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(14分)重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为F...

(14分)重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3,杂质为SiO2、Al2O3)为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下图。涉及的主要反应是6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO3满分5 manfen5.com12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O。

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(1)碱浸前将铬铁矿粉碎作用                                              

(2)反应器①中除发生题中所给反应外,请写出其他两个化学方程式(要求两个反应中反应物均相同)                                                                。③中调节PH=7-8所得滤渣为                               

(3)从平衡角度分析④中酸化的原理                                 

(4)用简要的文字说明操作⑤加入KCl能得到K2Cr2O7晶体的原因是              

(5)称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,向其中加入10mL2mol/ LH2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min。然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32—=2I+S4O62—)

①判断达到滴定终点的依据是                                                    

②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品中重铬酸钾的纯度为(设整个过程中其它杂质不参加反应)          (保留2位有效数字)。

 

(1)增大接触面积,增大反应速率(1分) (2)SiO2+2NaOH= Na2SiO3 + H2O; SiO2 +Na2CO3= Na2SiO3 + CO2. 或Al2O3 +2NaOH= 2NaAlO2 + H2O ; Al2O3 +Na2CO3= 2NaAlO2 + CO2.(各2分) Al(OH)3、H2SiO3(各1分) (3)2CrO42—+2H+Cr2O72—+H2O增大H+浓度平衡右移(2分) (4)重铬酸钾的溶解度较小且受温度影响较大(1分) (5)①当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色褪色,且振荡后半分钟内不恢复(2分) ②0.94或94% 【解析】 试题分析:(1)碱浸前将铬铁矿粉碎作用是增大反应物的接触面积,加快反应速率; (2)铬铁矿中还含有二氧化硅、氧化铝均与氢氧化钠、碳酸钠反应,所以化学方程式是SiO2+2NaOH= Na2SiO3 + H2O; SiO2 +Na2CO3= Na2SiO3 + CO2. 或Al2O3 +2NaOH= 2NaAlO2 + H2O ; Al2O3 +Na2CO3= 2NaAlO2 + CO2. ③中调节PH=7-8的目的是使Si、Al元素沉淀,所以得到的滤渣的主要成分是Al(OH)3、H2SiO3; (3)因为④溶液中存在2CrO42—+2H+Cr2O72—+H2O可逆反应,所以增大H+浓度平衡右移,得到重铬酸钠; (4)操作⑤加入KCl浓缩、过滤、晾干即可得到K2Cr2O7晶体,说明重铬酸钾的溶解度比重铬酸钠的溶解度小,且受温度影响较大,易于析出; (5)①Na2S2O3标准溶液滴定碘单质,滴定前溶液为蓝色,所以当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色褪色,且振荡后半分钟内不恢复,即为滴定终点; ②根据消耗Na2S2O3标准溶液的体积可计算碘单质的物质的量是0.1200mol/L×0.04L/2=0.0024mol,根据得失电子守恒,则重铬酸钾的物质的量是0.0024mol×2/6=0.0008mol,则250mL溶液中重铬酸钾的质量是0.0008mol×250mL/25mL×294g/mol=2.352g,则重铬酸钾的纯度是2.352g/2.5g=0.94。 考点:考查对工业流程的分析判断,物质纯度的计算,终点现象的判断  
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(15分)实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应如下:

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已知:

①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃)。 

②乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83~48.0%时易发生爆炸。

③石蜡油沸点高于250℃   

④苯甲醇沸点为205.3℃

实验步骤如下:

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①向图l所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解。稍冷,加入10 mL苯甲醛。开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。

②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20 mL,摇动均匀,冷却至室温。然后用乙醚萃取三次,每次10 mL。水层保留待用。合并三次萃取液,依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10 mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10 mL水洗涤,然后分液,将水层弃去,所得醚层进行实验步骤③。

③将分出的醚层,倒入干燥的锥形瓶中,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2 所示的蒸馏装置,先缓缓加热,蒸出乙醚;蒸出乙醚后必须改变加热方式、冷凝方式,继续升高温度并收集205℃~206℃的馏分得产品A。

④将实验步骤②中保留待用的水层慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体。冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B。

根据以上步骤回答下列问题:

(1)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还需                (仪器名称)。

(2)步骤②中饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去        ,而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的,请用离子方程式说明其产生的原因         

(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是                  ,锥形瓶上要加塞的原因是                ,产品A为                

(4)步骤③中蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为                   ;蒸馏得产品A的加热方式是                     

(5)步骤④中提纯产品B时所用到的实验方法为                      

 

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(14分)氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。

(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)    △H1

4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)    △H2

则反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)   △H=                 。(请用含有△H1、△H2的式子表示)

(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:

温度(K)

平衡时NH3的物质的量(mol)

T1

24

T2

20

已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。

①则T1       T2(填“>”、“<”或“=”)

②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)=          ,平衡时N2的转化率α(N2)=          

③下列图像分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子质量(满分5 manfen5.com)、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是          

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(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。

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①M区发生的电极反应式为                                          

②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量为          g(假设溶液电解前后体积不变)。

 

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常温下,下列说法不正确的是

A等体积、等物质的量浓度的NaCl(aq) 离子总数大于NaClO(aq)中离子总数

BpH=3的硫酸溶液中水的电离程度等于pH=11的氨水溶液中水的电离程度

C01 mol/L的NaHA溶液pH5,则溶液:c(HA)>c(H)>c(A2-)>c(H2A)

D向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性,所得混合液:c(Na)>c(NH4)>c(SO42-)>c(OH)=c(H)

 

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在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的粒子组是

A能使pH试纸呈红色的溶液:Na、NH4+、I、NO3-

B常温下,满分5 manfen5.com=0001 mol·L-1的溶液:Na、K、SiO32-、NO3-

C常温下由水电离出来的c(H)=10×10 -13mol·L-1溶液中:AlO2-、K、SO42-、Br

D与铝反应产生大量氢气的溶液:Na、K、NH4+、NO3-

 

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某烷烃相对分子质量为86,如果分子中含有3个—CH3、2个—CH2—和1个满分5 manfen5.com,则该结构的烃的一氯取代物最多可能有(   )种(不考虑立体异构)

A9            B6             B5                 D4

 

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