[化学—选修2:化学与技术]
将海水淡化与浓缩海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水,再从剩余的浓缩海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。
(1)如图1,用惰性电极在电场中利用膜技术(阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过)淡化海水,该方法称为电渗析法。
①图1中膜a应选择_____________膜,阳极的电极反应式为_________________;
②电渗析法还可以用来处理电镀废液,写出用该方法处理含硫酸铜废液时(使用惰性电极)所发生的电极反应:阴极_________________阳极_________________;
(2)海水中的溴的储量丰富,约占地球溴总储量的99%,故溴有“海洋元素”之称。工业上是将氯气通入到含溴离子的浓缩海水中,使溴置换出来,再用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到溴。该方法中反应的离子方程式依次为①Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
②3Br2+3CO32-=BrO3-+5Br-+3CO2↑③_____________________________;产生1molBr2时,该反应转移的电子数为____________。
(3)海水中的氘(含HDO 0.03‰)发生聚变的能量,足以保证人类上亿年的能源消费,工业上可采用“硫化氢-水双温交换法”富集HDO.其原理是利用H2S、HDS、H2O和HDO四种物质,在25℃和100℃两种不同温度下发生的两个不同反应得到较高浓度的HDO. 如图2为“硫化氢-水双温交换法”所发生的两个反应中涉及的四种物质在反应体系中的物质的量随温度的变化曲线.写出100℃时所发生的反应的化学方程式_________________________;工业上富集HDO的生产过程中,可以循环利用的一种物质是____________。
某化学实验小组利用图所有仪器连接而成制备氮化镁,并探究其实验式。
(1)装置A中反应的化学方程式为__________________________。
(2)按气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号):a→( )( )→( )( )→( )( ) →( ) ( ) →j。
(3)装置E的作用是___________________。
(4)能否将C与D的位置对调并说明理由________________________。
(5)反应过程中,装置F中的末端导管必须始终插入水中,目的是______________________。
(6)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,写出实验操作及现象_____________________。
(7)数据记录如下:
空硬质玻璃管质量 | 硬质玻璃管与镁的质量 | 硬质玻璃管与产物的质量 |
142.312g | 142.480g | 142.550g |
①计算得到实验式MgxN2,其中x=_________________;
②若没有装置D,请比较x与3的大小,并给出判断依据__________________。
硫的化合物在科研、生活及化学工业中具有重要的应用。
(1)在废水处理领域中,H2S或Na2S能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25℃,在0.10 mol•L-1H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如下表(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
pH | 3 | 5 | 7 | 9 | 11 |
c(S2-)/ mol•L-1 | 1.4×10-15 | 1.4×10-11 | 6.8×10-8 | 1.3×10-5 | 1.3×10-3 |
某溶液含0.020 mol•L-1Mn2+、0.1 mol•L-1H2S,当溶液的pH=5时,Mn2+开始沉淀,则MnS的溶度积=________________。
(2)工业上采用高温分解H2S制取氢气,其反应为2H2S(g)2H2(g)+S2(g) △H1,在膜反应器中分离出H2。
①已知:H2S(g)H2(g)+S(g) △H2,2S(g)S2(g)△H3。则△H1=_______(用含△H2、△H3的式子表示。
②在密闭容器中,充入0.10molH2S(g),发生反应2H2S(g)2H2(g)+S2(g),控制不同的温度和压强进行实验。结果如图所示。
图中压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_______________,理由是_________________。若容器的容积为2.0L,则压强为p3,温度为950℃时,反应经3h达到平衡,则达到平衡时v(S2)=__________;若压强p2=7.2MPa,温度为975℃时,该反应的平衡常数Kp=_____________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数),若保持压强不变,升温到1000℃时,则该反应的平衡常数___________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)工业上用惰性电极电解KHSO4饱和溶液制取H2O2,示意图如图所示:
①低温电解饱和KHSO4溶液时阳极的电极反应式为_________________。
②K2S2O8水解时生成H2O2和KHSO4,该反应的化学方程式为_________________。
A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的短周期主族元素,A的原子核内无中子,B、F在元素周期表中的相对位置如图,B与氧元素能形成两种无色气体,D是地壳中含量最多的元素,E是地壳中含量最多的金属元素。
B |
|
|
|
| F |
(1)BF2的结构式为____________。
(2)D和F的氢化物中沸点较高的是_________(填化学式)。
(3)实验室制取G2气体的离子方程式为______________。
(4)在微电子工业中,C的最简单气态氢化物的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂,所发生反应的产物不污染环境,其化学方程式为____________________。
(5)FD2气体通入BaCl2和C的最高价氧化物对应的水化物的混合溶液中,生成白色沉淀和无色气体,有关反应的离子方程式为___________________________________________________。
(6)火箭使用B2A8C2作燃料,N2O4为氧化剂,燃烧放出的巨大能量能把火箭送入太空,并且产生三种无污染的气体,其化学方程式为_______________________.
(7)上述元素可组成盐Q:CA4E(FD4)2。向盛有20mL0.5mol/LQ溶液的烧杯中加入12mL2.0mol/LBa(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为_________。
室温下,下列溶液中粒子浓度关系不正确的是
A.pH=1的NaHSO4溶液:c(H+)=c(SO42-)+c(OH-)
B.0.1 mol•L-1NaHCO3溶液与0.1NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)
C.CH3COONa和CaCl2混合溶液:c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)
D.含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:2 c(Na+)=3[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)]
人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料。科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统,成功地实现了以CO2和H2O合成CH4,下列说法不正确的是
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B.GaN表面发生氧化反应,有O2产生
C.电解液中的H+从质子交换膜右侧向左侧迁移
D.Cu表面的电极反应式 CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O