- 海水的综合利用
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对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。以下为铝材表面处理的一种方法:
(1)碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时候常有气泡冒出,原因是
(用离子方程式表示);
往废电解液中加入NaHCO3时会出现气泡,原因是 (用离子方程式表示)
(2)为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的
(3)耐蚀铝材因为其表面形成坚硬的 (填化学式),这种物质有时候也可以用来作耐火材料,是因为
正确答案
(2) B
(3) Al2O3,氧化铝熔点高
答案:⑴2Al+2OH―+2H2O=2AlO2―+3H2↑;HCO3―+H+=CO2↑+H2O(2) B (3) Al2O3,氧化铝熔点高
解析:(1)碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时候常有气泡冒出,原因是铝也能与碱反应:2Al+2OH―+2H2O=2AlO2―+3H2↑;废电解液中有过量的酸,往废电解液中加入NaHCO3时会出现气泡,原因是;HCO3―+H+=CO2↑+H2O(2)槽液中有AlO2―,AlO2―+2H2O+CO2=Al(OH)3+HCO3―,选 B;(3)耐蚀铝材因为其表面形成坚硬的Al2O3,氧化铝熔点高,常用作耐火材料。
(10分)2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只,锂电池消耗量巨大,对不可再生的金属资源的消耗是相当大的。因此锂离子电池回收具有重要意义,其中需要重点回收的是正极材料,其主要成分为钴酸锂(LiCoO2)、导电乙炔黑(一种炭黑)、铝箔以及有机粘接剂。某回收工艺流程如下:
(1)上述工艺回收到的产物有 。
(2)废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂,为了安全对拆解环境的要求是_______________。
(3)碱浸时主要反应的离子方程式为_____________________。
(4)酸浸时反应的化学方程式为___________。如果用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能达到溶解的目的,但不利之处是_______________。
(5)生成Li2CO3的化学反应方程式为____________。已知Li2CO3在水中的溶解度随着温度升高而减小,最后一步过滤时应____________。
正确答案
(1)Al(OH)3、CoSO4、Li2CO3 (1分)
(2)隔绝空气和水分(2分)
(3)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ (2分)
(4)2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O (2分)
有氯气生成,污染较大(1分)
(5)Li2SO4+Na2CO3=Na2SO4+Li2CO3↓ (1分) 趁热(1分)
略
某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石(SiO2) ,现采用酸浸法从矿石中提取铜,其工艺流程图如下。其中铜的萃取(铜从水层进人有机层的过程)和反萃取(铜从有机层进人水层的过程)是现代湿法炼铜的重要工艺手段。
已知:①Cu2O+2H+=Cu2++Cu + H2O;②当矿石中三氧化二铁含量太低时,可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜; ③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。
回答下列问题:
(1)矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的离子方程式为:Cu2O+2H+=Cu2++Cu + H2O
、 (写其中2个)
(2)将有机层和水层分离的操作方法叫 ,实验式完成此操作所用到的一种主要仪器是 。
(3)“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用,但可分离出一种重要的硫酸盐晶体,该晶体的化学式是 。
(4)写出电解过程中(两电极都是惰性电极)阴极发生反应的电极反应式
(5)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是
正确答案
(任写出其中两个即给分,每空 3分,共 6分)
(2) 分液 分液漏斗 (各2分,共4分)
(3)FeSO4·7H2O (2分,只写FeSO4得1分)
(4) Cu2+ + 2e- =" Cu " (2分)
(5) H2SO4
略
硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质)。用该烧渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下:
(1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有 。
(2)“酸浸”时间一般不超过20 min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因用离子方程式表示: 。
(3)根据下表数据:
在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于 ,当pH=5时,溶液中c(Al3+)为 mol·L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33)。
(4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,碳酸氢铵与硫酸亚铁反应的离子方程式为 。
若用等物质的量的碳酸铵替代碳酸氢铵,则产品中可能混有的杂质是 。
(5)A的操作是 。
(6)m g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁n g。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于 (用含m、n的表达式表示)。
正确答案
(1)CO和SO2等(写出一个合理答案也给分) (1分)
(2)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (3分)
(3)7.11 (2分)
2.0×10-6 (2分)
(4)Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O (3分)
CaO MgO (2分)
(5)洗涤、干燥(只写洗涤也给分) (1分)
(6)(其他合理答案均给分) (2分)
略
抗氧剂亚硫酸钠可利用硫酸工业的炉气和尾气与纯碱反应来制取,生产流程如下图:
已知:①炉气、尾气中含有SO2;②混合反应中还溶解有少量Fe2O3、MgO等矿尘。
(1)煅烧1molFeS2放出热量为853kJ,则FeS2燃烧的热化学方程式为_____________。
(2)“混合反应”中纯碱(Na2CO3)参与反应的化学方程式为_____________(任写一个)。
(3)用NaOH“除杂”时,主要的离子方程式为_____________(任写一个)。
(4)通过“操作Ⅰ”可以得到亚硫酸钠晶体,写出主要操作步骤的名称:__________。
(3)硫酸生产中炉气转化反应为:2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)。研究发现,SO3的体积分数(SO3%)随温度(T)的变化如曲线Ⅰ所示。下列判断正确的是________
A.该反应的正反应为放热反应
B.曲线Ⅰ上A、C两点反应速率的关系是:
C.反应达到B点时,
D.已知V2O5的催化效果比Fe2O3好,若Ⅰ表示用V2O5催化剂的曲线,则Ⅱ是Fe2O3作催化剂的曲线
正确答案
(1)4FeS2(S)+11O2(g)=8SO2(g)+2Fe2O3(s) ,△H= -3412 kJ ·mol -1
(2)SO2+ Na2CO3=Na2SO3+CO2↑
