下列说法正确的是
A.含有食品添加剂的食物对人体健康均有害
B.普通玻璃和氮化硅陶瓷都属于新型无机非金属材料
C.大力推广应用燃料“脱硫、脱硝”技术,可减少硫氧化物和氮氧化物对空气的污染
D.为消除碘缺乏病,政府规定在食盐中必须添加一定量的KI
(16分)工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产硫酸亚铁溶液,进而可制备绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O](俗称莫尔盐)等重要试剂。生产硫酸亚铁溶液的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)加入少量NaHCO3,调节溶液pH的目的是__________________________。
(2)硫酸亚铁溶液在空气中久置容易变质,用离子方程式表示其变质的原因:_____。
(3)若向所得FeSO4溶液中加入少量3 moL• L-1 H2SO4溶液,再加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后得到硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O](俗称莫尔盐)。硫酸亚铁铵较绿矾稳定,在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe2+的标准溶液。现取0.352g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用40.00 mL0.150 mol•L-1 KMnO4溶液处理,发生反应如下:
8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O
6MnO4-+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液,剩余的KMnO4恰好与50.00mL 0.200 mol•L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。
①配平离子方程式: MnO4-+ Fe2++ H+—— Mn2++ Fe3++ H2O
②Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用0.150 mol•L-1 KMnO4溶液处理后,溶液需煮沸的原因是:_______________________________________________。
③实验室配制500mL 3 moL• L-1 H2SO4溶液,需要质量分数为98%,密度为1.84g• mL-1硫酸的体积为__________ mL。(保留1位小数)
④试计算混合物中CuS的质量分数(写出计算过程)。
(10分)科学家认为,氢气是一种高效而无污染的理想能源,近20年来,对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展。
(1)为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是 。(选填字母)
A.电解水 B.锌和稀硫酸反应
C.光解海水 D.分解天然气
(2)用水分解获得氢气的能量变化如图所示,表示使用催化剂是曲线 。该反应为 (放热还是吸热)反应。
(3)1g的氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量.写出其完全燃烧的热化学方程式: 。
(4)氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图所示实验:
上图装置中,某一铜电极的质量减轻 6.4g ,则 a 极上消耗的O2在标准状况下的体积为 L。
(12分)某化工集团为了提高资源利用率减少环境污染,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链。其主要工艺如下:
(1)写出工业上电解食盐水反应的化学方程式 。
(2)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式: 。
(3)已知:①Mg(s) +Cl2(g)=MgCl2(s);ΔH=-641 kJ·mol-1
②Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s);ΔH=-770 kJ·mol-1
则2Mg(s)+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+Ti(s);ΔH= ,反应2Mg+TiCl42MgCl4+Ti在Ar气氛中进行的理由是 。
(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池中正极上的电极反应式是 ,负极区的pH (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(14分)PCl3可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下:
| 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g·mL-1 | 其他 |
黄磷 | 44.1 | 280.5 | 1.82 | 2P(过量)+3Cl22PCl3;2P+5Cl2(过量) 2PCl5 |
PCl3 | —112 | 75.5 | 1.574 | 遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3 |
POCl3 | 2 | 105.3 | 1.675 | 遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3 |
(一)制备:下图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)
(1)仪器乙的名称 。
(2)实验室以制备Cl2的离子方程式: 。
(3)碱石灰的作用是 , 。
(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前,应先通入一段时间的CO2,其目的是 。
(二)提纯:
(5)粗产品品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后,通过 (填实验操作名称),即可得到PCl3的纯品。
(三)分析:
测定产品中PCl3纯度的方法如下:迅速称取m g产品,水解完全后配成500mL溶液,取出25.00mL加入过量的c1 mol/L V1 mL 碘溶液,充分反应后再用c2 mol/L Na2S2O3溶液滴定过量的碘,终点时消耗V2 mL Na2S2O3溶液。
已知:H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI;I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6;假设测定过程中没有其他反应。
(6)根据上述数据,该产品中PCl3的质量分数为 (用含字母的代数式表示、不必化简)。
(16分)采用32%~35%的FeCl3溶液腐蚀印刷线路板上的金属铜,腐蚀废液中主要含有CuCl2、FeCl2和HCl等溶质。
(1)用FeCl3溶液溶解印刷线路板上金属铜的化学方程式为 。
(2)工业上用铁粉回收腐蚀废液中的铜,方法如下:
①用铁粉回收铜的操作为:加入过量铁粉,充分搅拌,过滤、洗涤、 。
②科学家对铁置换铜的工艺有如下研究:
分别在a、b、c三种条件下回收腐蚀废液中的铜,取充分反应后的粉末各3.000 g分别放入甲、乙、丙三个烧杯中,再加入100 mL 0.5 mol·L-1的硫酸,水浴加热(70 ℃),搅拌,进行除铁处理。分别在第10、20、30、40、50 min时,用吸管移取0.5 g左右的铜试样于试管内,测定铜粉中铁的含量(质量分数),其结果如下图所示。
你认为除铁效果最好的是 (填“a”、“b”或“c”),其原因是 。
(3)工业上可用腐蚀废液制备CuCl2·2H2O,从而进行对废液的利用,其工艺流程如下:
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 4.7 |
完全沉淀 | 4.1 | 9.7 | 6.7 |
试剂A最好应选用 (填写字母代号),理由是 。
a.浓硫酸 b.Cl2 c.NaClO d.NaOH溶液