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[化学—选修  化学与技术]

七铝十二钙(12CaO•7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下:

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(1)锻粉主要含MgO和_______,用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶,或滤液中c(Mg2+)小于5×10-6mol•L-1,则溶液pH大于______;该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是_______。(Mg(OH)2的Ksp=5×10-12

(2)滤液中阴离子有__________(忽略杂质成分的影响);若滤液中仅通入CO2,会生成_________,从而导致CaCO3产率降低。

(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为_________。

(4)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为_________。

(5)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在Al电极上相互转化,其它离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为_________。

 

(1)CaO 11 CaSO4微溶于水,用(NH4)2SO4代替NH4NO3,会生成CaSO4沉淀引起Ca2+的损失;(2)NO3-、OH- Ca(HCO3)2(3)Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O (4)2Al+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑(5)Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-- 【解析】 试题分析:(1)锻粉是由白云石高温煅烧而来,在煅烧白云石时,发生反应:CaCO3CaO+CO2↑,MgCO3MgO+CO2↑,故所得锻粉主要含MgO和CaO;用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶,即得Mg(OH)2的饱和溶液,根据Mg(OH)2的Ksp可知:Ksp=c(Mg2+)•c2(OH-)=5×10-12,而c(Mg2+)小于5×10-6mol•L-1,故c(OH-)大于10-3mol/L,则溶液中的c(H+)小于10-11mol/L,溶液的pH大于11;CaSO4微溶于水,如果用(NH4)2SO4代替NH4NO3,会生成CaSO4沉淀引起Ca2+的损失;(2)在锻粉中加入适量的NH4NO3溶液后,镁化合物几乎不溶,由于NH4NO3溶液水解显酸性,与CaO反应生成Ca(NO3)2和NH3•H2O,故过滤后溶液中含Ca(NO3)2和NH3•H2O,将CO2和NH3通入滤液I中后发生反应:Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4NO3,故滤液中的阴离子主要为NO3-,还含有OH-;若滤液Ⅰ中仅通入CO2,会造成CO2过量,则会生成Ca(HCO3)2,从而导致CaCO3产率降低;(3)氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,离子反应为Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O;(4)用Al片和石墨作电极来制备Al(OH)3,故Al做阳极,石墨做阴极,阳极反应为:①Al-3e-=Al3+,阴极上是来自于水的H+放电:②2H2O+2e-=2OH-+H2↑,根据电子守恒,将①×2+②×3可得总反应:2Al+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑;(5)放电时负极电极本身Al放电,失电子,由于AlCl4-中氯元素的含量高于Al2Cl7-中氯元素的含量,故AlCl4-做反应物而Al2Cl7-为生成物,由于其它离子不参与电极反应,故电极反应为:Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-。 【考点定位】工业流程题,考查元素化合物、电解池和原电池的知识。 【名师点晴】无机工业流程题实际考查学生运用化学原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。解此类题目的基本步骤是:①从题干中获取有用信息,了解生产的产品特性;②分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A、反应物是什么B、发生了什么反应C、该反应造成什么后果,对制造产品有什么作用或影响。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务;③从问题中获取信息,帮助解题。  
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运用化学反应原理研究部分单质及其化合物的反应有重要意义。

满分5 manfen5.com(1)氨是氮循环过程中的重要物质,是氮肥工业的重要原料。氨的合成目前普遍使用的人工固氮方法:N2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.com2NH3(g)。请回答:

已知:H-H键能为436kJ/mol,N   N键能为945kJ/mol,N一H键能为391kJ/mol.由键能计算消耗1molN2时的H=_________。若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡_______移动(填“向左”、“向右”或“不”);

如图中:当温度由T1变化到T2时,KA______KB(填“>”、“<”或“=”)。

(2)氨气溶于水得到氨水。NO2可用氨水吸收生成NH4NO3,25时,将amolNH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是___________(用离子方程式表示),向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将__________(填“正向”、“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为________mol/L(用含a、b的代数式表示),(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5mol/L)

(3)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:SO2(g)+1/2O2(g)满分5 manfen5.comSO3(g)H<0,是工业上生产硫酸的关键步骤。

在某温度时,该反应的平衡常数K=0.75,若在此温度下,向100L的恒容密闭容器中,充入3mol SO2、4mol O2和4mol SO3,则反应开始时正反应速率________逆反应速率(填“<”、“>”或“=”)。

