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硫铁矿石(主要成分FeS2)用于工业制硫酸,其排出的矿渣在一定条件下以磁性氧化铁...

硫铁矿石(主要成分FeS2)用于工业制硫酸,其排出的矿渣在一定条件下以磁性氧化铁为主。经磁选获得精矿,可直接用于高炉炼铁。已知某精矿的主要成分是磁性氧化铁( Fe3O4)Fe2O3及杂质(杂质不含铁、硫、氧元素,且杂质不耗氧)。请回答下列问题:

(1)某硫铁矿石中(杂质不含铁、硫)含硫的质量分数是0.360,则该硫铁矿石中含铁元素的质量分数是________(答案用小数表示,保留3位小数)。

(2)如用上述硫铁矿石制硫酸,矿渣经磁选获得精矿,直接用于高炉炼铁,当制得98.0%的硫酸1.92吨时(不考虑硫的损失),则炼铁厂(不计选矿及炼铁时铁的损耗)最多可生产含碳4.00%的生铁____吨(答案保留3位小数)。

(3)煅烧硫铁矿常用富氧空气。从沸腾炉排出的气体成分如下表。如果精矿中铁、氧的物质的量之比为n (Fe)n(O)=57,则富氧空气中O2N2的体积比(最简单的整数比)为_________

气体

SO2

N2

O2

物质的量

10

58

6

 

 

(4)炼铁厂生产的生铁常用于炼钢。取某钢样粉末28.12g(假设只含FeC),在氧气流中充分反应,得到CO2气体224mL(标准状况下)

①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为________(最简单的整数比)。

②再取三份不同质量的上述钢样粉末分别加到100mL相同浓度的稀H2SO4中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:

实验序号

I

II

III

加入钢样粉末的质量(g

2.812

5.624

8.436

生成气体的体积(L)(标准状况)

1.120

2.240

2.800

 

 

则该硫酸溶液的物质的量浓度为________________

③若在上述实验II中继续加入m g钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少?(写出必要的步骤,答案保留3位小数)_______________

 

0.315 0.560 39:116 50:1 1.25 mol/L 设恰好溶解时钢样的质量为x,对于实验I和III, x=7.030g 此时加入的钢样的质量为m=7.030-5.624=1.406g a.当钢样粉末中的铁未全部溶解时,即m>1.406g 反应结束后剩余固体的质量为m+5.624-0.125×56=(m-1.376)g b.当钢样粉末中的铁全部溶解时,即m≤1.406g 反应结束后剩余固体的质量为 (m+5.624)×g 或 (m+5.624)×g 【解析】 (1)依据硫铁矿石(主要成分FeS2)中铁元素和硫元素质量之比计算; (2)依据硫元素守恒得到矿石中铁元素的质量,结合生铁中铁元素含量为1-4%计算得到; (3)依据反应和图表数据计算消耗氧气的量,依据气体体积之比等于物质的量之比计算得到; (4)A根据n=计算二氧化碳的物质的量,利用碳元素守恒计算n(C),再根据m=nM计算碳的质量,进而计算Fe的质量,再根据n=计算Fe的物质的量,据此解答; ②硫酸的体积一定,由表中数据可知,样品质量增大,生成气体的体积都增大,故第Ⅰ、Ⅱ组样品完全反应,酸有剩余,8.436g样品完全反应可以生成气体×1.12L=3.36L>2.8L,故第Ⅲ组硫酸不足,样品完全反应.根据第Ⅲ组氢气的体积计算硫酸的物质的量,再根据c=计算硫酸的浓度; ③根据铁是否完全溶解推论计算,剩余固体为碳与剩余铁的质量。 (1)硫铁矿石(主要成分FeS2)中铁元素和硫元素质量之比=56:64,质量之比等于质量分数之比得到,铁元素的质量分数==0.315; (2)如用上述硫铁矿石制硫酸,矿渣经磁选获得精矿,直接用于高炉炼铁,当制得98.0%的硫酸1.92吨时(不考虑硫的损失),依据工业生产流程和元素守恒得到:设铁元素质量为X, =,X=0.5376t,生产含碳4.00%的生铁中铁元素含量为96.00%,生铁的质量==0.560t; (3)假设生成5molFe的氧化物,同时生成10molSO2,消耗O2的物质的量为+10=mol 于是原有O2:mol+6=mol,原有N2:58mol,则所求富氧空气中O2和N2的体积比=mol:58=39:116; (4)①二氧化碳的物质的量为=0.01mol,根据碳元素守恒n(C)=0.01mol,故m(C)=0.01mol×12g/mol=0.12g,故Fe的质量为28.12g-0.12g=28g,Fe的物质的量为=0.5mol,故此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为0.5mol:0.01mol=50:1; ②硫酸的体积一定,由表中数据可知,样品质量增大,生成气体的体积都增大,故第Ⅰ、Ⅱ组样品完全反应,酸有剩余,8.436g样品完全反应可以生成气体×1.12L=3.36L>2.8Lg,故第Ⅲ组硫酸不足,样品完全反应.氢气的物质的量为=0.125mol,由氢原子守恒可知硫酸的物质的量为0.125mol,故硫酸的浓度为=1.25mol/L, ③令Ⅱ组中生成氢气为=0.1mol,根据电子注意守恒可知n(Fe)=0.1mol,则n(C)==0.002mol, a.当钢样粉末中的铁未全部溶解时,即m>1.406g,反应结束后剩余固体的质量为m+5.624-0.125×56=(m-1.376)g; b.当钢样粉末中的铁全部溶解时,样品中Fe的总物质的量小于或等于0.125mol,故加入的Fe的物质的量小于或等于0.125mol-0.1mol=0.025mol,则m≤×5.624=1.406g,此时属于固体碳的质量为(m+5.624)×g。  
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考点分析:
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镇痉药物C、化合物N以及高分子树脂的合成路线如下:

