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某学习小组探究 Mg 与 NaHCO3 溶液反应的机理,做了如下探究。 实验一:...

某学习小组探究 Mg NaHCO3 溶液反应的机理,做了如下探究。

实验一:

 

实验 A

实验 B

 

操作

在注射器中加入过量镁片(擦去表面氧化膜),

吸入 15mL 饱和 NaHCO3 溶液。

在注射器中加入过量镁片(擦去表面

氧化膜),吸入 15mL 蒸馏水。

 

现象

有气体产生,20min 后注射器内壁和底部产生

大量白色沉淀

 

缓慢产生气体

 

 

1)写出 B 中生成气体的化学方程式_____

实验二:

2)实验 A 产生的气体有_____

实验三:分别取少量实验 A B 的上层清液于两支试管中,各加入 2 BaCl2 溶液,A 中立即产生白色沉淀,B 中无明显现象。

3)实验三说明 Mg NaHCO3 溶液反应产生了_____(填离子符号)。对 A 中白色固体的成分提出假设:

I.白色固体是 Mg(OH)2II.白色固体是 MgCO3III.白色固体是碱式碳酸镁。

实验四:

A 中白色沉淀过滤、洗涤后,取 0.1mol 加入 1mol/L 盐酸 800mL 恰好完全反应,产生标况下的 CO2 气体 6.72L

4)白色沉淀的主要成分为_____(写化学式)。

5)综上所述,结合平衡移动原理解释实验 A 中产生现象的原因____________________________

 

Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ CO2 CO32- Mg4(OH)2(CO3)3 在碳酸氢钠溶液中存在着电离平衡HCO3- ⇌H++ CO32-和水解平衡HCO3- + H2O⇌H2CO3+OH-,Mg与H+反应生成Mg2+和H2促进了电离平衡正向移动,Mg2+和CO32-、OH-反应生成Mg4(OH)2(CO3)3沉淀,减少了CO32-、OH-的浓度,不仅促进了电离平衡正向移动,也促进了水解平衡正向移动,H2CO3的浓度增大并分解为CO2。 【解析】 该学习小组探究 Mg 与NaHCO3溶液反应的机理,根据产生的气体具有可燃性可知气体中有H2;根据产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊,可以确定其中有CO2;根据实验三可知反应后的溶液中有CO32-;根据定量实验的数据可以确定沉淀的化学式;根据平衡移动原理可说明该反应的机理。 (1)镁在常温下可以与水缓慢反应生成氢氧化镁和氢气,所以B 中生成气体的化学方程式为Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑。 (2)实验 A 产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊,说明A中产生的气体中还有CO2。 (3)分别取少量实验 A 和 B 的上层清液于两支试管中,各加入 2 滴BaCl2溶液,A 中立即产生白色沉淀,该沉淀可能为碳酸钡,说明 Mg 与NaHCO3溶液反应产生了CO32-。 (4)取 0.1mol 白色沉淀加入 1mol/L 盐酸 800mL 恰好完全反应,根据Cl-守恒可知n(MgCl2)=0.4mol;根据产生标况下的CO2气体 6.72L,可知CO2气体的物质的量为0.3mol,则n(CO32-)=0.3mol;根据电荷守恒可知,n(OH-)=0.2mol。因此,白色沉淀的主要成分为Mg4(OH)2(CO3)3。 (5)在碳酸氢钠溶液中存在着电离平衡HCO3- ⇌H++ CO32-和水解平衡HCO3- + H2O⇌H2CO3+OH-。Mg与H+反应生成Mg2+和H2促进了电离平衡正向移动,Mg2+和CO32-、OH-反应生成Mg4(OH)2(CO3)3沉淀,减少了CO32-、OH-的浓度,不仅促进了电离平衡正向移动,也促进了水解平衡正向移动,H2CO3的浓度增大并分解为CO2。综上所述,实验 A 中产生现象的原因是:在碳酸氢钠溶液中存在着电离平衡HCO3- ⇌H++ CO32-和水解平衡HCO3- + H2O⇌H2CO3+OH-,Mg与H+反应生成Mg2+和H2促进了电离平衡正向移动;Mg2+和CO32-、OH-反应生成Mg4(OH)2(CO3)3沉淀,减少了CO32-和OH-的浓度,不仅促进了电离平衡正向移动,也促进了水解平衡正向移动,H2CO3的浓度增大并分解为CO2。  
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酯类化合物与格氏试剂(RMgXX=ClBrI)的反应是合成叔醇类化合物的重要方法,可用于制备含氧多官能团化合物。化合物 F 的合成路线如下:

已知:

(1)A的结构简式为__________________

(2)B→C的反应类型为________________

(3)C中官能团的名称为_________________

(4)C→D的化学方程式为________________________

(5)写出符合下列条件的D的同分异构体     (填结构简式,不考虑立体异构)__________________________

①含有五元环碳环结构;②能与 NaHCO3溶液反应放出CO2气体;③能发生银镜反应。

(6)D→E的目的是______________________

(7)已知羟基能与格氏试剂发生反应。写出以   CH3OH 和格氏试剂为原料制备的合成路线(其他试剂任选)_______________________________________________

