(10分)温家宝总理多次指出要大力抓好节能降耗、保护环境。请你分析并回答下列问题:
(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,具有“原子经济性”。下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是 ____________________。
A.制备环氧乙烷:
B.制备硫酸铜Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O
C.制备甲醇: 2CH4+O22CH3OH
D.制备硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)冶金废水中含有[Au(CN)2]-,其电离出的CN-有毒,当与H+结合生成HCN时,其毒性更强。工业上处理这种废水是在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体,该反应的方程式为 _____________________________,在酸性条件下,ClO-也能将CN-氧化,但实际处理时却不在酸性条件下进行的主要原因是 ____________________________________________________________。
(3)工业上目前使用两种方法制取乙醛——“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”。下面两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息:
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乙炔水化法 |
乙烯氧化法 |
原料 |
乙炔、水 |
乙烯、空气 |
反应条件 |
HgSO4、100~125℃ |
PdCl2-CuCl2、100~125℃ |
平衡转化率 |
乙炔平衡转化率90%左右 |
乙烯平衡转化率80%左右 |
日产量 |
2.5吨(某设备条件下) |
3.6吨(相同设备条件下) |
表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量
表二:原料来源生产工艺
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原料生产工艺过程 |
乙炔 |
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乙烯 |
来源于石油裂解气 |
从两表中分析,现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因。
①从产率和产量角度分析 。
②从环境保护和能耗角度分析 。
(10分)MnO2和锌是制造干电池的主要原料。某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山,它们的主要成份为:
软锰矿:MnO2含量≥65% Al2O3含量为4%
闪锌矿:ZnS含量≥80% FeS、 CuS、 CdS含量各为2%
电解法生产MnO2传统的工艺主要流程为:软锰矿加煤还原焙烧;用硫酸浸出焙烧料;浸出液经净化后再进行电解,MnO2在电解池的阳极析出。
电解锌的传统生产工艺为:闪锌矿高温氧化脱硫再用热还原法还原得粗锌:
2ZnS+O22ZnO+2SO2 2C+O22CO ZnO+COZn(g)+CO2
将用热还原法制得的粗锌溶于硫酸,再电解ZnSO4溶液可生产纯度为99.95%的锌。
现在生产MnO2和锌的新工艺主要是通过电解获得MnO2和锌,副产品是硫、金属铜和镉。简化流程杠图如下:
试回答下列问题:
(1)Zn的原子序数为30,它在元素周期表中的位置是 ;软锰矿、闪锌矿粉未与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化-还原反应,例如:MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O,据此写出MnO2在酸性溶液中分别FeS发生氧化-还原反应的化学方程式 ;软锰矿中Al2O3溶于硫酸的离子方程式 ;由滤渣甲回收硫黄的实验方法是 ;
(2)用离子方程式表示浸出液A与适量Zn粉作用得到滤液B与滤渣乙的过程 ______________________________________________________________________。
(3)滤渣丙的化学成分是 ;
(4)用铁和铂电极电解MnSO4和ZnSO4的混合溶液可以得到Zn和MnO2,电解时,铁做 极,铁极发生的电极反应为 。
(8分)下图是无机物A~M在一定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)其中,I是自然界中含量最高的金属,K是一种红棕色气体。
(1)A是 ,G是 。
(2)反应⑦的化学方程式是 。
(3)反应④的离子方程式是 。
(4)在反应②③⑥⑨中,既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是 。
(5)将化合物D与KNO3、KOH共融,可制得一种“绿色环保”高效净化剂K2FeO4(高铁酸钾),同时还生成KNO2和H2O。该反应的化学方程式是 。
(10分)硫酸铵是一种常用的铵态氮肥。下表是硫酸铵化肥品质的主要指标。
指标 项目 |
优等品 |
一等品 |
合格品
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外观 |
白色结晶,无可见机械杂质 |
无可见机械杂质 |
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氮(N)含量 |
≥21.0% |
≥21.0% |
≥20. 5% |
新华中学化学研究性学习小组为本地农业生产服务,对某农用品商店出售的一等品硫酸铵化肥的品质进行探究。
[观察外观] 该硫酸铵化肥无可见机械杂质。
[实验探究]按右图所示装置进行实验。
(1)烧瓶内发生反应的离子方程式为:_________________________________________________
烧杯中盛放的试剂最好是 ___ __(填“浓硫酸”、“稀硫酸”或“水”)。
(2)实验过程中,需往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液并充分加热的原因是_________________________________。
[交流讨论]
甲同学:根据此实验测得的数据,计算硫酸铵化肥的含氮量可能偏高,因为实验装置中存在一个明显缺陷是:__________________________________________________。
乙同学:实验装置中还存在另一个明显缺陷是:___________________________________________________________________________________________________ 。
经过大家充分讨论一致认为:针对甲、乙两位同学指出的实验装置中存在的明显缺陷,需改进实验装置,重新进行实验。
[探究结论]
称取13.5 g硫酸铵化肥样品,用改进后的实验装置重新进行实验,测得实验前后B装置增重3.40 g。该化肥 (填“是”或“不是”)一等品。
将a mol FeS与b mol FeO投入到VL、c mol/L的硝酸溶液中充分反应,只产生NO气体,所得澄清溶液的溶质是Fe(NO3)3、H2SO4,则反应中未被还原的硝酸可能为( )
A.(a+b)×63g B.(a+b)×189g C.(a+b) mol D.cV-(9a+b)/3 mol
向一定量的K2CO3溶液中缓慢滴加稀盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入,溶液中离子数目也相应地发生变化。如图所示,四条曲线与溶液中的离子的对应关系,完全正确的是 ( )