[化学—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)目前,从海水中提取的溴约占世界溴年产量的 。
(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,其原因是 。
(3)步骤④的离子方程式为 。
(4)步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度要控制在80〜90℃。温度过高或过低都不利于生产,理由是 。
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离。分离仪器的名称是 ,分离时液溴从分离器 (填“上口”或“下口")排出。
(6)不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“空气吹出、S02吸收、氯化”的原因是 。
(7)某同学测得苦卤中溴的含量为0.8g/L,已知步骤①〜⑥中溴共损失了25%,步骤⑦和步骤⑧又共损失了所得溴蒸气的10%,若处理10 m3这样的苦卤,可得到液溴 mol。
(15分)电石的主要成分为CaC2,易与水反应生成C2H2,故C2H2俗称电石气。某同学设计如下方案测定电石中CaC2的纯度(杂质不参加反应)。
实验原理:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑
通过测定生成的气体的体积(标准状况),可确定样品中CaC2的含量。
实验步骤:
①取样品1.2g;
②把1.2 g样品放入气密性良好的气体发生装置,如图所示;
③向样品中滴入水,至不再产生气泡,用量筒排水集气,量筒内液面在360mL处恰与水槽内液面相平
④作为反应器的烧瓶中有24 mL液体。
请回答下列问题:
(1)上述实验所用的玻璃仪器有导管、水槽、 、 、 。
(2)若实验前有1000 mL、500 mL、250 mL的量筒备用,则应选用 mL的量筒。
(3)生成气体体积是 mL,为保证生成气体体积的准确性,读取量筒刻度时应注意的问题是 。
(4)若将C2H2通入KMnO4溶液中,KMnO4溶液的紫红色会变浅,配平并完成化学方程式
若该实验生成的C2H2完全被KMnO4溶液氧化,至少需0.1 mol • L-1的KMnO4溶液 mL。
(5)通过以上数据计算,可得样品中CaC2的纯度为 。
(14分)铁是地壳中含量第二的金属元素,其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。
(一)工业废水中含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大的危害,必须进行处理。常用的处理方法是电解法,该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解的进行,阴极附近溶 液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(1)用Fe作电极的目的是 。
(2)阴极附近溶液pH升高的原因是 (用电极反应式解释)溶液中同时生成的沉淀还有 。
(二)氮化铁磁粉是一种磁记录材料,利用氨气在4000C以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下:
已知:①某赤铁矿石含60.0% Fe2O3、3.6% FeO,还含有A12O3、MnO2、CuO等。
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下:
(3)步骤②中加双氧水的目的是 ,pH控制在3. 4的作用是 。已知25°C时,,该温度下反应:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+的平衡常数K= 。
(4)如何判断步骤③中沉淀是否洗涤干净?
(5)制备氮化铁磁粉的反应:(未配平),若整个过程中消耗氨气34.0 g,消耗赤铁矿石2 kg,设整个过程中无损耗,则氮化铁磁粉的化学式为 。
(14分)
Ⅰ.A、B、C、D、E为五种常见的短周期元素,常温下,A、B可形成B2A2和B2A两种液态化合物,B与D可组成分子X,X水溶液呈碱性,C元素的焰色反应呈黄色,E与C同周期,且E的最高价氧化物的水化物呈两性。试回答:
(1)D元素在周期表中的位置为 ;
(2)由A、D、E三种元素形成的盐的水溶液呈酸性,用离子方程式解释其原因 ;
(3)用A单质和B单质可制取气体燃料电池,该电池用多孔的惰性电极浸入浓KOH溶液,两极分别通入A单质和B单质。写出该电池负极的电极反应式: 。
Ⅱ.将20mLpH=2的NaHSO4溶液逐滴加入到20mL 0.1mol·L-1Na2CO3溶液中,向此反应后的溶液中滴加0.001 mol·L-1BaCl2溶液,首先析出的沉淀是 。[KSP(BaSO4)=1.1×10-10mol2·L-2 ;KSP(BaCO3)=5.1×10-9mol2·L-2]
Ⅲ.某温度下在容积固定的密闭容器中,下列反应达到平衡:M(g)+H2O(g)N(g)+H2(g)
n(M):n(H2O) | M转化率 | H2O转化率 |
1:1 | 0.5 | 0.5 |
1:2 | 0.67 | 0.33 |
1:3 | 0.75 | 0.25 |
①该反应的平衡常数为_____。该温度下,向容器中充入1molM、3mol H2O、2mol N、1.5molH2,则起始时该反应速率V正____V逆(填“>”、“<”或“=”)
②结合表中数据判断下列说法中正确的是 。
A.增加H2O(g)的量,M的转化率升高而H2O(g)的转化率降低
B.若M与H2O(g)的转化率相同时,二者的初始投入量一定相同
C.M和H2O(g)初始物质的量之比等于二者转化率之比
D.当M与H2O(g)物质的之比为1:4时,M的转化率为0.85
一定量的金属Cu完全溶于适量浓硝酸中,收集到混合气体(含NO、N2O4、NO2) 共1.8 mol。将上述气体平均分为两份,一份与标准状况下8.96LO2混合后,用水吸收,无气体剩余;另一份恰好能被500ml 2mol/LNaOH溶液完全吸收,生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液,则其中NaNO3的物质的量为
A.0.25mol B.0.2mol C.0.15mol D.0.1mol
常温时,下列溶液的pH或微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.某溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-a mol/L,若a>7时,该溶液pH一定为14-a
B.0.1mol/L的KHA溶液,其pH=10,c(K+)>c(A2-)>c(HA-) >c(OH-)
C.将0.2 mol/L的某一元酸HA溶液和0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7,则反应后的混合液: c(HA)>C(Na+)>c(A-)
D.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液混合:3c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)