 

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镓(31Ga)、锗(32Ge)都是重要的稀有金属,在化学催化剂、半导体材料、新能源等领域应用广泛,可从锗煤燃烧后的粉煤灰(含 Ga2O3GeO2SiO2Al2O3)中提取, 部分流程如下:

已知:

物质

GaCl3

GeCl4

AlCl3

沸点/

201

84

183(升华)

 

1)滤渣的主要成分为_____

2)①中发生的反应有 Al2O3+6H+=2Al3++3H2OGa2O3+6H+=2Ga3++3H2O _____

3)操作 a 的名称是_____,②中控制温度的范围是_____(填字母序号)。

a20~84    b84~183    c84~201

4)④中发生反应的化学方程式是__________________________________________

5)镓能与沸水剧烈反应生成氢气,锗在加热条件下与盐酸或稀硫酸不反应。从原子结构角度解释其原因:______________________

6)用浓盐酸酸化的磷酸三丁酯(TBP)可以从残液中萃取 Ga3+,相关反应为:TBP+GaCl3+HCl TBPH+·GaCl。用稀 NaOH 溶液对有机相进行反萃取,用盐酸调节反萃取液 pH 5~6,然后升温至 85~95℃水解得到 Ga(OH)3,经后续处理得到粗镓。结合化学用语解释用稀 NaOH 溶液对有机相进行反萃取的原因:_________________

7)电解法可以提纯粗镓,具体原理如图所示。镓在阳极溶解生成的 Ga3+ NaOH 溶液反应生成 GaO GaO 在阴极放电的电极反应式是_____________________

 

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金属冶炼、电镀、电路板生产等过程会产生大量的 Cu2+Cu2+是一种重金属离子,严重影响水生动植物的生长发育,对人体健康也有很大危害,必须经过处理达标后方可排放。某电路板生产企业的水质情况及国家允许排放的污水标准如下表:

项目

废水水质

排放标准

pH

1.0

6~9

Cu2+(mg/L)

1470

≤0.5

氨氮(mg/L)

2632

≤15

 

.为研究上述废水中 Cu2+的处理方法并实现 Cu 的资源化回收,有研究者进行了如下实验: 向一定体积的废水中加入一定量废铁屑和焦炭粉,置于搅拌器上搅拌 90min、静置,经分析测得上清液中铜含量约为 72mg/L;滤出上清液,向滤液中加入一定量 FeS 固体,充分搅拌后静置,经分析测得其中铜含量已经达标。

(1)在 pH=1.0 的废水中,氨氮的主要存在形式是_____(用化学式表示)。

(2)①加入废铁屑后,废水中的铜含量明显减少,反应的离子方程式是_____

②加入焦炭可以加快反应速率,原因是_________________________________

(3)结合化学用语解释加入 FeS 固体使废水达标的原因_________________________

(4)在处理废水过程中使用的铁粉会因表面布满一层铜膜而失效,因此要对失效的铁粉进行活化处理,同时回收铜。处理方法为:用一定浓度的氨水浸泡包覆铜膜的铁粉,露置在空气中一段时间后,可以将表面的 Cu 转化为[Cu(NH3)4]2+与铁粉分离。

请写出 Cu 转化为 [Cu(NH3)4]2+的离子方程式:_____

Ⅱ为研究废水处理的最佳 pH,取五份等量的 I 中上清液, 分别用 30% NaOH 溶液调节 pH 值至 8.599.51011,静置后,分析上层清液中铜元素的含量。实验结果如图所示。查阅资料可知:Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+ + 2OH-

(5)根据实验结果,你认为最佳的 pH 约为_____________________________。结合资料解释实验结果呈图中 b~d 段曲线所示的原因:_________________________

 

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硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含 Mg2B2O5·H 2OSiO2 及少量 Fe2O3Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:

H3BO3+H2O H++B(OH)Ka = 5.81×10 −10

1吸收过程中反应的化学方程式为_________________________________

2滤渣 1”的主要成分有_____

3)为检验过滤 1”后的滤液中是否含有 Fe3+离子,可选用的化学试剂是____________________________

4)在过滤 2”前,将溶液 pH 调节至 3.5,目的是_____

5)在沉镁中生成 Mg(OH)2·MgCO3 沉淀的离子方程式为________________________________________________

 

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在药物制剂中,抗氧剂与被保护的药物在与发生反应时具有竞争性,抗氧性强弱主要取决于其氧化反应的速率。是三种常用的抗氧剂。下列说法中,不正确的是

已知:溶于水发生反应:

实验用品

实验操作和现象

溶液

溶液

溶液

实验1:溶液①使紫色石蕊溶液变蓝,溶液②使之变红。

实验2:溶液①与反应,保持体系中浓度不变,不同pH条件下,随反应时间变化如图所示。

实验3:调溶液①②③的pH相同,保持体系中浓度不变,测得三者与的反应速率相同。

 

A.溶液显碱性,原因是:

B.溶液中的电离程度大于水解程度

C.实验2说明,时抗氧性最强

D.实验3中,三种溶液在pH相同时起抗氧作用的微粒种类和浓度相同,因此反应速率相同

 

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