【化学选修-化学与技术】(15分)
电石浆是氯碱工业中的一种废弃物,其大致组成如下表所示:
用电石浆可生产无水CaCl2,某化工厂设计了以下工艺流程:
已知氯化钙晶体的化学式是:CaCl2·6H2O;H2S是一种酸性气体,且具有还原性。
⑴反应器中加入的酸应选用___________________。
⑵脱色槽中应加入的物质X是_______________;设备A的作用是______________;设备B的名称为________________;设备C的作用是____________________。
⑶为了满足环保要求,需将废气H2S通入吸收池,下列物质中最适合作为吸收剂的是____________ _。反应的化学方程式为_________________。
A.水 B.浓硫酸 C.石灰乳 D.硝酸
⑷将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是______________________。
⑸氯碱工业离子方程式_____________________。
(15分)某化学小组以苯甲酸为原料,制取苯甲酸甲酯,已知有关物质的沸点如表:
物质 | 甲醇 | 苯甲酸 | 苯甲酸甲酯 |
沸点/℃ | 64.7 | 249 | 199.6 |
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入12.2 g苯甲酸和20 mL甲醇(密度约为0.79 g·cm-3),再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几块碎瓷片,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品。
⑴浓硫酸的作用是________________________________________ _________;
若反应产物水分子中有同位素18O,写出能表示反应前后18O位置的化学方程式
___________________________________________________。
⑵甲和乙两位同学分别设计了如图所示的两套实验室合成苯甲酸甲 酯的装置 (夹持仪器和加热仪器均已略去)。
根据有机物的沸点,最好采用______(填“甲”或“乙”)装置。
理由是______________________________________________。
⑶若要提高苯甲酸甲酯的产率,可采取的措施_
______ _。(任写一条)
Ⅱ.粗产品的精制
⑷苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等,现拟用下列流程图进行精制,请在流程图中方括号内填入操作方法的名称。
⑸通过计算,苯甲酸甲酯的产率为__________________________________。
(14分)2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失,市疾控中心紧急采购消毒药品,以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留,其主要成分H2O2是一种无色粘稠液体,请回答下列问题:
⑴火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态H2O2为助燃剂。已知:
N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=- 534 kJ·mol-1 ①
H2O2(1)=H2O(1)+1/2O2(g) △H=- 98.64 kJ·mol-1 ②
H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-l ③
则反应N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)的△H= ,
⑵据报道,以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作 原料的燃 料电池,负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2,可用作空军通信卫星电,其工作原理如图所示。
则该电池的正极反应____ ___
⑶H2O2是一种不稳定易分解的物质。右图是H2O2在没有催化剂时反应进程与能量变化图,请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图 。
⑷某化学兴趣小组欲测定H2O2的分解速率,取溶液0.5L进行分析,数据如表格所示:
t(S) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
n(H2O2) (moL) | 0.8 | 0.7 | 0.62 | 0.55 | 0.27 | 0.03 |
在上述表格中已知某一时刻向H2O2溶液中加入催化剂,则加入催化剂后整段时间内H2O2的平均分解速率___________。
⑸H2O2还是一种药物化学分析的氧化剂,能用于药物的分析。
①此检验过程中加过量H2O2反应的离子方程式为______________。
②从红褐色的悬浊液到最后的称量,其过程中所需的基本操作有___________(按操作的顺序填写)。
A.过滤 B.洗涤 C.萃取 D.分液 E.冷却 F.灼烧
③最后称量红棕色固体的质量为0.8960g,那么该药片中硫酸亚铁的质量分数为
_________(小数点后面保留一位有效数字)。
(14分)(Ⅰ)、A、B、C、D、E、五种元素均是短周期元素,且原子序数依次增大。B、E原子的最外层电子数均为其电子层数的2倍。D、E元素原子的最外层电子数相等。X、Y、Z、W、G、甲、乙七种物质均由上述中的两种或三种元素组成。元素B形成的单质M与甲、乙(相对分子质量:甲<乙)浓溶液的反应分别是:甲与M反应生成X、Y、Z,乙与M反应生成Y、Z、W,反应条件均省略。回答下列有关问题:
⑴X、Y、W均能与Z反应,若将标准状况下的X和D2按4:1充满试管后将其倒立于水槽中,待水不在上升时,试管内溶质的物质的量浓度是 (假设溶质不扩散)
⑵若将X、W、D2按4:4:3通入Z中充分反应,写出总的离子方程式
⑶G是一种既能与强酸又能与强碱反应的酸式盐,则G的电子式 ,取0.2mol/L的NaOH溶液与0.1mol/L的G溶液等体积混合后,加热至充分反应后,待恢复至室温剩余溶液中离子浓度的由大到小顺序是 ,此时测得溶液的PH=12,则此条件下G中阴离子的电离平衡常数Ka =
(Ⅱ)⑷某温度时,向AgNO3溶液中加入K2CrO4溶液会生成
Ag2CrO4沉淀,Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
该温度下,下列说法正确的是_________。
A. Ag2CrO4的溶度积常数(Ksp)为1×10-8
B. 含有大量CrO的溶液中一定不存在Ag+
C. a点表示Ag2CrO4的不饱和溶液,蒸发可以使溶液由a点变到b点
D. 0.02mol·L-1的AgNO3溶液与0.02mol·L-1的Na2CrO4溶液等体积混合会生成沉淀
⑸若常温下Ksp[Cr(OH)3]=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol·L-1,溶液的pH应调至_______。
T℃时,A气体与B气体反 应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。现向一体积可变的密闭容器中通入等物质的量的A气体和B气体,在恒温条件下发生反应达到平衡状态Ⅰ后,再升高到某温度,继续反应一段时间后达到平衡状态Ⅱ。下列叙述中正确的是( )
A.该反应在高温时才能自发进行
B.反应从开始到平衡状态Ⅰ的过程中,反应向正向进行,A的体积分数一直在减少
C.平衡状态Ⅰ到平衡状态Ⅱ的过程中,平衡向逆向移动,A的体积分数一直没有变化
D.反应从开始到平衡状态Ⅱ的过程中,平衡常数K和A的转化率都是先增大后减少
乙醛酸(OHCCOOH)是合成名贵高档香料乙基香兰素 的原料之一,可用草酸(HOOCCOOH)电解制备,装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电解时石墨电极应与直流电的正极相连
B.阴极反应式为:HOOCCOOH+2H++2e- =OHCCOOH+H2O
C.电解时石墨电极上有O2放出
D.电解一段时间后,硫酸溶液的pH不变化