磷酸铝(AlPO4)是一种用途广泛的材料,在建筑、耐火材料、化工等方面具有广泛的应用前景。以磷硅渣(主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等)为原料制备磷酸铝的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)酸浸液中含磷元素的主要粒子是_____(填化学式,下同),浸渣中的主要化学成分是_____。
(2)生石灰除了调节pH外,另一作用是_____。
(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2-,该水解反应的离子方程式为_____。
(4)碱浸时,粗磷酸铝转化为可溶性溶质,则可溶性溶质分别是_____ (填化学式)。
(5)实验测得pH、反应温度与时间对碱浸时固相中P、Al含量的影响如图所示:
则最优反应条件是_____。
(6)固相反应制备磷酸铝的方法之一是在900℃的焙烧炉内加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物,写出该反应的化学方程式:_____。
EDTA(乙二胺四乙酸)是一种能与Ca2+、Mg2+等结合的螯合剂。某高三研究性学习小组在实验室制备EDTA,并用其测定某地下水的硬度。制备EDTA的实验步骤如下:
步骤1:称取94.5g(1.0mol)ClCH2COOH于1000mL三颈烧瓶中(如图),慢慢加入50%Na2CO3溶液,至不再产生无色气泡;
步骤2:加入15.6g(0.26mol)H2NCH2CH2NH2,摇匀,放置片刻,加入2.0mol·L-1NaOH溶液90mL,加水至总体积为600mL左右,温度计50℃加热2h;
步骤3:冷却后倒入烧杯中,加入活性炭脱色,搅拌、静置、过滤。用盐酸调节滤液至pH=1,有白色沉淀生成,抽滤,干燥,制得EDTA。测地下水硬度:取地下水样品250mL进行预处理后,用EDTA进行检测。实验中涉及的反应有M2+(金属离子)+Y4-(EDTA)=MY2-;M2+(金属离子)+EBT(铬黑T,蓝色)=MEBT(酒红色);MEBT+Y4-(EDTA)=MY2-+EBT(铬黑T)。
回答下列问题:
(1)步骤1中发生反应的离子方程式为_____。
(2)仪器Q的名称是_____,冷却水从_____接口(填“x”或“y”)流出。
(3)用NaOH固体配制上述NaOH溶液,配制时使用的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、_____和_____,需要称量NaOH固体的质量为_____。
(4)将处理后的水样转移到锥形瓶中,加入氨水-氯化铵缓冲溶液调节pH为10,滴加几滴铬黑T溶液,用0.0100mol·L-1EDTA标准溶液进行滴定。
①确认达到滴定终点的现象是_____。
②滴定终点时共消耗EDTA溶液15.0mL,则该地下水的硬度=_____度(水硬度的表示方法是将水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+,并将其折算成CaO的质量,通常把1L水中含有10mgCaO称为1度)。
③若实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗,则测定结果将_____ (填“偏大“偏小”或“无影响”)。
甲烷水蒸气的重整反应是工业制备氢气的重要方式,其化学反应方程式为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。回答下列问题:
(1)已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1
CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ·mol-1
H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH4=-41.0kJ·mol-1
则甲烷水蒸气重整反应的ΔH=_____kJ·mol-1。
(2)通过计算机模拟实验,对400~1200℃、操作压强为0.1MPa条件下,不同水碳比(1~10)进行了热力学计算,反应平衡体系中H2的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示。
①温度一定时,H2的物质的量分数与水碳比(1~10)的关系是_____,产生该结论的原因是_____。
②据模拟实验可知,平衡温度为900℃,水碳比为1.0时,H2的物质的量分数为0.6,CH4的转化率为_____,其压强平衡常数为_____;反应速率方程为v=kp(CH4)p-1(H2),此时反应速率v=_____。
(已知:气体分压=气体的物质的量分数×总压,速率方程中k为速率常数)。
(3)厌氧细菌可将葡萄糖转化为CH4和H2,pH为5.5时不同热预处理温度和时间下的甲烷和氢气的产率如图所示,若要提高H2的产率,最佳温度为_____。
SiC纤维单向增强的TixAly基复合材料可作为高超音速飞行器表面的放热材料。回答下列问题:
(1)C元素所在周期中,第一电离能最大的元素是_____(填元素符号)。
(2)基态Ti原子的价电子排布式为_____,能量最高的能级有_____个空轨道。
(3)甲基硅油结构如图所示,其中Si原子的杂化方式为_____,以甲基硅油为主要成分的硅橡胶能够耐高温的原因是_____。
(4)Li2CO3、Li2TiO3是锂离子电池中的常用材料,其中CO32-的空间构型为_____,其含有的共价键类型有_____。
(5)TixAly合金的一种结构单元如图所示(Al、Ti原子各有一个原子在结构单元内部),该合金的化学式为_____,其结构单元棱长为apm,底面边长为bpm,该合金的密度为_____g·cm-3。
亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,可用于农药中间体以及有机磷水处理剂的原料。常温下向1L0.5mol·L-1H3PO3溶液中滴加等浓度的NaOH溶液,混合溶液中含磷粒子的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.a、b两点,水分别电离出的c(OH-)水之比为10-6.54:10-1.43
B.b点对应溶液中存在:c(Na+)>3c(HPO32-)
C.当V(NaOH)=1L时,c(Na+)>c(H2PO3-)>c(H3PO3)>c(HPO32-)
D.反应H3PO3+HPO32-2H2PO3-的平衡常数为105.11
对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:
第一步 N2O5NO2+NO3 ΔH1 快速平衡
第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 ΔH2 慢反应
第三步 NO+NO3→2NO2 ΔH3 快反应
下列说法正确的是( )
A.使用催化剂可以改变第一步中NO2平衡产量
B.第二步NO2和NO3的碰撞都是有效的
C.反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)的ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3
D.第二步反应的活化能小于第三步反应的活化能