。
(5)脱盐工作中,利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过蒸发、冷却、、(填操作名称)而制得50%的NaOH溶液。
9.(14分)氨在国民经济中占有重要地位。
(1)合成氨工业中,合成塔中每产生2molNH3,放出92.2kJ热量。
①工业合成氨的热化学方程式是。
②若起始时向容器内放入2molN2和6molH2,达平衡后放出的热量为Q,则
Q(填“>”、“<”或“=”)_______184.4kJ。
③已知:
1molN-H键断裂吸收的能量约等于_______kJ。
T/℃
165
175
185
195
K
111.9
74.1
50.6
34.8
(2)工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
①焓变ΔH(填“>”、“<”或“=”)0
②在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)
,下图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α)的关系。
α随着x增大而增大的原因是。
③上图中的B点处,NH3的平衡转化率为_______。
(3)氮气是制备含氮化合物的一种重要物质,而氮的化合物用途广泛。
下面是利用氮气制备含氮化合物的一种途径:
①过程Ⅱ的化学方程式是
②运输时,严禁NH3与卤素(如Cl2)混装运输。
若二者接触时剧烈反应产生白烟,并且0.4molNH3参加反应时有0.3mol电子转移。
写出反应的化学方程式
③氨是一种潜在的清洁能源,可用作碱性燃料电池的燃料。
已知:
4NH3(g)+3O2(g)==2N2(g)+6H2O(g)ΔH=―1316kJ/mol,则该燃料电池的负极反应式是
10.(15分)制烧碱所用盐水需两次精制。
第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等离子,过程如下:
Ⅰ.向粗盐水中加入过量BaCl2溶液,过滤;
Ⅱ.向所得滤液中加入过量Na2CO3溶液,过滤;
Ⅲ.滤液用盐酸调节pH,获得一次精制盐水。
(1)过程Ⅰ除去的离子是______。
(2)过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度(20℃/g)如下表:
CaSO4
Mg2(OH)2CO3
CaCO3
BaSO4
BaCO3
2.6×10-2
2.5×10-4
7.8×10-4
2.4×10-4
1.7×10-3
①检测Fe3+是否除尽的方法是______。
②过程Ⅰ选用BaCl2而不选用CaCl2,运用表中数据解释原因______。
③除去Mg2+的离子方程式是______。
④检测Ca2+、Mg2+、Ba2+是否除尽时,只需检测Ba2+即可,原因是_____。
(3)第二次精制要除去微量的I-、IO3-、NH4+、Ca2+、Mg2+,流程示意如下:
①过程Ⅳ除去的离子是______。
②盐水b中含有SO42-。
Na2S2O3将IO3-还原为I2的离子方程式是______。
③过程VI中,在电解槽的阴极区生成NaOH,结合化学平衡原理解释:
_______。
11.(14分)2SO2(g)+O2?
(g)
2SO3(g)是生产硫酸的主要反应之一。
下表是原料气按V(SO2):
V(O2):
V(N2)=7:
11:
82投料,在1.01×105Pa时,不同温度下SO2的平衡转化率。
温度/℃
400
500
600
SO2转化率/%
99.2
93.5
73.7
(1)该反应是______反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)400℃,1.01×105Pa时,将含10molSO2的原料气通入一密闭容器中进行反应,平衡时SO2的物质的量是______mol。
(3)硫酸厂尾气(主要成分SO2、O2和N2)中低浓度SO2的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾气,若SO2与氨水恰好反应得到碱性的(NH4)2SO3溶液时,则有关该溶液的下列关系正确的是______(填序号)。
a.c(NH4+)+c(NH3?
