂作用下改变汽油分子的结构,由链烃变为芳香烃,这种变化叫做异构化。下面是以石油为原料发生的有机物的衍变关系图:
(已知:反应③,④中的原子利用率均为100%)
请回答下列问题:
(1)上述反应①~⑦中属于加成反应的有___________________(填序号,下
同),属于取代反应的有__________________。
(2)写出A,B的结构简式:A______________,B________________。
C的分子式为_________________。
(3)写出下列反应的化学方程式:
④________________________________________________________________;
⑦________________________________________________________________。
正确答案
略
(13分)
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=" -92.4" kJ/mol 据此回答以下问题:
(1)合成氨工业采取的下列措施中,不能用勒沙特列原理解释的是 (填序号)。
①反应压强为20Mpa~50Mpa ②500℃的高温 ③铁触媒作催化剂 ④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2、H2循环到合成塔中。
(2)一定条件下NH3的平衡体积分数随n(N2)变化如图所示(T-温度)。则T2 T1(填>、=、<),判断的依据是:
(3)合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到。涉及反应信息如下:
反应一:C(s)+H2O(g)H
2(g)+CO(g) 平衡常数K1
反应二:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) 平衡常数K2
① K1的表达式:K1=
②将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到体积为1L的密闭容器中,在不同条件下进行反应,得到以下三组数据:
实验组别
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
1
2
0.8
1.2
5
2
900
0.5
1
0.2
0.8
3
3
T
a
b
c
d
t
(Ⅰ)实验1中,用CO2表示反应开始到平衡的平均反应速率为
(Ⅱ)在实验3,当a=0.5、b=1时,要使c、d数据与实验2相同,且t<3,可以采取的措施为 (填序号)
(Ⅲ)对于反应二,当升高温度时K2 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
正确答案
氨气
(16分)钡盐生产中会排出大量的钡泥[主要含有、
、
、
等]。某化工厂主要生产
、
、
,现利用钡泥制取
,其部分工艺流程如下:
(1)酸溶后溶液中,
与
的反应化学方程式为 。
(2)酸溶时通常控制反应温度不超过70℃,且不使用浓硝酸,其原因是
、 。
(3)该厂结合本厂生产实际选用的X为 (填化学式);“中和Ⅰ”会使溶液中 (填离子符号)的浓度减少(“中和Ⅰ”引起的溶液体积变化可忽略)。
(4)上述流程中洗涤的目的是 。
正确答案
(共16分)
(1)Ba(FeO2)2 +8HNO3 ="=" Ba(NO3)2 + 2Fee(NO3)3 + 4H2O (4分)
(2)防止反应速率过快、浓硝酸易挥发和分解(每空2分,凡合理答案均可)
(3)BaCO3 (2分) Fe3+、H+(4分)
(4)减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染 (2分,凡合理答案均可)
略
目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下
请回答下列问题:
(1)从离子反应的角度思考,在海水中加入石灰乳的作用是_______________________,写出在沉淀池的离子方程式_____________________。
(2)石灰乳是生石灰与水形成的化合物,从充分利用海洋化学资源,提高经济效益的角度,生产生石灰的主要原料来源于海洋中的_________________。
(3)操作A是_______________, 操作B是__________________。
(4)加入的足量试剂a是__________________(填化学式)。
(5)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,该反应的化学方程式为___________________。从考虑成本和废物循环利用的角度,副产物氯气可以用于_________________。
(6)海水提镁的过程,为什么要将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁,再转变为氯化镁?