中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是________。

a.保持温度和容器体积不变,充入1.0mol SO3(g)

b.保持温度和容器内压强不变,充入2.0mol He

c.降低温度

d.在其他条件不变时,减小容器的容积

由硫酸可制得硫酸盐.在一定温度下,向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液,当两种 沉淀共存时,满分5 manfen5.com=_________。

[已知该温度时,Ksp(BaSO4)=1.3×10-10,Ksp(BaCO3)=5.2×10-9]

 

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乙醛能与银氨溶液反应析出银,如果条件控制适当,析出的银会均匀分布在试管上,形成光亮的银镜,这个反应叫银镜反应。银镜的光亮程度与反应条件有关,某课外活动小组同学在课外活动中对乙醛的银镜反应进行了探究。

.探究银镜反应的最佳实验条件的部分实验数据如下表:

实验序号

银氨溶液

乙醛的量/滴

水浴温度/

反应混合液的pH

出现银镜时间

1

1

3

65

11

5

2

1

3

45

11

6.5

3

1

5

65

11

4

4

1

3

30

11

9

5

1

3

50

11

6

6

1

5

80

11

3

请回答下列问题:

(1)若只进行实验1和实验3,其探究目的是____________________。

(2)推理当银氨溶液的量为1mL,乙醛的量为3滴,水浴温度为40,反应混合液pH为11

时,出现银镜的时间范围是____________________。

(3)进一步实验还可探索_______________对出现银镜快慢的影响。

.探究对废液的回收处理:银氨溶液放久后会变成氮化银而引起爆炸,直接排放会污染环

境,且造成银资源的浪费.通过查找资料,已知从银氨溶液中提取银的一种实验流程如下:满分5 manfen5.com

(4)操作的方法是把Ag2S和铁粉放到烧杯中加浓盐酸搅拌煮沸,使Ag2S变成银粉,反应的化学方程    式为__________________。过滤需要用到的玻璃仪器有_______(填编号)。要得到纯净的Ag2S沉淀,需要洗涤沉淀,实验室过滤器中洗涤沉淀的操作是:________________________。

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(5)根据电化原理也可Ag2S转变为Ag,方法是:在铝质容器中加入食盐溶液,再将表面生成Ag2S的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。

该装置中银器为______极。

该装置总反应的化学方程式为___________________________。

 

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A、B、D、R、Q五种短周期主族元素,其原子序数依次增大,其中A原子核内无中子,B与D同周期,R与Q同周期,A与R同主族,D与Q同主族,D元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍,B元素的最高正价和最低负价代数和为2。请用对应的化学用语回答下列问题:

(1)Q元素位于元素周期表中第______周期_____族。

(2)D、R、Q三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是________(用离子符号表示)。

(3)由A、B两种元素以原子个数比为5:1形成的离子化合物X,X的电子式为_______。

(4)由A、B元素形成的A2B4可以与O2、KOH溶液形成原电池,该原电池负极的电极反应式为____。

(5)由A、D、R、Q四种元素形成的化合物Y(RAQD3)(已知A2QD3的Ka1=1.2×10-2、Ka2=6.3×10-8),则Y溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_______________;室温下,向Y溶液中加入一定量的NaOH,使溶液中c(AQD3-)=c(QD32-),则此时溶液呈______(填“酸性”、“碱性”或“中性”)

(6)Fe与D元素可形成Fe2D3、Fe3D4等化合物。向5.2g Fe2D3、Fe3D4、Cu的混合中加入0.5mol/L的硫酸溶液140mL时,固体恰好完全溶解,所得溶液中不含Fe3+。若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,固体减少的质量为______g。

 

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一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)满分5 manfen5.comCH2=CH2(g)+4H2O(g);已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法不正确的是:

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A.生成乙烯的速率:v(M)有可能小于v(N)

B.平衡常数:KM>KN

C.当温度高于250,升高温度,平衡向逆反应方向移动,从而使催化剂的催化效率降低

D.若投料比n(H2):n(CO2)=3:1,则图中M点时,乙烯的体积分数为7.7%

 

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常温时,下列溶液的pH或微粒的物质的量浓度关系正确的是:

A.某HCl溶液的pH值为2,则溶液中由水电离的c(H+)=10-2mol•L-1

B.0.1 mol•L-1的KHA溶液,其pH=10, c(K+)>c(A2-)>c(HA-)>c(OH-)

C.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液混合:3c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)

D.将0.2 mol•L-1的某一元酸HA溶液和0.1 mol•L-1NaOH溶液等体积混合后溶液pH>7,则反应后的混合液:c(HA)>C(Na+)>c(A-)

 

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