(14分)碳酸锶广泛应用于电子工业。以天青石(主要成分为SrSO4)为基本原料制备碳酸锶。
(1)碳还原法制备。
①已知:SrSO4(s) + 4C(s) 4CO(g) + SrS(s) △H = +a kJ·mol-1
SrSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + SrS(s) △H=+b kJ·mol-1
则:反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H= ___________kJ·mol-1。
②SrS是强碱弱酸盐,热水中发生水解的化学反应方程式为_______________________。
③水解所得Sr(OH) 2与NH4HCO3按照物质的量比1:1投料制备SrCO3,则化学反应方程式为__________________________________________________。
(2)湿法制备。(已知:Ksp(SrSO4)=3.2×10-7,Ksp(SrCO3)=1.1×10-10。)
①将天青石矿粉与Na2CO3溶液搅拌混匀、加热,发生的离子反应方程式为: ____________。
②当转化完成时,混合液中c(CO32-)= 1.0×10-3mol/L,c(SO42-)=______________mol/L。
(1)钒触媒(V2O5)能加快SO2的氧化速率,此过程中SO2先与V2O5反应生成V2O4。该过程的化学方程式可表示为__________________________________________。
(2)为测定过程中混合气的SO2体积分数,选用0.0500 mol/L I2的标准溶液、淀粉溶液进行测定。已知:V(耗用I2标准溶液)=10.00 mL,V(采集烟气)=100.0 mL(已折算为标准状况),则烟气中SO2 的体积分数为_____________________。
(3)一定温度时,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图9所示。试分析工业生产中采用常压的原因是____________________。
图9
(4)在温度相同、体积均为1 L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下。
已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH =-98.3 kJ·mol-1。
容 器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反应物投入量 |
2 mol SO2、1 mol O2 |
2 mol SO3 |
m mol SO2、n mol O2、 p mol SO3 |
c(SO3) /mol·L-1 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
能量变化 |
放出a kJ |
吸收b kJ |
吸收c kJ |
SO2或SO3的转化率 |
α1 |
α2 |
12.5% |
则:α1+α2=_________________,p=________________mol,b+c=_______________kJ 。
(12分)已知Cr(OH)3在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)4]―,铬的化合物有毒,由于+6价铬的强氧化性,其毒性是+3价铬毒性的100倍。因此,必须对含铬的废水进行处理,可采用以下两种方法:
I.还原法 在酸性介质中用FeSO4等将+6价铬还原成+3价铬。具体流程如下:
有关离子完全沉淀的pH如下表:
有关离子 |
Fe2+ |
Fe3+ |
Cr3+ |
完全沉淀为对应氢氧化物的pH |
9.0 |
3.2 |
5.6 |
(1)写出Cr2O72―与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式__________________。
(2)还原+6价铬还可选用以下的________________试剂(填序号)。
A.明矾 B.铁屑 C.生石灰 D.亚硫酸氢钠
(3)在含铬废水中加入FeSO4,再调节pH,使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀。
则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂为:_____________(填序号);
A.Na2O2 B.Ba(OH)2 C.Ca(OH)2 D.NaOH
此时调节溶液的pH范围在____________(填序号)最佳。
A.3~4 B.6~8 C.10~11 D.12~14
II.电解法 将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe2+和Cr2O72一发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH一结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。
(4)写出阴极的电极反应式______________________________________。
(5)电解法中加入氯化钠的作用是:_______________________________________。
15分)苄佐卡因是一中医用麻醉药品,学名对氨基苯甲酸乙酯,它以对硝基甲苯为主要起始原料经下列反应制得:
请回答下列问题:
(1)写出A、B、C的结构简式:A 、B 、C 。
(2)用1H核磁共振谱可以证明化合物C中有 种氢处于不同的化学环境。
(3)写出同时符合下列要求的化合物C的所有同分异构体的结构简式(E、F、G除外)
①化合物是1,4-二取代苯,其中苯环上的一个取代基是硝基
②分子中含有结构的基团
注:E、F、G结构如下:
(4)E、F、G中有一化合物经酸性水解,其中的一种产物能与FeCl3溶液发生显色反应,写出该水解反应的化学方程式 。
(5)已知:
①
②
写出以苯酚钠、CH3CH2OH、(CH3CO)2O为原料合成的流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示如下:
(12分)菱锰矿的主要成分是碳酸锰,还含 Fe2O3、FeO 、CaO、MgO 等成分。某化工厂用废盐酸(质量分数约20%)与菱锰矿制备MnCl2·4H2O(106℃时失去一分子结晶水,198℃时失去全部结晶水而成无水物),部分工艺流程如下:
(1)废盐酸与菱镁矿中碳酸锰反应的化学方程式为:_______________________________。
(2)酸浸时,浸出时间对锰浸出率的影响如右图,工业采用的是浸取60min,其可能原因是:____________________________________________________。
(3)图中“净化剂X”可能是________________________。
(4)过滤4获得的盐Y,其主要成分是__________________________。
(5)浓缩结晶时,必须一出现晶膜立刻停止加热,其原因是:_______________________。
在容积为2 L的3个密闭容器中发生反应3A(g)+B(g)xC(g),按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反应物投入量 |
3 mol A、2 mol B |
6 mol A、4 mol B |
2 mol C |
到达平衡的时间(min) |
5 |
|
8 |
A的浓度(mol/L) |
c1 |
c2 |
|
C的体积分数 |
w1 |
|
w3 |
混合气体密度(g/L) |
ρ1 |
ρ2 |
|
下列说法正确的是
A.若x<4,则2c1>c2
B.若w3=w1,可断定x=4
C.无论x的值是多少,均有2ρ1=ρ2
D.容器甲中反应从开始到达平衡平均速率为v(A)=0.3 mol·L-1·min-1