_________________________。
(7)有同学认为:可直接加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融MgO制金属镁,这样可简化实验步骤,体现实验的简约性原则。你______________(填“同意”或“不同意”)该同学的想法,理由是
_______________________。
正确答案
(1)沉淀Mg2+ (或使Mg2+形成Mg(OH)2沉淀);Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓
(2)贝壳(或牡蛎壳等)
(3)过滤;加热浓缩(或蒸发结晶)
(4)HCl
(5)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑;制盐酸,循环使用
(6)海水中氯化镁的含量很大,但镁离子浓度很低,该过程可以使镁离子富集,浓度高,且成本低
(7)不同意;MgO熔点很高,熔融时耗费大量的能量而增加生产成本
全球海水中溴的藏量丰富,约占地球溴总藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为
65mg/L。其工业提取方法有:
(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中,使溴置换出来,再用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到溴单质。该方法涉及到的反应有:
①__________________(写出化学方程式);
②
③。
其中反应②中氧化剂是_________________。
(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1),只是将溴吹出后是用SO2来吸收的,使溴转化为氢溴酸,然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫的反应化学方程式:__________________。
(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中溶解度的不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的主要实验仪器名称是_______________(填一种)。下列可以用于海水中溴的萃取试剂的_________。 ① 乙醇 ② 四氯化碳 ③ 硝酸
正确答案
(1);Br2(2)
(3)分液漏斗;②
(1)某有机物的结构简式为HO-CH2CH=CHCH2-COOH,写出该有机物含有官能名称_______,______,
______,该有机物可能发生的化学反应是___________(填序号)
①水解 ②酯化 ③加成 ④ 氧化。
从海水中可以获得淡水、食盐,并可提取镁和溴等物质。
(2)海水淡化的方法主要有____________(填一种)。
(3)从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入氯气,将溴离子氧化,该反应的离子方程式为
________________________。
正确答案
(1)羟基;碳碳双键;羧基;②③④
(2)蒸馏法
(3)Cl2+2Br-==Br2+2Cl-
海水中含有丰富的化学元素,如图是某化工厂利用海水的生产镁的流程简图,请回答:
(1)实验室中蒸发浓缩液体需要的仪器有玻璃 棒、酒精灯、三角架和_____________。
(2)反应③需加入的试剂为_______________。
(3)反应④中电能转化为________________。
(4)反应②完成后,需进行的操作是____________________。
(5)B物质中含有化学键为______________________。
正确答案
(1)蒸发皿
(2)盐酸
(3)化学能
(4)过滤
(5)离子键、共价键
(11分)钛是一种重要的金属,工业上用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制钛白粉(TIO2 ) , TiO2常通过两种方法可制得 Ti。
其中, 2H2SO4+ FeTiO3 = TiOSO4+ FeSO4+ 2H2O 。回答下列问题。
(l)净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,该过程中发生反应的化学方程式有:
SiO2+2NaOH =Na2SiO3 + H2O 和
(2)滤液①中的溶质主要是 FeSO4,检验其中Fe2+的方法是: .
(3)从 TiOSO4→H2TiO3需要加热,则加热的目的是: 。
(4)电解 TiO2来获得 Ti 是以 TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽池。其阴极反应的电极反应式为: .
(5)从化学平衡的角度解释:往TiO2和Cl2反应体系中加人焦炭后,能使反应 TIO2(s) + 2C12(g)TICl4(l) +O2(g)顺利进行的原因是:
正确答案
略
[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(LiAlSi2O6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-锂辉矿与硫酸等物质制备金属锂的工业流程如下图:
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使用的原因____________
(3 )操作1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反应方程式。________________________
(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) CaCO3的溶解度小于Li2CO3,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。(2分)
(3) 过滤 洗涤(2分) (4)2Al+3Li2O6Li + Al2O3 (2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)锂的质量轻,负电位高、比能量高;锂电池为可充电绿色环保电池。(2分,其它合理答案也给分)
本题以工业制锂为载体考查了沉淀溶解平衡,水解、原电池和电解等相关原理
(1)硫酸锂和碳酸钠饱和溶液反应,生成碳酸锂沉淀和硫酸钠,根据Y灼烧的产物是氧化锂可知, Y是碳酸锂。
(2)X是氢氧化镁和碳酸钙沉淀,由于CaCO3的溶解度小于Li2CO3,加稀Na2CO3溶液既能除去溶液中的Ca2+,又不生成Li2CO3沉淀;而后来加饱和Na2CO3溶液的目的是使Li +转化生成Li2CO3沉淀。
(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2Al+3Li2O6Li + Al2O3。
(5)混有O2的原因必须从反应物特征入手寻找,由于加热蒸干LiCl溶液可获得固体,但是由于LiCl受热易水解成LiOH,LiOH受热分解产生的Li2O电解时会产生O2。
(6)锂的质量轻,负电位高、比能量高,且锂电池为可充电绿色环保电池。
(20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),写出A、B的化学式A ____________________ B _______________________
(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:
取样、_______、沉淀、_______、_______、冷却结晶、_______、烘干
(3)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____________________________________
(4)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:___________________________________
(5)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为:__________________________________________滤液D加石灰水前先要加热,原因是___________________________________________
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:____________________________
(注明你的表达式中所用的有关符号的含义)
正确答案
(20分)
(1)Ca(OH)2或CaO Na2CO3 (2分)
(2)溶解 过滤 蒸发 过滤 (每空1分)
(3)有晶体析出(或出现浑浊) 碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大 (每空2分)
(4)NH4Cl,(1分)加硝酸酸化,加硝酸银,有白色沉淀,该阴离子是氯离子(2分)
(5)NH4++OH-=NH3↑+H2,(2分) 防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀(2分)
(6) (3分)
略
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