已知:RCHO

RCOOHRCOOR’

(1)扁桃酸()有多种同分异构体,写出任意一种属于甲酸酯且含有亚甲基,并且苯环上的一氯代物有两种的同分异构体的结构简式__________

(2)化合物M中官能团的名称是______F和化合物M反应生成高分子树脂的反应类型是_____________

 

(3)酯类化合物C的分子式是C15H14O3 A在催化剂作用下可与H2 反应生成B,则扁桃酸和化合物B反应生成C的化学方程式为________________

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(5)请写出由A的同系物制备比 2个氢原子芳香烃的合成路线。(无机物试剂任选)____________

合成路线常用的表示方式为:

 

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立方烷(  )具有高度对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点,因此合成立方烷及其衍生物成为化学界关注的热点。下面是立方烷衍生物Ⅰ的一种合成路线:

 

回答下列问题:

(1)C的结构简式为______________E的结构简式为______________

(2)③的反应类型为______________,⑤的反应类型为______________

(3)化合物A可由环戊烷经三步反应合成:

反应1的试剂与条件为________;反应2的化学方程式为_______________;反应3可用的试剂为________

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(5)立方烷经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有________种。

 

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某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图),以环己醇制备环己烯。

已知:+H2O

(1)如图1是实验室制取乙酸乙酯的装置。则下列说法不正确的是____

A.右边导管不插入饱和碳酸钠溶液

B.试管D中油状物在下层,饱和碳酸钠溶液主要为了中和挥发出的乙酸

C.试管C中加入试剂的顺序是:2mL浓硫酸→3mL乙醇→2mL冰醋酸

D.反应结束后试管C液体可能会变黑色

(2)在制取乙酸乙酯的过程中,用浓硫酸作为催化剂有缺点,不能重复使用,而且副反应较多。目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂,且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。

同一反应时间

同一反应温度

反应温度/

转化率(%)

选择性(%)*

反应时间/h

转化率(%)

选择性(%)*

40

77.8

100

2

80.2

100

60

92.3

100

3

87.8

100

80

92.6

100

4

92.3

100

120

94.5

98.7

6

93.0

100

选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水

 

