【化学——选修2化学与技术】
由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流 程示意图如下:
(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到l000℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。
①该过程中两个主要反应的化学方程式分别是__________、__________;
②反射炉内生成炉渣的主要成分是__________。
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%。转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O。生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜。
该过程发生反应的化学方程式分别是__________、__________。
(3)粗铜的电解精炼如右图所示。
①在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极_____(填图中的字母);
②在电极d上发生的电极反应式为____________;
③若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为______。
碳是形成物种最多的元素之一,许多含碳物质对人类极其重要。
(1)石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,结构如右图所示。则12g石墨烯中含有 个6元环。
(2)工业上利用甲烷和氧气直接氧化制取甲醇的反应如下:
CH4+O2(g) →CH3OH(g) △H=-128.5kJ/mol
副反应有:
CH4(g)+O2(g) →CO(g)+2H2O(g) △H=a kJ/mol
CH4(g)+2O2(g) →CO2(g)+2H2O(g) △H=b kJ/mol
CH4(g)+O2(g) → HCHO(g) +H2O(g) △H=c kJ/mol
①若要有利于甲醇的生成,除了改变温度外,还可以采取的两种措施是 ;
②甲醇与氧气反应生成HCHO(g)和水蒸汽的热化学方程式为 。
(3)苯乙烷(C8H10)生产苯乙烯(C8H8)的反应:C8H10(g) →C8H8(g)+H2(g) ΔH>0。T1℃下,将0.40 mol苯乙烷充入2 L密闭容器中反应,不同时间容器内n(C8H10)如下表:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 |
n(C8H10)/mol | 0.40 | 0.30 | 0.26 | n2 |
①当反应进行到30 min时恰好到达平衡,则n2取值的最小范围是________;
②改变温度为T2℃,其他条件不变,测得平衡时容器内气体压强为反应前的1.4倍,则此时苯乙烷的转化率为 。
(4)用惰性电极电解葡萄糖和硫酸钠混合溶,可以制得葡萄糖酸[CH2OH(CHOH)4COOH]和己六醇[CH2OH(CHOH)4CH2OH]。葡萄糖酸在 极生成,对应的电极反应式 。
软锰矿主要成分为MnO2,还含有CaCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。工业上利用软锰矿制取碳酸锰(MnCO3)流程如下:
其中,还原焙烧主反应为:2MnO2+C=2MnO+CO2↑。根据要求回答问题:
(1)步骤D中Fe2+被氧化,该反应的离子方程式为 。
(2)步骤H的离子方程式为 。
(3)加入Na2S可以除去Pb2+、Al3+等离子。已知Ksp(PbS)=1×10-28 Ksp(MnS)= 1×10-9.6 ,当溶液中c(Pb2+)=1×10-5mol·L-1时,溶液中c(Mn2+)允许的最大值为 。
(4)pH=0的溶液中,不同价态锰的微粒的能量(△G)如右图。若某种含锰微粒(如Mn3+)的能量处于相邻价态两种微粒(Mn2+和MnO2)能量连线左上方,则该微粒不稳定并发生歧化反应,转化为相邻价态的微粒。
①MnO42—能否稳定存在于pH=0的溶液中?答:______________(“能”或“不能”);
②将Mn3+歧化反应设计为原电池,可测定反应平衡常数。电池负极反应为 ,平衡常数表达式为 ;
③实验室可利用以下反应检验Mn2+存在:2Mn2+ + 5S2O82- + 8H2O → 16H+ + 10SO42- + 2MnO4-
确认Mn2+存在的现象是 ;检验时必须控制Mn2+浓度和用量不能过大,否则实验失败。理由是 。
)FeCl2是一种常用的还原剂。有关数据如下:
| C6H5Cl(氯苯) | C6H4Cl2 | FeCl3 | FeCl2 |
溶解性 | 不溶于水,易溶于苯 | 不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯,易吸水。 | ||
熔点/℃ | -45 | 53 | —— | —— |
沸点/℃ | 132 | 173 | —— | —— |
实验室可以用多种方法来制备无水FeCl2。回答下列问题:
I.按右图装置用H2还原无水FeCl3制取。
(1)装置C的作用是 ;E中盛放的试剂是 ;D中反应的化学方程式为 。
(2)温度控制不当,产品中含单质铁。检验产品中是否含铁方案是 。
II.按右下图装置,在三颈烧瓶中放入162.5g无水氯化铁和225g氯苯,控制反应温度在128~139℃加热3h,反应接近100%。冷却,分离提纯得到粗产品。反应如下:
2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl
(3)该制取反应中,作还原剂的是 。
(4)反应温度接近或超过C6H5Cl的沸点,但实验过程中C6H5Cl并不会大量损失。原因是 。
(5)冷却实验装置,将三颈瓶内物质经过过滤、洗涤,干燥后,将得到粗产品。
①洗涤所用的试剂可以是 ;
②回收滤液中C6H5Cl的方案是 。
(6)仅通过烧杯中的现象变化就可以监控氯化铁的转化率。若要监控氯化铁转化率达到或超过90%,则烧杯中加入的试剂可以是 。
含硝基苯(C6H5NO2)的工业废水常用铝粉处理。其机理为:在溶液中,铝单质提供电子将硝基(-NO2)还原为-NH2,还原快慢受废水pH影响。下列图示中,能正确反映废水的pH与硝基苯被还原速率(v)关系的是
分子式为C5H10O2并能与NaOH溶液反应的有机构有(不含立体异构)
A.11种 B.12种 C.13种 D.14种