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【化学—选修2:化学与技术】海水的综合利用包括很多方面,下图是从海水中通过一系列...

【化学—选修2:化学与技术】海水的综合利用包括很多方面,下图是从海水中通过一系列工艺流程提取产品的流程图。

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海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、Br-、SO42-、HCO3-等离子。

已知:MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。回答下列问题:

(1)海水pH约为8的原因主要是天然海水含上述离子中的____________________。

(2)除去粗盐溶液中杂质(Mg2+、SO42-、Ca2+),加入药品的顺序可以为__________。

①NaOH溶液 ②BaCl2溶液 ③过滤后加盐酸 ④Na2CO3溶液

(3)过程②中由MgCl2·6H2O制得无水MgCl2,应如何操作____________________。

(4)从能量角度来看,氯碱工业中的电解饱和食盐水是一个将__________转化为_________的过程。采用石墨阳极,不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为_____________;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学方程式__________________。

(5)从第③步到第④步的目的是______________。采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2,并用SO2吸收。主要反应的化学方程式为_____________________。

 

(1)HCO3-(2)①②④③ (3)在氯化氢气流中加热至恒重(4)电能化学能 MgCl2(熔融)Mg + Cl2↑Mg+H2OMg(OH)2+H2↑ (5)为了浓缩富集溴 Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr 【解析】 题分析:(1)海水pH约为8,这说明显碱性,因此含有水解的酸根,即原因主要是天然海水含上述离子中的HCO3-。 (2)Ca2+用碳酸钠除去,Mg2+用氢氧化钠除去,SO42-用氯化钡除去,最后加入盐酸酸化。但由于过量的氯化钡要用碳酸钠来除,所以碳酸钠必需放在氯化钡的后面,而氢氧化钠可以随意调整,因此顺序可以是①②④③。 (3)镁离子易水解,则过程②中由MgCl2·6H2O制得无水MgCl2的操作为在氯化氢气流中加热至恒重。 (4)从能量角度来看,氯碱工业中的电解饱和食盐水是一个将电能转化为化学能的过程。采用石墨阳极,不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg + Cl2↑;电解时,若有少量水存在,高温下镁能与水反应生成氢气和氢氧化镁,反应的化学方程式为Mg+H2OMg(OH)2+H2↑。 (5)根据流程图可知从第③步到第④步的目的是为了浓缩富集溴;二氧化硫能被溴氧化生成硫酸,反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr。 考点:考查化学与技术模块分析  
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[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种重要的染料及合成农药中间体,受热可分解,摩尔质量为246 g·mol-1。某化学课外小组设计了如下实验(部分夹持装置略)验证它的部分分解产物,请回答问题:

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(1)连接装置,_________________,在各装置中加入相应的药品和试剂。

2)打开K2、K4,闭合K1、K3,加热一段时间后观察到品红溶液褪色,写出NaOH溶液中发生反应的离子方程式____________________。

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(3)打开K1、K3,闭合K2、K4,继续加热一段时间后观察到湿润红色石蕊试纸变蓝,证明分解产物中含有________________(填化学式)。

(4)CCl4的作用是_________________________________。

(5)加热过程中,还生成Cu、N2和H2O。写出[Cu(NH3)4]SO4·H2O分解的化学方程式________________。

(6)若实验中称取a g [Cu(NH3)4]SO4 · H2O,收集到b mL N2(已换算成标准状况),[Cu(NH3)4]SO4·H2O的分解率表达式为_____________。

(7)量气管读数时需注意的事项有:①气体冷却到室温;②量气装置两侧液面相平;③_____________。若某同学按右图所示读数,则计算出的分解率__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

 

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碳酸镍可用于电镀、陶瓷器着色等。镍矿渣中镍元素的主要存在形式是Ni(OH)2和NiS(含有Fe、Cu、Ca、Mg、Zn等元素杂质),从镍矿渣出发制备碳酸镍的流程如下:

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已知:常温下,溶度积常数

难溶物

NiS

ZnS

CuS

CaF2

MgF2

溶度积常数

1.07 × 10-21

2.93 × 10-25

1.27 × 10-36

1.46 × 10-10

7.42 × 10-11

(1)浸取出Ni2+时反应的离子方程式有①________________②NiS + ClO3- + H+ — Ni2+ + S + Cl- + H2O(未配平),此反应中还原产物与氧化产物的物质的量比为____________。

(2)经实验检验,含Ni2+浸出液中铁元素的存在形式只有Fe3+,证明该溶液中无Fe2+可选用的试剂是_____________,现象为________________。

(3)加入Na2CO3溶液沉铁时生成难溶于水的黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]和一种无色气体。写出此反应的离子方程式:___________________________。

(4)加入NiS的作用是除去溶液中的Cu2+,原理是NiS(s) + Cu2+(aq)满分5 manfen5.comCuS(s) + Ni2+(aq),过滤后,溶液中c(Ni2+) = 0.107 mol·L-1对,溶液中残留c(Cu2+)为__________ mol·L-1

(5)加入NaF的作用是___________________________。

(6)加入Na2CO3溶液沉镍,检验Ni2+是否沉淀完全的方法是____________________。

 

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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

I.已知某些化学键的键能数据如下

化学键

C=O

C—O

C—H

H—H

O—H

键能/kJ·mol-1

745

351

415

436

462

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则CO2(g) + 3H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g) + H2O(g)  ΔH = __________ kJ·mol-1

II.将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:

2CO2(g)+6H2(g)满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+3H2O(l)

(1)该反应化学平衡常数表达式K=__________。

(2)已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,

达平衡时CO2的转化率如右图所示:

①该反应的ΔH__________0(填“>"或“<”)。

②若温度不变,减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)],K值将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。③700K投料比[n(H2)/n(CO2)]=2时,达平衡时H2的转化率α=__________。

(3)某温度下,向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是__________。

A.二氧化碳的浓度     B.容器中的压强

C.气体的密度         D.CH3OCH3与H2O的物质的量之比

(4)某温度下,在体积可变的密闭容器中,改变起始时加入各物质的量,在不同的压强下,平衡时CH3OCH3(g)的物质的量如下表所示:

 

P1

P2

P3

I.2.0molCO26.0molH2

0.10mol

0.04mol

0.02mol

II.1.0molCO23.0molH2

X1

Y1

Z1

III.1.0molCH3OCH33.0molH2O

X2

Y2

Z2

①P1__________P3(填“>”“<”或“=”);

②X1__________;

③P2下,III中CH3OCH3的平衡转化率为__________。

 

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用AG表示溶液的酸度,AG = lg[c(H+)/c(OH-)]。室温下实验室中用0.01 mol·L-1的氢氧化钠溶液滴定20.00 mL 0.01 mol·L-1醋酸,滴定结果如图所示。下列有关叙述正确的

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A.加入10.00mLNaOH溶液时c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+c(OH-)

B.A点时加入氢氧化钠溶液体积为20.00mL

C.若B点为40.00mL此时溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)

D.室温下,0.01mol·L-1醋酸溶液pH为3.5

 

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氮的化合物可以通过电化学转化,右图为NO转化为NO2的工作原理示意图,下列说法正确的是

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A.Pt电极上发生的是氧化反应

B.Pt电极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-

C.每转化1molNO,消耗O2的体积为11.2L

D.外电路中电子由NiO电极向Pt电极移动

 

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