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【化学——选修2化学与技术】(15分) 红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H...

【化学——选修2化学与技术】(15分)

红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料,应用领域十分广泛。

(1)实验室中红矾钠可用铬铁矿(主要成分:FeO·Cr2O3)利用以下过程来制取。

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步骤I中反应的化学方程式为:4FeO·Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2= 8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2

该反应的化学平衡常数的表达式为             。在常温下该反应速度极慢,下列措施中能使反应速率增大的是                   

A.升高温度             B.通入过量的空气  

C.将原料粉碎           D.增加纯碱的用量

步骤II中所得溶液显碱性,其中除含有Na2C rO4外还含有铝、硅元素的化合物,它们的化学式可能是                                       

步骤III需将溶液的pH调至7~8并煮沸,其目的是                            

步骤中发生反应的离子方程式为:____

(2)将红矾钠与KC1固体1:2(物质的量比)混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体,反应方程式为:Na2CrO4 +2KCl= K2Cr2O7 +2NaCl(已知NaCl的溶解度受温度影响小,K2Cr2O7的溶解度受温度影响大),基本实验步骤为:溶解;         ____   

冷却、结晶,过滤,得到K2Cr2O7晶体。

 

(除注明外,每空2分)(1)① ; ABC(3分); ②NaA1O2[或NaA1(OH)4] Na2SiO3; ③除去A1O2-、SiO32-等杂质; ④2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O(2)蒸发;趁热过滤 【解析】 试题分析:(1)①化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则根据步骤I中反应的化学方程式可知该反应的化学平衡常数的表达式为。A.升高温度反应速率加快,A正确;B.通入过量的空气,增大氧气浓度,反应速率加快,B正确;C.将原料粉碎增大反应物的接触面积,反应速率加快;D.纯碱是固体,增加纯碱的用量不能影响反应速率,D错误,答案选ABC。 ②由于溶液显碱性,单质铝与硅均能与氢氧化钠溶液反应,则在碱性溶液中铝和硅的存在形式分别是NaA1O2[或NaA1(OH)4]、Na2SiO3; ③由于溶液中含有偏铝酸钠和硅酸钠等杂质,因此步骤III需将溶液的pH调至7~8并煮沸的目的是除去A1O2-、SiO32-等杂质,以得到纯净的铬酸钠溶液。 ④加入硫酸后有重铬酸钠和硫酸钠生成,则步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O。 (2)由于NaCl的溶解度受温度影响小,而K2Cr2O7的溶解度受温度影响大,因此可以利用结晶法除去氯化钠,即基本实验步骤为:①溶解;②蒸发;;③趁热过滤;④冷却、结晶,过滤,得到K2Cr2O7晶体。 考点:考查物质制备工艺流程图的有关分析与判断  
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考点分析:
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(15分)对叔丁基苯酚满分5 manfen5.com工业用途广泛,可用于生产油溶性酚醛树脂、稳定剂和香料等。实验室以苯酚、叔丁基氯[(CH33CCl]等为原料制备对叔丁基苯酚。实验步骤如下:反应物和产物的相关数据列表如下:

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步骤l:组装仪器,用量筒量取2.2 mL叔丁基氯(过量),称取1.6 g苯酚,搅拌使苯酚完全溶解,并装入滴液漏斗。

步骤2:向X中加入少量无水AlCl3固体作催化剂,打开滴液漏斗旋塞,迅速有气体放出。

步骤3:反应缓和后,向X中加入8 mL水和1 mL浓盐酸,即有白色固体析出。

步骤4:抽滤得到白色固体,洗涤,得到粗产物,用石油醚重结晶,得对叔丁基苯酚1.8 g。

(1)仪器X的名称为               

(2)步骤2中发生主要反应的化学方程式为                 。该反应过于激烈,放出大量热,常使实验的产率降低,可能的原因是                    

(3)图中倒扣漏斗的作用是                。苯酚有腐蚀性,能使蛋白质变性,若其溶液沾到皮肤上可用                 洗涤。

(4)在取用苯酚时发现苯酚冻结在试剂瓶中,可采取的措施为____       

(5)下列仪器在使用前必须检查是否漏液的是             (填选项字母)。

A.量筒  

B.容量瓶    

C.滴定管    

D.分液漏斗   

E.长颈漏斗

(6)本实验中,对叔丁基苯酚的产率为               。(请保留三位有效数字)

 

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(14分)节能减排是当下环境保护的重点。

(1)将CO和气态水通入一个体积固定的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:

CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+H2(g),H<0

800,在2L恒容密闭容器中,起始时按照下表数据进行投料,达到平衡状态,K=1.0。

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从起始经过5 min达到化学平衡时,用生成物CO2表示该反应的反应速率v(CO2)=       ;平衡时,容器中CO的转化率为               

图表示上述反应在tl时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况。则t2时刻发生改变的条件可能是          。(写出一条)

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(2)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物,可通过反应:

CO(g)+l/2O2(g)满分5 manfen5.comCO2(g)降低其浓度。

某温度下,在两个容器中进行上述反应,容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请在表中的空格处填写“>"“<”或“="。

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相同温度下,某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为l.0×10-5mol/L和1.0×l0-4mol/L。若在汽车的排气管上增加一个补燃器,不断补充O2并使其浓度保持为1.0×l0-4mol/L,则最终尾气中CO的浓度为       mol/L(请保留两位有效数字)。

(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其KSp=2.8×l0-9。现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×l0-4mol/L,则生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为            mol/L。

 

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(14分)镁是海水中含量较多的金属,镁合金及其镁的化合物用途非常广泛。

(1)Mg2Ni是一种储氢合金,已知:

Mg(s)+H2(g)=MgH2(S)    H1=- 74.5kJ·mol-1

Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s)    H2=- 64.4kJ·mol-l

则:Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s)的H3=          

(2)某科研小组用水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)制备金属镁工艺的关键流程如下:

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科研小组将MgCl2·6H2O在氩气气氛中进行热重分析,结果如下图(TG表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。

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图中AB线段为“一段脱水”,试确定B点对应固体物质的化学式____              ;图中BC线段为“二段脱水”,在实验中通入H2和Cl2燃烧产物的目的是               

该工艺中,可以循环使用的物质有___          

(3)CH3MgCl是一种重要的有机合成剂,其中镁的化合价是                 ,该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁,请写出该反应的化学方程式                  

(4)储氢材料Mg(AIH42在110~200的反应为:Mg(AIH42MgH2+2Al+3H2↑;每转移3 mol电子生成Al的质量为____           

(5)“镁次氯酸盐”燃料电池的装置如右图所示,该电池的正极反应式为               

 

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短周期四种元素离子W2+、X-、Y2-、Z+的电子层结构相同。下列说法正确的是

A.原子序数:W>Z>X>Y

B.离子半径:r(W2+)>r(X)>r(Y2-)>r(Z+

C.Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定

D.氢氧化物碱性强弱:W(OH)2>ZOH

 

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下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是

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