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为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用含有铝、铁和铜的合金...

为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。

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请回答:

1)写出步骤反应的离子方程式:                        

2)试剂X             。步骤中均需进行的实验操作是              

3)进行步骤时,该小组用如图所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少,可采取的改进措施是              

4)用固体F制备CuSO4溶液,可设计以下三种途径:

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写出途径中反应的离子方程式                                ,请选出你认为的最佳途径           说明选择的理由                 

 

(15分) (1)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑; (2)稀硫酸;过滤; (3)在装置a、b之间增加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶; (4)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;②;对环境无污染,耗硫酸少。 【解析】 试题分析:铝、铁和铜的合金中只有金属铝可以和氢氧化钠之间反应生成溶液A偏铝酸钠,固体B是金属铁和金属铜,A中通入过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀C和碳酸氢钠溶液D,金属铁可以和硫酸之间发生反应生成硫酸亚铁和氢气,但是金属铜和稀硫酸之间不反应,硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶可以获得绿矾晶体,金属铜可以获得胆矾晶体。 (1)步骤Ⅰ加过量的氢氧化钠,金属铝和氢氧化钠反应,金属铝溶解其中生成偏铝酸钠溶液,即2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑; (2)金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应,金属铜和稀硫酸之间不反应,但是金属铁可以和稀硫酸之间反应生成硫酸亚铁和氢气,进而制的绿矾晶体,所以试剂X为稀硫酸;步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是固体和液体的分离操作,应该是过滤,故答案为:稀硫酸;过滤; (3)进行步骤Ⅱ时,该小组用如图2所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中.一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少,其原因是二氧化碳气体中含有从盐酸中挥发出的氯化氢气体,氯化氢在水中溶解了部分沉淀氢氧化铝,发生的反应为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,为了避免固体C减少,可在制取二氧化碳的收集装置中增加一个洗去氯化氢的装置,二氧化碳在饱和碳酸氢钠中不溶,氯化氢和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体,所以可在装置I和Ⅱ之间增加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,除去二氧化碳中的氯化氢,故答案为:在装置I和Ⅱ之间增加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶; (4)金属铜可以和硝酸之间反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,即3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,铜不能和稀硫酸反应,但是当加热并通入空气之后,铜和氧气反应生成氧化铜,然后氧化铜会和硫酸反应生成硫酸铜,不会产生污染大气的气体,该过程原料利用率高,所以途径②最佳,故答案为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O;②;对环境无污染,耗硫酸少。 考点:考查了物质制备方案的设计的相关知识,明确工艺流程原理是解答本题的关键,注意掌握物质制备方案的设计与评价原则是解题的关键。  
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考点分析:
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WXYZ四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数1112的化合物。

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请回答下列问题。

1H2Y2的电子式为___________Z在周期表中的位置___________

2)在图中,bpH约为7,且含有Fe2+和淀粉KI的水溶液,aH2Y2的水溶液,旋开分液漏斗旋钮,观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2molI-时,共转移3mol电子,该反应的离子方程式是_________________________

3)已知:298K时,金属钠与Y2气体反应,若生成1molNa2Y固体时,放出热量414kJ;若生成1molNa2Y2固体时,放出热量511kJ。则由Na2Y固体与Y2气体反应生成Na2Y2固体的热化学方程式为_____________

4)有人设想利用原电池原理以气体Z2和氢气制备一种重要的化工原料,同时获取电能。假设这种想法可行,用石墨作电极材料,用稀盐酸作电解溶液,则通入Z2的电极为原电池的___________极,其电极反应式为____________________

 

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目前,回收溴单质的方法主要有水蒸气蒸馏法和萃取法等。某兴趣小组通过查阅相关资料拟采用如下方案从富马酸废液(含溴027%)中回收易挥发的Br2

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1)操作X所需要的主要玻璃仪器为               ;反萃取时加入20%NaOH溶液,其离子方程式为                   

2)反萃取所得水相酸化时,需缓慢加入浓硫酸,并采用冰水浴冷却的原因是:                  

3)溴的传统生产流程为先采用氯气氧化,再用空气水蒸气将Br2吹出。与传统工艺相比,萃取法的优点是                   

4)我国废水三级排放标准规定:废水中苯酚的含量不得超过100mg/L。实验室可用一定浓度的溴水测定某废水中苯酚的含量,其原理如下:

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请完成相应的实验步骤:

步骤1:准确量取2500mL待测废水于250mL锥形瓶中。

步骤2:将45 mL 002mol/L溴水迅速加入到锥形瓶中,塞紧瓶塞,振荡。

步骤3:打开瓶塞,向锥形瓶中加入过量的01mol/L KI溶液,振荡。

步骤4                    ,再用001 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗 Na2S2O3溶液15 mL。(反应原理:I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6

步骤5:将实验步骤1~4重复2次。

该废水中苯酚的含量为              mg/L

步骤3若持续时间较长,则测得的废水中苯酚的含量           。(填偏高偏低无影响)。

 

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1.0L密闭容器中放入l.0molXg),在一定温度进行如下反应:Xg满分5 manfen5.comYg +Zg△H=akJmol-1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:

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回答下列问题:

1)实验测得,随温度的升高反应的平衡常数K增大,则△H__________0(填><=

2)其他条件不变时,为使平衡向右移动,采用的下列措施可行的是__________

A.缩小容器容积  B.及时分离出YZ  C.使用合理的催化剂  D.升高体系温度

3)计算平衡时X的转化率为__________,该温度下反应的平衡常数值为:___________

4)由总压强p和起始压强po表示反应体系的总物质的量n(总)和反应物X的物质的量nX),则n(总)=__            molnX=__       mol,反应物X的转化率aX)的表达式为_________

 

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利用芳香烃X和烯烃Y可以合成紫外线吸收剂BAD

已知:G不能发生银镜反应,BFeCl3溶液显紫色,CD的过程为引入羧基(—COOH)的反应。其中BAD结构简式为:

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BAD的合成路线如下:

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试回答下列问题:

1)写出结构简式:Y                  D                 

2)上述属于取代反应的有           (填数字序号)。

31molBAD最多可与含               molNaOH的溶液完全反应。

4)写出下列反应的化学方程式,注明反应条件:反应                

B+E                

5E有多种同分异构体,判断符合下列要求的同分异构体数目为         种。

能发生银镜反应  FeCl3溶液显紫色  核磁共振氢谱图中有四个吸收峰

 

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铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。

铝土矿的主要成分是Al2O3SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下:

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以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:

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回答下列问题:

1)写出反应1的离子方程式________________________                     

2)滤液中加入CaO生成的沉淀是___________,反应2的离子方程式为_____________

3E可作为建筑材料,化合物C___________,写出由D制备冰晶石的化学方程式____________

4)电解制铝的化学方程式是______________,以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是___________

 

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