【化学——化学与技术】(15分)硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在
的郊区(填选项的标号)
A.有丰富黄铁矿资源的城市 B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸较多的工业城市 D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)据测算,接触法制硫酸过程中,若反应热都未被利用,则每生产1t 98%硫酸需消耗3.6×105kJ能量。若反应:SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g) △H=-98.3kJ·mol-1;放出的热量能在生产过程中得到充分利用, 请通过计算判断每生产1t98%硫酸只需外界提供(或可向外界输出) 千焦能量;
(3)CuFeS2是黄铁矿的另一成分,煅烧时,CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为 。
(4)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
沸腾炉温度/℃ |
600 |
620 |
640 |
660 |
矿渣中CuSO4的质量分数/% |
9.3 |
9.2 |
9.0 |
8.4 |
已知CuSO4在低于660℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因 。
(13分)“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:
___ C+ ___ KMnO4+ H2SO4 = ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
①实验1中以v (CO2) 表示的反应速率为 (保留小数点后二位数,下同)。
②实验2条件下平衡常数K=_________,该反应为 (填“吸”或“放”)热反应。
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式:
。
⑷某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置。
①该电池负极的电极反应为: 。
②该电池工作时,溶液中的OH-向______极移动。
(16分)文献资料显示某地区的酸雨主要为硫酸型和盐酸型酸雨。某兴趣小组对酸雨进行实验研究。
(1)提出合理的假设:该酸雨中的溶质除H2SO4、HC1外,该小组同学根据硫酸型酸雨的形成过程,预测主要溶质还一定有 。
(2)设计实验方案验证以上假设。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。
限选试剂及义器:盐酸、硝酸、BaC12溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3溶液、紫色石蕊试液、品红溶液、烧杯、试管、胶头滴管。
(3)酸雨部分组成测定:
①滴定:准确量取25.00mL该酸雨于锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液,将0.02000mol·L—1 碘水装入50mL酸式滴定管,滴定终点现象为 ,记录数据,重复滴定2次,平均消耗碘水VmL。
②计算:被碘水氧化的物质的物质的量浓度之和为 (只列出算式,不做运算)
(14分)常见化学反应方程式A+BX+Y+H2O。请回答:
(1) 若A为易溶于水的盐,B是强碱,实验室常用此反应制备气体X,写出该反应的化学方程式 ,检查其中气体X的方法是 。
(2) 若A为黑色固体,Y是黄绿色气体,写出Y 的电子式 ,该反应的离子方程式 是 。将气体Y通入NaOH溶液中加热发生反应,当消耗6.72L(标准状况)Y气体时,转移0.5mol电子,写出该反应的化学方程式 。
(3) 若A为金属单质,B是稀硝酸,当A与B以物质的量之比为1:4进行反应,生成无色气体X,遇空气立即变为红棕色。且A可溶于Y溶液中。
①写出该反应的化学方程式 。
②含0.5molY的溶液溶解了一定量A后,若溶液中两种金属阳离子的物质的量恰好相等,则被还原的Y是 mol。
已知短周期元素甲、乙、丙、丁、戊的原子序数依次增大,其氢化物中甲、乙、丙、丁、戊的化合价如下,下列说法正确的是:
A.乙的常见氧化物只有一种
B.气态氢化物稳定性:丙>丁
C.丙的氧化物能与戊的氢化物的水溶液反应
D.原子半径大小:甲<丙
普罗帕酮为广谱高效抗心律失常药。下列说法正确的是:
A.可用溴水或FeCl3溶液鉴别X和Y
B.反应物X与中间体Y互为同系物
C.普罗帕酮分子中有2个手性碳原子
D.X、Y和普罗帕酮都能发生加成、水解、氧化、消去反应