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(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...

(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)6ec8aac122bd4f6e 4CO(g) + SrS(s)   △H = +a kJ·mol-1     

SrSO4(s) + 2C(s)6ec8aac122bd4f6e2CO2(g) + SrS(s)   △H=+b kJ·mol-1     

则:反应C(s) + CO2(g)6ec8aac122bd4f6e2CO(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)=3.2×10-7Ksp(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)①  (2分)   ②2SrS+2H2OSr(OH)2+Sr(HS)2(3分) ③Sr(OH)2+NH4HCO3= SrCO3+H2O+NH3·H2O(3分) (2)①SrSO4 + CO32- = SrCO3 + SO42-  (3分)     ②2.91(3分) 【解析】(1)①考查盖斯定律的应用。将反应SrSO4(s) + 4C(s) 4CO(g) + SrS(s)和SrSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + SrS(s)相减即得到2C(s) + 2CO2(g)4CO(g),所以C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H= kJ·mol-1。 ②强碱弱酸盐,水解显碱性,方程式为2SrS+2H2OSr(OH)2+Sr(HS)2。 ③根据原子守恒可知,反应式为Sr(OH)2+NH4HCO3= SrCO3+H2O+NH3·H2O。 (2)①根据复分解反应的特点可知,方程式为SrSO4 + CO32- = SrCO3 + SO42- 。 ②根据溶度积常数的表达式可知,c(CO32-)︰c(SO42-)=Ksp(SrCO3)︰Ksp(SrSO4),代入有关数据即可得到c(SO42-)=2.91mol/L。
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考点分析:
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(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SO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____________________。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

              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)6ec8aac122bd4f6e2SO3(g)   ΔH =-98.3 kJ·mol-1

容  器

反应物投入量

2 mol SO2、1 mol O2

2 mol SO3

m mol SO2n 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

 

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(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:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

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发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH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:_______________________________________。

 

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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:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

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分子中含有说明: 6ec8aac122bd4f6e结构的基团

注:E、F、G结构如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(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:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

写出以苯酚钠、CH3CH2OH、(CH3CO)2O为原料合成说明: 6ec8aac122bd4f6e的流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(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:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(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:_______________________。

 

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在容积为2 L的3个密闭容器中发生反应3A(g)+B(g)说明: 6ec8aac122bd4f6exC(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

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w3w1,可断定x=4

C.无论x的值是多少,均有2ρ1ρ2

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

 

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