(15分)四川省钙芒硝矿(主要成分CaSO4•Na2SO4)资源丰富。钙芒硝矿可生产具有广泛用途的芒硝(Na2SO4•10H2O)和元明粉(Na2SO4),其简要生产流程如下图所示。
请回答下列问题:
(1)浸取Na2SO4时,加入少量Na2CO3可使钙芒硝矿中的部分CaSO4转化为CaCO3,破坏钙芒硝矿结构,从而促进Na2SO4的浸取。CaSO4能转化为CaCO3的原因是_________________________。
(2)向Na2SO4的浸取液中加入适量烧碱和纯碱,Ca2+和Mg2+分别生成①________、②_________(填化学式)被过滤除去。
(3)根据下图溶解度曲线,可采用冷却结晶法从含少量NaCl的Na2SO4饱和溶液中制得芒硝的原因是___________________________________________________________________________。
(4)已知:25℃、101kPa时,
2C(s) + O2(g) == 2CO(g) ΔH1 = —222kJ/mol
4Na2SO3(s) == 3Na2SO4(s) + Na2S(s) ΔH2 = —122kJ/mol
2Na2SO3(s) + O2(g) == 2Na2SO4(s) ΔH 3= —572kJ/mol
元明粉经碳还原制备Na2S的热化学方程式是__________________________________________________。
(5)如图,用惰性电极电解Na2SO4溶液,阳极区制得H2SO4溶液,阴极区制得NaOH溶液。其电解总反应的化学方程式是:______________________________。
(6)芒硝加热至70℃时,得到Na2SO4的饱和溶液(结晶水作溶剂,忽略加热过程中水的蒸发)和无水Na2SO4。若3220kg芒硝加热至70℃时,可析出元明粉(Na2SO4)的质量是________kg。
(16分)F是一种性能优异的高分子工程材料,合成路线如下(部分反应物、生成物、反应条件已略去):
已知:
请回答下列问题:
(1)A的名称是__①__________________;第④步反应类型是_②______________。
(2)向B的溶液中通入CO2不能得到C,其理由是______________________________________。
(3)第③步反应的化学方程式是__________________________________________________。
(4)第⑤步反应的化学方程式是______________________________________________。
(5)E在硫酸催化下加热,生成烃G。G聚合可得到合成橡胶H,H的结构简式是_______________。
(6)含有苯环,无其它环,核磁共振氢谱中有三种峰的C的同分异构体有__________种。
(14分)硫酸四氨合铜晶体( [Cu(NH3)4]SO4•H2O )可用作杀虫剂、印染助剂等。某研究性学习小组通过如下实验制备了该晶体并测定了晶体中铜的质量分数。
(1)步骤1:向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水至过量。滴加过程中可观察到得到现象是____________。
(2)步骤2:向步骤1所得溶液中缓慢加入乙醇至大量晶体析出。加入乙醇能析出晶体的原因是①_____________________________________________________________________。从溶液中得到晶体的三步实验操作的顺序是__②_______。
A.洗涤 B.过滤 C.干燥
(3)步骤3:配制溶液。准确称取步骤2所得晶体2.0g溶于稀硫酸中,加水配置成100mL溶液。在配制溶液的过程中,除容量瓶、量筒、玻璃棒外,还需要用到的玻璃仪器有_______________(填仪器名称)。
(4)步骤4:用碘量法测定晶体中Cu的含量。反应原理如下:
2Cu2+ + 4I- == 2CuI↓ + I2 I2 + 2S2O32- == 2I-+ S4O62-
取步骤3配制的溶液25.00mL于锥形瓶中,加入适量水稀释,再加入过量KI溶液。以淀粉溶液作指示剂,用a mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗b mL Na2S2O3标准溶液。测定晶体中铜的质量分数为________________。
(5)查阅资料得知:CuI对I2具有较强的吸附作用,滴定时被吸附的I2不能完全释放出来与Na2S2O3反应,会造成测定结果偏低。下列情况中还能造成测定结果偏低的是__________(填字母编号)。
A.滴定前滴定管下端尖嘴无气泡,达到终点时有气泡
B.配制溶液时,加入的稀硫酸过量,使少量I-被O2氧化成I2
C.配制溶液定容时,仰视容量瓶刻度线
D.滴定管水洗后直接加入Na2S2O3标准溶液
(13分) X、Y、Z、R为短周期元素,原子序数依次增大。X的一种单质是自然界中最硬的物质;Y的单质在空气中含量最高;Z的氧化物是常见的两性氧化物;R基态原子最外层成对电子的数目和未成对电子的数目相等。
(1)R位于元素周期表第_①_____周期,第_②______族。
(2)X、R元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性较强的是_______。(填化学式)
(3)Y元素所在周期中,电负性最大的元素是_______。
(4)X和R形成的物质是一种超硬材料,其晶胞结构如图所示,晶胞中X原子的个数是________。
(5)X的单质完全燃烧生成的产物分子中,σ键与π键的数目之比是_______。
(6)Y和Z所形成的化合物ZY难溶于水,但易发生水解。ZY在NaOH溶液中水解的离子方程式是__________________________________________。
一定温度时,测得反应:X(g) + Y(g)P(g) + Q(g) 的平衡常数K=1.0。该温度下向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中分别通入气体X和气体Y,其起始浓度如下表所示:
起始浓度 | 甲 | 乙 | 丙 |
c(X)/(mol/L) | 0.10 | 0.10 | 0.20 |
c(Y)/(mol/L) | 0.15 | 0.18 | 0.30 |
下列说法不正确的是
A.反应开始时,甲中反应速率最慢,丙中反应速率最快
B.反应达到平衡时,甲、丙中Q的体积分数相等
C.乙中反应达到平衡时,X的转化率大于60%
D.甲中反应达到平衡时,c(Y) = 0.10mol/L
下列实验能达到目的的是