【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。
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_____________________。
[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:
(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____________________。
(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”)。
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:
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)CuS(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____________________。
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 |
则CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(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)CH3OCH3(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__________。
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是
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
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
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