根据表中数据,下列________(填字母)为该反应的最佳条件。

A.120,4h            B.80,6h            C. 60,4h                D.80,4h

(3)制备环己烯粗品(装置如图2

12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。

A中碎瓷片的作用是____________,导管B除了导气外还具有的作用是____________

②试管C置于冰水浴中的目的是_____________

(4)制备环己烯精品

①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在_________(填上或下),放液时,若发现液体流不出来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有________;分液后用_________ (填入编号)洗涤;

aNaHSO4溶液          bNa2CO3溶液        c.稀H2SO4       d.溴水

在此制备过程中,加入饱和食盐水的作用是__________________

②对分离出来的环己烯再进行蒸馏得到环己烯精品,为了区分环己烯精品和粗品,某个小组设计了以下几种方法,合理的是_________

a.用酸性高锰酸钾溶液     b.用金属K    c.用Na2CO3溶液     d.NaOH溶液

 

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某研究性学习小组为合成查阅资料得知一条合成路线:

原料气CO的制备原理:HCOOHCO↑H2O,并设计出原料气的制备装置(如图)

(提示:甲酸(HCOOH)通常是一种无色易挥发的液体,它在浓硫酸作用下易分解)

请完成下列问题:

(1)A是利用甲酸制取CO的发生装置.根据实验原理,应选择图_____(填);选择的理由是______________________

(2)若用以上装置制备干燥纯净的COb1b2中盛装的试剂分别是_________________

(3)CO还可以和丙烯和氢气制取正丁醇,方程式如下:

CH3CH=CH2COH2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH

在制取原料丙烯时,会产生少量SO2CO2及水蒸气,某小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是_______(填序号)

2%品红溶液  ②溴水  ③石灰水   ④无水CuSO4 ⑤饱和Na2SO3溶液

(4)产物中往往会混有少量甲苯,为了制取较纯净的产物,该小组对这两种有机物的物理性质进行了查阅,资料如下:       

甲苯是无色透明液体,密度0.87,沸点:110.6℃,不溶于水,可混溶于苯等多数有机溶剂。无色或淡黄色透明液体,密度1.015,沸点204-205℃,微溶于水,易溶于醇、醚。通过这些资料,该小组设计了某些方法来进行产物的提纯,合理的是_________

A 分液       B过滤       C蒸馏      D将甲苯氧化成苯甲酸再进行分液

(5)得到较纯净的产物之后,某位同学为了研究产物的化学性质,将产物和甲苯分别取样,并分别滴加溴水,发现溴水最终都褪色了,于是得出结论:产物和甲苯的化学性质相似。这位同学的结论是否正确?若不正确,请说明理由。_____

 

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磷存在于人体所有细胞中,是维持骨骼和牙齿的必要物质,几乎参与所有生理上的化学反应。磷还能让心脏有规律地跳动、维持肾脏正常机能和传达神经刺激的重要物质。许多磷的化合物是工业上的重要原料。请完成下列填空:

P(s,红磷)+O2(g)=P4O10(s)+738.5 kJ

P4(s,白磷)+ 5O2(g)=P4O10(s)+2983.2 kJ

(1)则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________________

(2)红磷在KOH溶液的悬浊液中和KOCl作用,可以生成K6P6O12的钾盐和KCl等产物。请写出该反应的化学方程式,并标出电子转移方向和数目。____

(3)制备MgNH4PO4时通常在镁盐(如氯化镁)溶液中加Na2HPO4 、氨水和铵盐溶液(如氯化铵),反应式为MgCl2+Na2HPO4+NH3=2NaCl+MgNH4PO4。在此反应中,如果不加铵盐,在碱性溶液中,Mg2+将会被氨水沉淀,其离子方程式为____________________;加入铵盐之后,可防止产生Mg(OH)2沉淀。请用电离平衡原理解释原因:_________

(4)H3PO3与碘水反应,碘水的棕黄色褪去,生成磷酸,向上述反应后的溶液中加入过量的AgNO3溶液,生成黄色沉淀。则H3PO3与碘水反应的化学方程式为___________;黄色沉淀是_________,可用作于_____________________(写出任意一种用途即可)。

 

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