H2O)=2[c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)]
b.c(NH4+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)
c.c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(H+)
②用MnO2与水的悬浊液吸收上述尾气并生产MnSO4。
i.得到MnSO4的化学方程式是______。
ii.该吸收过程生成MnSO4时,溶液的pH变化趋势如图甲,SO2吸收率与溶液pH的关系如图乙。
图甲中pH变化是因为吸收中有部分SO2转化为H2SO4,生成H2SO4反应的化学方程式是______;由图乙可知pH的降低______SO2的吸收(填“有利于”或“不利于”),用化学平衡移动原理解释其原因是______。
12.(12分)空气吹出法是最早工业化海水提溴的方法,适合从低浓度含溴溶液中提取溴。
(1)NaBr的电子式是。
(2)反应①是将Br—转化为Br2,反应①的离子方程式是。
(3)通入空气吹出Br2,并用Na2CO3吸收的目的是。
(4)反应②的化学方程式是。
(5)反应③中每生成3molBr2,转移电子的物质的量是mol。
(6)为了除去工业Br2中微量的Cl2,可向工业Br2中(填字母)。
a.通入HBr?
?
?
b.加入NaBr溶液?
?
?
?
c.加入Na2CO3溶液?
?
d.加入Na2SO3溶液
13.(14分)以锌锰废电池中的碳包(含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物质)为原料回收MnO2的工艺流程如下:
I.将碳包中物质烘干,用足量稀HNO3溶解金属单质,过滤,得滤渣a;
II.将滤渣a在空气中灼烧除去碳粉,得到粗MnO2;
III.向粗MnO2中加入酸性H2O2溶液,MnO2溶解生成Mn2+,有气体生成;
IV.向III所得溶液(pH约为6)中缓慢滴加0.50mol?
L-1Na2CO3溶液,过滤,得滤渣b,其主要成分为MnCO3;
V.滤渣b经洗涤、干燥、灼烧,制得较纯的MnO2。
(1)Ι中Ag与足量稀HNO3反应生成NO的化学方程式为。
(2)已知II的灼烧过程中同时发生反应:
MnO2(s)+C(s)===MnO(s)+CO(g)△H=+24.4kJ?
mol-1
MnO2(s)+CO(g)===MnO(s)+CO2(g)△H=-148.1kJ?
mol-1
写出MnO2和C反应生成MnO和CO2的热化学方程式:
。
(3)H2O2分子中含有的化学键类型为、。
(4)III中MnO2溶解的离子方程式为,溶解一定量的MnO2,H2O2的实际消耗量比理论值高,用化学方程式解释原因:
。
(5)IV中,若改为“向0.50mol?
L-1Na2CO3溶液中缓慢滴加III所得溶液”,滤渣b中会混有较多Mn(OH)2沉淀,解释其原因:
。
(6)V中MnCO3在空气中灼烧的化学方程式为。
14.(14分)对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。
(1)含氰废水中的CN-有剧毒。
①CN-中C元素显+2价,N元素显-3价,用原子结构解释N元素显负价的原因是,共用电子对偏向N原子,N元素显负价。
②在微生物的作用下,CN-能够被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,该反应的离子方程式为。
(2)含乙酸钠和对氯酚(
)的废水可以利用微生物电池除去,其原理如下图所示。
①B是电池的极(填“正”或“负”);②A极的电极反应式为。
(3)电渗析法处理厨房垃圾发酵液,同时得到乳酸的原理如下图所示(图中“HA”表示乳酸分子,A-表示乳酸根离子)。
1阳极的电极反应式为。
2简述浓缩室中得到浓乳酸的原理:
。
③电解过程中,采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6-8,此时进入浓缩室的OH-可忽略不计。
400mL10g?
L-1乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升为145g?
