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【化学—选修2:化学与技术】 I、污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2+、...

【化学—选修2:化学与技术】

I、污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是(   

A.氨水      B.硫化氢气体     C.硫酸钠溶液        D.纯碱溶液

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II、合成氨的流程示意图如右图:

回答下列问题:

(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是                              ;氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式                           

(2)设备A中含有电加热器、触煤和热交换器,设备A的名称           ,其中发生的化学反应方程式为                   

(3)设备B的名称               ,其中m和n是两个通水口,入水口是           (填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因                     

(4)设备C的作用                            

(5)在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2 (g)+ H2 (g),已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化超过90%,则起始物中c(H2O):c(CO)不低于         

 

Ⅰ、AC Ⅱ、(1)液化、分馏;与碳反应除去O2 C+H2OH2+CO;CH4+H2O3H2+CO(2) 合成塔 (3)冷却塔;n;高温气体由冷却塔的上端进入,冷却水从下端进入,逆向冷却效果好(4)将液氨与未反应的原料气分离(5)13.8 【解析】 试题分析:(2)合成氨的反应在合成塔中进行,合成塔能够保证原料气在最佳条件下进行反应。(3)冷却塔把氨气冷凝液化分离出来,促进合成氨反应正向进行。为了使氨气被充分冷凝,应从n进水,能够增加冷凝水与氨气的接触时间,提高冷却效果。(5)由化学反应三段式可知若反应恰好完全进行令n(CO)=1mol则n(H2O)=13.8mol,c(H2O):c(CO)>=13.8:1。 考点:工业合成氨工艺流程;可逆反应极限法的应用。  
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考点分析:
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水合肼(N2H4·H2O)又名水合联氨,无色透明,具有腐蚀性和强还原性的碱性液体,它是一种重要的化工试剂,利用尿素法生产水合肼的原理为:CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+ N2H4·H2O +NaCl

实验一:制备NaClO溶液。(实验装置如右图所示)

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(1)配制30%NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒外还有          (填标号)。

A.容量瓶      B.烧杯      C.烧瓶      D.玻璃棒

(2)锥形瓶中发生反应的离子方程式是                      

(3)设计实验方案:用中和滴定原理测定反应后锥形瓶中剩余NaOH的浓度(实验提供的试剂:H2O2溶液、FeCl2溶液、0.10 mol·L-1盐酸、酚酞试液):                         

实验二:制取水合肼。(实验装置如右图所示)

(4)控制反应温度,将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液,收集108~114馏分。分液漏斗中的溶液是           (填标号)。A.CO (NH2) 2溶液  B.NaOH和NaClO混合溶液原因是:                      (用化学方程式表示)。

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实验三:测定馏分中肼含量。

(5)称取馏分5.0g,加入适量NaHCO3固体,加水配成250mL溶液,移出25.00mL置于锥形瓶中,并滴加2~3滴淀粉溶液,用0.10mol·L-1的I2溶液滴定。滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右。(已知:N2H4·H2O + 2I2 = N2↑+ 4HI + H2O)

滴定时,碘的标准溶液盛放在         (填“酸式”或“碱式”)滴定管中;本实验滴定终点的现象为          

实验测得消耗I2溶液的平均值为18.00mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为              

 

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碳酸亚铁(FeCO3)是菱铁矿的主要成分,将其隔绝空气加热到200开始分解为FeO和CO2,若将其在空气中高温煅烧则生成Fe2O3

(1)已知25,101kPa时:C(s)+O2(g)=CO2(g)   H=-393 kJ·mol-1

铁及其化合物反应的焓变示意图如右图:

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请写出FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3的热化学方程式                    

(2)据报道,一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁。其反应为:

Fe2O3(s)+3CH4(g) 满分5 manfen5.com2Fe(s) + 3CO(g)+6H2(g)   H

反应在3L的密闭容器中进行,2min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少4.8g,则该段时间内用H2表示该反应的平均反应速率为               

