(10分)常温下,某工厂以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料,设计如图所示制取硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的生产工序和流程。
回答下列问题:
(1)(I)中制取硫酸铜的总反应的化学方程式为 。
(2)在上述反应中可以被循环利用的物质为 (写化学式)。
(3)①某同学在实验室中模拟上述生产过程实现上述方案,请根据该同学的思路在下列装置中选用适当的装置,并将它们的编号填入方框内。
②装置C的作用是 。
(4)硫酸铜晶体也可以直接用浓硫酸和粗铜反应制取,与上述方法相比,其缺点是 。
(10分)碘酸钾是一种白色结晶粉末,无臭无味。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用,被还原为单质碘,在碱性介质中,碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定,加热至560 ℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下图所示。
(1)在反应器中发生的反应I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2(未配平),生成两种还原产物所得电子数目相同,请写出已配平的该反应的化学方程式: 。
(2)步骤②中,用硝酸而不用HI,其原因可能是 。
(3)步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气,排出氯气的原因为 。
(4)参照下表碘酸钾的溶解度,步骤⑾得到碘酸钾晶体,应采用的方法是 。
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
KIO3(g/100g水) |
4.60 |
6.27 |
8.08 |
12.6 |
18.3 |
24.8 |
(5)KIO3可用电解的方法制得,原理是以石墨为阳极,以不锈钢为阴极,在一定温度和电流下电解KI溶液。总反应方程式为KI+3H2O=KIO3+3H2↑,则阴极的电极反应式为 。
(14分)已知:化合物B、C、E中含有两种相同的元素,A可用于玻璃、洗涤剂等的生产,B可用于制作光纤,G的组成元素与D相同。这些化合物之间存在下图所示的转化关系。
请回答:
(1)在化合物A、C、F中含有的相同元素 。
(2)化合物C的化学式为 ,其水溶液的pH 7(填“>”或“<”)。
(3) 700 ℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的G(g)和H2O(g),发生反应:
G(g)+H2O(g) D(g)+H2(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1>t2):
反应时间/min |
n(G)/mol |
n(H2O)/ mol |
0 |
1.20 |
0.60 |
t1 |
0.80 |
|
t2 |
|
0.20 |
① 反应在t1min内的平均速率为v(H2)= mol/(L·min)
② 保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60 mol G和1.20 mol H2O,到达平衡时,
n(D)= mol。
③ 温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
(12分)下表是短周期中部分元素的原子半径及主要化合价。
元素代号 |
W |
R |
X |
Y |
Z |
原子半径/nm |
0.037 |
0.157 |
0.066 |
0.070 |
0.077 |
主要化合价 |
+1 |
+1 |
-2 |
-3,+5 |
+2,+4 |
请回答:
(1)Z在元素周期表中的位置是 ,Z单质与Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应可生成一种红棕色气体,则反应的化学方程式为 。
(2)实验室制取YW3的化学方程式为 。
(3)R2X2与W2X反应的离子方程式为 ,若反应中转移的电子数为0.4×6.02×1023,则参加反应的R2X2的质量为 。
(4)X与Z组成一种有臭味的气体,与氧气按物质的量之比为1:2混合后恰好完全燃烧,生成稳定的氧化物,在同温同压下测得燃烧前后气体的总体积不变,则该反应的化学方程式是 。
(10分)在一定条件下,物质A~E转化关系如下图所示,其中A为单质,常温下E为无色液体。
(1)若A、C、D均含氯元素,C为氯碱工业的原料,D的溶液具有漂白性。
①A与B反应的化学方程式是 。
②D的溶液可使KI淀粉溶液显蓝色,则D与KI在溶液中反应的离子方程式是 。
③检验C中所含阴离子的实验方法是 。
(2)若A为银白色金属,B为某酸的浓溶液。常温下该反应不能进行,加热后可以发生反应。C可用于做净水剂,D为可形成酸雨的无色气体。C与过量氢氧化钠溶液反应的离子方程式是 。
(3)上述(1)、(2)中的D都能使品红溶液褪色,利用褪色后的溶液探究使其褪色的物质的实验方法是 。
下列说法正确的是
A.pH均为2的醋酸和盐酸加水稀释100倍,所得溶液的pH:醋酸 >盐酸
B.pH为11的氨水和pH为3的盐酸溶液等体积混合,所得溶液中c(C1-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
C.浓度均为0.1 mol/L的 NaOH溶液和CH3COONa溶液等体积混合后的溶液:
c(Na+) + c(CH3COO—)=c(OH—) + c(H+)
D.浓度均为0.1 mol/L的醋酸和CH3COONa溶液等体积混合,溶液中有下列关系:
c(CH3COOH) + 2 c(H+) = c(CH3COO-) + 2c(OH-)