L-1(溶液体积变化忽略不计),阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为L。
(乳酸的摩尔质量为90g?
mol-1)
15.(13分)利用工业炼铜后的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3),制备无机高分子絮凝剂聚合氯化铝和净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。
其工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.用稀盐酸浸取炉渣,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量NaClO溶液,调pH约为3,过滤;
Ⅲ.溶液进行减压蒸发等操作,甩干后送入
聚合炉中进行高温聚合,……得到聚合氯化铝。
Ⅳ.将Ⅱ中得到沉淀洗涤、干燥,再与NaClO和NaOH反应,生成高铁酸钠。
(1)稀盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是。
(2)验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为。
(3)已知:
生成氢氧化物沉淀的pH
物质
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀时
1.5
3.4
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
8.3
1步骤Ⅱ中加入过量NaClO,反应的离子方程式是。
2根据表中数据解释步骤Ⅱ中,调pH约为3的目的是。
(4)该工业流程存在缺点,在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生,此反应方程式是。
(5)步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间,还需进行的操作是。
(6)在步骤Ⅳ中,若该反应生成166gNa2FeO4转移3mol电子,则参加反应的还原剂
和氧化剂的物质的量之比是。
16.(13分)利用某含铬废液[含较低浓度的Na2Cr2O7、Fe2(SO4)3]制备K2Cr2O7。
流程如下:
Ⅰ.用NaOH溶液调pH至3.6,产生红褐色沉淀,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入Na2SO3,一定操作后分离出Na2SO4;
Ⅲ.将分离出Na2SO4后的溶液调pH约为5,得到Cr(OH)3沉淀;
Ⅳ.在KOH存在条件下,向Cr(OH)3中加入足量H2O2溶液,得到黄色溶液;
Ⅴ.向黄色溶液中加入物质A后,溶液变为橙红色,一定操作后得到K2Cr2O7固体;
Ⅵ.测定K2Cr2O7固体的纯度。
已知:
Cr2O72-(橙红色)+H2O
2CrO42-(黄色)+2H+
(1)步骤Ⅰ中红褐色沉淀的化学式是。
(2)步骤Ⅱ中加入Na2SO3的目的是。
(3)步骤Ⅳ中反应的离子方程式是。
(4)步骤Ⅴ中加入的物质A可以是。
(填序号)
a.KOHb.K2CO3c.H2SO4d.SO2
(5)步骤Ⅵ的操作是:
取0.45gK2Cr2O7产品配成溶液,酸化后滴入18.00mL
0.50mol/L的FeSO4溶液,恰好使Cr2O72-完全转化为Cr3+。
产品中K2Cr2O7的纯度是。
(注:
K2Cr2O7的摩尔质量为294g/mol)
(6)向橙红色的K2Cr2O7溶液中,滴加Ba(NO3)2溶液,产生黄色沉淀,溶液pH减小。
试推测黄色沉淀是,溶液pH变小的原因是。
答案
1.
(1)阴2Cl--2e-===Cl2↑
(2)5Cl2+2CN-+4H2O===10Cl-+N2↑+2CO2↑+8H+
(3)①NH2Cl+H2O
NH3+HClO(不写可逆号扣1分)
②2NO2-(aq)+O2(g)===2NO3-(aq)ΔH=-146kJ·mol-1(反应热写错扣1分)
(4)①答案1:
含H2S,由电离常数知H2SO3酸性强于H2S,溶液中的S2-与H2SO3反应生成H2S。
答案2:
不含H2S,S2-还原性较强,能被SO2氧化生成其它含硫物质。
(只写“含”或“不含”为0分)
②通入过多SO2会使溶液的pH小于7,S2O32-在酸性溶液中不能稳定存在。
(5)①c②负
③从A到B④Sx2--2e-===xS
NaOH
2.(14分)
(1)NH3·H2O===NH3↑+H2O
(2)①
②40弱
(3)HCl+NH3=NH4Cl
(4)①还原
②2NH3+6OH-—6e-=N2+6H2O
3.(14分)
(1)SO2+OH-===HSO3-
(2)①a、c
②HSO3-在溶液中存在电离平衡:
HSO3-
SO32-+H+,加入CaCl2溶液后,
Ca2++SO32-===CaSO3↓使电离平衡右移,c(H+)增大。
(3)NO+2H2O+3Ce4+===3