将一定量的Fe2O3(s)和3CH4(g)置于恒温恒容密闭容器中,在一定条件下反应,能说明反应达到平衡状态的是           

A.CO和H2的物质的量之比为1:2               B.混合气体的密度不再改变

C.铁的物质的量不再改变                     D.v(CO)= 2v(H2)

在容积均为VL的I、II、III三个相同密闭容器中加入足量“纳米级”的金属铁,然后分别充入a mol CO和2a mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示,此时I、II、III三个容器中一定处于化学平衡状态的是             ;上述反应的H        0(填“大于”或“小于”)。

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甲烷经重整催化作用提供反应气的燃料电池如右图以熔融Li2CO3 和K2CO3为电解质)。则正极电极反应式为           ,以此电池为电源电解精炼铜,当有0.1 mol e- 转移时,有           3.2 g铜溶解(填“>”、“<” 或“=”)

(3)Fe2O3用CO还原焙烧的过程中,反应物、生成物和温度之 间的关系如右图所示。

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若在800 ,混合气体中CO2体积分数为40%的条件下,Fe2O3用CO还原焙烧,写出反应的化学方程式为              

(4)Fe2O3还可以用来制备FeCl3,通过控制条件FeCl3可生成聚合物,其离子方程式为:x Fe3++y H2O满分5 manfen5.comFex(OH)y(3x-y)++y H+下列措施不能使平衡正向移动的是            (填序号)

A.加水稀释   B.加入少量铁粉     C.升温     D.加入少量Na2CO3

 

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为回收利用废镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等),科研人员研制了一种回收镍的新工艺。工艺流程如右图:

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已知常温下:有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如右表 Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O常温时,Ksp(CaF2)=2.7×10-11

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回答下列问题:

(1)写出酸浸时Fe2O3和硫酸反应的化学方程式                   

(2)浸出渣主要成分为CaSO4·2H2O和             两种物质。

(3)操作B是除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下方案:向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH在3.7~7.7范围内,静置,过滤。请对该实验方案进行评价                     (若原方案正确,请说明理由;若原方案错误,请加以改正)。

(4)流程中的“副产品”为              (填化学式)。在空气中灼烧CuS可以得到铜的氧化物,向Cu、Cu2O、CuO组成的混合物中加入1L 0.6 mol·L-1HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到2240mLNO气体(标准状况),若该混合物中含0.1molCu,与稀硫酸充分反应至少消耗             mol H2SO4

(5)操作C是为了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F浓度为3×10-3mol·L-1,则溶液中满分5 manfen5.com=    

(6)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步:

碱性条件下,Cl-在阳极被氧化为ClO-,则阳极的电极反应式为                    

Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。则该步反应的离子方程式为                            

 

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在100mLNa2CO3与NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1mol·L-1 盐酸,测得溶液中的CO32-、HCO3-、AlO2、Al3+离子的物质的量与加入盐酸溶液的体积变化关系,如下图所示。下列说法正确的是

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A.a点溶液中:c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(H+)= c(OH-)

B.b点所得溶液中阴离子浓度大小顺序为:c(Cl-)>c(HCO3-)> c(CO32-)> c(OH-)

C.c点溶液中:c(Cl-)+ c(HCO3-) +c(H2CO3) +c(CO32-)=1.5 mol·L-1

D.d→e的过程中水的电离程度逐渐减小

 

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X、Y、Z、W、M五种短周期元素,X、Y同周期,X、Z同主族,Y形成化合物种类最多,X2-、W3+具有相同的电子层结构,M为短周期主族元素中原子半径最大的元素。下列说法正确的是

A.原子半径大小顺序为M>W>X>Z>Y

B.W元素形成的可溶性盐溶液一定显碱性

C.M、X只能形成离子化合物,且形成的离子化合物中只含离子键

D.W的氧化物与Z、M的最高价氧化物的水化物均能反应

 

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