【选修2:化学与技术】(15分)
空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:
(1)步骤④的离子反应方程式为 。
(2)溴微溶于水,步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,它们的相对密度相差较大。分离出液溴的实验室方法为 。
(3)步骤⑥如果在实验室中进行,需用到的玻璃仪器有 。
(4)工业生产不直接蒸馏含溴的海水得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”,原因是 。
(5)苦卤水还可以用于制取金属镁,用化学方程式表示从苦卤水制取金属镁的反应原理 。
(8分)氢氧化钾是重要的工业产品。请回答:
(1)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 。
(2)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是 。
②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因: 。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口 (填写“A”或“B”)导出。
(10分)苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某化学小组采用如图装置,以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯。有关物质的物理性质见下表所示:
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol甲醇,再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒沸石,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品。
(1)甲装置的作用是: ;冷却水从 (填“a”或“b”)口进入。
Ⅱ.粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制.
(2)试剂1可以是 (填编号),作用是 。
A.稀硫酸 B.饱和碳酸钠溶液 C.乙醇
(3)操作2中,收集产品时,控制的温度应在 ℃左右。
(4)实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g,则苯甲酸的转化率为 。(结果保留三位有效数字)
(8分) 硫酸镁在医疗上具有镇静、抗挛等功效。以菱镁矿(主要成分是MgCO3)为主要原料制备硫酸镁的方法如下:
(1)步骤②中发生反应的离子方程式为 。
(2)步骤④中调节pH=6.0~6.5的目的是 。
(3)步骤⑤的操作为
(4)已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示:
pH | < 8.0 | 8.0 ~ 9.6 | > 9.6 |
颜色 | 黄色 | 绿色 | 蓝色 |
25℃时,向Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液所呈现的颜色为 [25℃时,Ksp[Mg(OH)2] =5.6×10-12]。
(8分)(1)氢是未来最好的能源选择,制取氢气的成熟的方法有很多,利用甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:
CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g) H(298K)=+ 49.4 kJ/mol
一定条件下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g),实验测得:达到平衡状态时,吸收热量19.76 kJ。则
①达平衡时混合气体的压强是反应前的 倍。
②该条件下的该反应的平衡常数是 (结果保留两位有效数字)。
③该条件下反应达平衡状态的依据是(填序号) 。
A.v正(CH3OH)=v正(CO2) B.混合气体的密度不变
C.c(CH3OH)=c(H2O) D.混合气体的总物质的量不变
(2) 甲、乙两容器体积相等,甲容器通入1 mol SO2和1 mol O2,乙容器通入1 mol SO3和0.5 mol O2,发生反应:2SO2(g) + O2 (g) 2SO3(g) H<0,甲、乙起始反应温度相同,均和外界无热量交换,平衡时,甲中SO2的转化率为a,乙中SO3的分解率为b,则a、b的关系为a+b _______ 1(填“﹤”、“﹥”或“=”) 。
(9分)已知A、B、C、D、E、F都是短周期的主族元素,原子序数依次增大,其中A是宇宙中最丰富的元素,B的单质常温下为气体,C和E同主族,C和E可形成EC2和EC3两种分子,D是短周期中原子半径最大的元素。请回答下列问题:
(1)①B在元素周期表中的位置________________________________;
②上述元素的最高价氧化物的水化物中酸性最强的是 (写化学式)。
(2)C、D、E、F四种元素对应的简单离子的半径由小到大的顺序是(用离子符号表示) 。
(3)工业上常用A、B组成的物质X来检验F的单质是否发生泄漏,有大量白烟生成,写出此反应的化学方程式____________。其中该反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为___________。