2 SO2+ Na2CO3+H2O=NaHSO3+CO2↑ (写对任意一个均给分)
(3)Fe3++3OH- = Fe(OH)3↓或Fe2++2OH- = Fe(OH)2↓
或Mg2++2OH- = Mg(OH)2↓或HSO3-+ OH-= SO32- + H2O
(4)加热蒸发、冷却结晶、过滤(洗涤干燥)
(5)AC
略
由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。
Ⅰ.目前工业上可以用CO2来生产CH3CH2OH。反应为:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g),在一定压强下,该反应的一些实验数据如下表:
根据表中数据分析:
(1)该反应的正反应是_________(选填“吸热”或“放热”)反应。
(2)提高氢碳比n(H2)/n(CO2),对生成乙醇 _______(选填“不利”、“有利”或“无影响”)。
(3)在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,下列措施中能使c(CH3CH2OH)增大的是_______(填字母,下同)。
A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来 D.再充入1molCO2和3molH2
Ⅱ.工业上还采取以CO和H2为原料合成乙醇,其化学反应方程式为:
2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)
(4)请写出该反应的化学平衡常数表达式K= ___________。
(5)一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________。
A.c(CO)=c(H2) B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.容器中的压强不变 D.消耗2molCO的同时生成1molCH3CH2OH
(6)在相同条件下,由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常数。则由CO制取CH3CH2OH的优点是______________________,由CO2制取CH3CH2OH的优点是____________。(写出一点即可)
正确答案
(1)放热 (1分)
(2)有利 (2分)
(3)C、D (2分)
(4) (2分)
(5)C (2分)
(6)使原料有较大的转化率 CO2原料易得等 (2分) (其它合理答案均可给分)
略
(12分)合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)3NH3(g) △H=-92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用碳在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa。回答下列问题:
(1)将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气:
C(s) + H2O(g) H2(g) + CO(g) △H =" +131.3" kJ ,△S =" +133.7" J/K
该反应在低温下能否自发 (填:能或否)。
(2)合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是 。从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是 。
(3)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g) 的K=0.5。
①在400℃时, 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K= (填数值)。
②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应V(N2)正 V(N2)逆(填:>、<、=、不能确定)。
③500℃、50MPa时,在容积为2L的容器中加入1 mol N2、3mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x。则K和x的关系满足K= 。
④在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是 (填序号)。
正确答案
(1)否(不能)。(2分)
(2)增大压强,使合成氨的平衡右移,从而提高氨的产率。(2分)
增大反应速率,缩短达到平衡所需的时间。(2分)
(3)①2(1分);②=(1分);③(2分);④D(2分)。
略
纯碱(Na2CO3)在工业生产和生活中有重要应用,其实验室制法和工业制法如下:
【实验室制备纯碱】
(1)将饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度为30—35℃
(2)搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕,保温30分钟
(3)静置、过滤得NaHCO3晶体
(4)用少量蒸馏水洗涤、抽干
(5)将所得固体转入蒸发皿中灼烧得Na2CO3固体
问题:
①反应将温度需控制在30—35℃,通常采取的加热方法为 ;控制该温度的原因是 ;
②静置后只析出NaHCO3晶体的原因是 。
【工业制备纯碱】
③沉淀池中反应的离子方程式为 ;
④循环(I)、 循环(Ⅱ)中物质的化学式分别为 。
两种制备纯碱的方法中,共同涉及的化学反应方程式为 。
正确答案
①水浴加热(2分)
防止NH4HCO3分解而影响NaHCO3晶体的生成(2分)
②碳酸氢钠溶解度最小(2分)
③Na++NH3+H2O+CO2 = NaHCO3↓+NH4+(3分)
④NaCl、CO2(3分) 2NaHCO3 Na2CO3+ CO2↑+ H2O (3分)
略
工业酒精是含水约4%的液态乙醇。向工业酒精中加入生石灰,会发生如下的化学反应且生成物不溶于乙醇。 CaO + H2O =Ca(OH)2
要在实验室中将工业酒精转化为无水酒精,请回答下列问题:
(1)下列做法中,最不可取的是(填写代号)
加入过量的生石灰后过滤
加入过量的生石灰后蒸馏
加入过量的生石灰后分液
(2)为了防止暴沸应加入 。冷凝管中水从 口进,从 口出。
(3)用酒精灯作热源,在加热的过程中要适当调整酒精灯的上下或左右的位置,目的是 。
(4)在你选择需要加热的实验方法中,需用的玻璃仪器除酒精灯以外,还有
(仪器尽可能答完整)
正确答案
(1)AC (2分)
(2) 几粒沸石 下;上 (每空1分)
(3)使蒸馏烧瓶内的支管口处保持某一恒温 (2分)
(4) 温度计、蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、牛角管 (5分)
略
(16分)已知A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平,D的结构可用右下图模型表示。现以A为主要原料合成F和高分子化合物E,其合成路线如下图所示。
(1)A的结构式为 。 B中含官能团名称为 ;
(2)写出反应的化学方程式
①: 反应类型:
②: 反应类型:
(3)实验室怎样鉴别B和D?
(4)在实验室里我们可以用如图所示的装置来制取F,乙中所盛的试剂为 ,该溶液的主要作用是 ;该装置图中有一个明显的错误是 。
正确答案
(1)(1分) 羟基;
(2)2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO + 2H2O (氧化反应)
CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O(酯化反应,或写取代反应)
(3)取某一待测液于试管,滴加少量石蕊指示剂,若溶液变红,则所取待测液为乙酸,余下一种为乙醇(或其他合理方法)。
(4)饱和碳酸钠溶液;中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中,便于闻乙酸乙酯的香味;溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层析出。
导气管的出口伸入到饱和碳酸钠溶液液面以下。
略
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