【化学——选修2:化学与技术】
元素铝是在生产、生活中应用广泛的金属元素。
(1)氧化铝是一种耐高温材料,也是工业上制取铝的原料。从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下图所示:
体A的主要成分是 (填化学式,下同),固体X的主要成分是 。
②滤液E中溶质的主要成分是 ,写出该溶质的一种用途: 。
③在滤液D中通入过量CO2时反应的离子方程式为 。
(2)工业上电解氧化铝冶炼铝时加入冰晶石(Na3AlF6)的作用是 。在电解池的工作过程中,需要不断补充阳极材料(石墨),原因是 。
(3)一种新型高效净水剂PAFC——聚合氯化铁铝[AlFe(OH)nCl6-n]m(n<5,m<10)可广泛应用于日常生活用水和工业污水的处理。下列有关PAFC的说法正确的是 (填序号)。
A.PAFC中铁元素显+2价
B.PAFC用于净水时,比用相同物质的量的氯化铝和氯化铁的pH改变小
C.PAFC可看作一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间产物
D.PAFC在强酸性或强碱性溶液中都能稳定存在
如下图所示,根据实验室制取氯气的原理和性质,回答下列问题:
(1)写出装置甲中发生反应的化学方程式: 。
装置甲中的仪器使用前需要检漏的有 (写名称)。
(2)利用装置丙制取饱和氯水并测其pH值。
①证明氯水已饱和的现象是 。
②测定饱和氯水的pH方法是 。
③若撤去装置乙,直接将装置甲和丙相连。这样做对实验测定结果的影响是 。
(3)饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一。某同学运用这一方法,尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验:
i.在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20ml饱和氯水,充分反应,有少量气泡产生,溶液的黄绿色褪去;
ii.过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其漂白性更强;
iii.为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:
第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;
第二份与稀盐酸混合,立刻产生大量气泡;
第三份加热,看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2气体。
试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因: 。(用有关的方程式结合文字回答)
②试根据所学知识推测,在ii的滤液中含有的溶质,除了溶解的极少量氯气外,还含有的其他溶质为 (写化学式)。
③写出步骤iii中第一份滤液发生反应的离子方程式: 。
运用化学反应原理消除工业污染,保护生态环境具有非常重要的意义。
(1)采取热还原法,用碳粉可将氮氧化物还原。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.6kJ·mol-1;
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1。
则反应C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g) △H= kJ·mol-1。
(2)在催化剂作用下,将nmolSO2与nmolCl2充入容积可变的密闭容器中,发生反应:SO2(g)+ Cl2(g) SO2Cl2(g)(硫酰氯),并始终保持温度为T,压强为p。起始时气体总体积为10L,tmin时反应达到平衡状态,此时气体总体积为8L。
①在容积改变的条件下,反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示。则v(SO2)= ___ mol/min。
②此温度下,该反应的K= 。
③相同条件下,若将0.5nmolSO2与0.5nmolCl2充入该容器,到达平衡状态时,混合物中SO2Cl2的物质的量是 。
(3)利用氨水可以将SO2和NO2吸收,原理如图所示:
NO2被吸收的离子方程式是 。
(4)利用如下图所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。
①阴极的电极反应式为 。
②在碱性条件下,用阴极排除的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有SO32-生成。该反应的离子方程式为 。
I、请根据如下图所示转化关系回答有关问题。A和B均为钠盐的水溶液,A呈中性,B呈碱性并具有强氧化性。
(1)写出A、B的化学式:A ,B 。
(2)依次写出A→D和D→E(E中含有某+5价元素的含氧酸根离子)的离子方程式: , 。
(3)写出将SO2气体通入K溶液中发生反应的离子方程式: 。
II、(1)将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸。在如下图所示坐标系中画出能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系图像。
(2)将18.4gNaOH和NaHCO3固体混合物,在密闭容器中加热到约250℃,经充分反应后排出气体,冷却,称得剩余固体质量为16.6g。试计算混合物中NaOH的质量分数。(请写出计算过程)
在100ml含Cu2+、Al3+、NH4+、H+、NO3-的溶液中,逐滴加入2.5mol·L-1NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积(ml)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下图所示。下列叙述正确的是
A.x-y=2×10-3mol B.原溶液的pH=2
C.原溶液中n(Cu2+)=0.025mol D.原溶液中c(NH4+)=7.5×10-3mol·L-1
原电池的应用极为广泛。利用如下图所示原电池可测量空气中Cl2的含量,其中电解质是Ag+可以自由移动的固体物质,下列分析正确的是
A.电流经外电路从Ag流向Pt电极
B.电池工作时,电解质中Ag+数目增多
C.正极反应:Cl2+2e-=2Cl-
D.空气中c(Cl2)越大,Ag极消耗速率越快