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【題目】資源的高效利用對保護環(huán)境、促進經濟持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用。磷尾礦主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3 。某研究小組提出了磷尾礦綜合利用的研究方案,制備具有重要工業(yè)用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2,其簡化流程如下:

已知:①Ca5(PO4)3F在950℃不分解;

②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4

請回答下列問題:

(1)950℃煅燒磷尾礦生成氣體的主要成分是___________。

(2)實驗室過濾所需的玻璃儀器是_____________。

(3)NH4NO3溶液能從磷礦Ⅰ中浸取出Ca2+的原因是__________。

(4)在浸取液Ⅱ中通入NH3,發(fā)生反應的化學方程式是____________。

(5)工業(yè)上常用磷精礦[Ca5(PO4)3F]和硫酸反應制備磷酸。已知25℃,101kPa時:

CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-271kJ/mol

5 CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)= Ca5(PO4)3F (s)+5H2O(l) ΔH=-937kJ/mol

則Ca5(PO4)3F和硫酸反應生成磷酸的熱化學方程式是_________________。

(6)在一定條件下CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),當CO與H2O(g)的起始物質的量之比為1:5,達平衡時,CO轉化了。若a kg含Ca5(PO4)3F(相對分子質量為504)的質量分數為10%的磷尾礦,在上述過程中有b%的Ca5(PO4)3F轉化為P4,將產生的CO與H2O(g)按起始物質的量之比1:3混合,則相同條件下達平衡時能產生H2________kg。

【答案】(1)CO2

(2)漏斗、燒杯、玻璃棒

(3)NH4 水解使溶液呈酸性,與CaO、Ca(OH)2反應生成Ca2+

(4)MgSO4+2NH3+2H2O===Mg(OH)2+(NH4)2SO4

(5)Ca5(PO4)3F (s)+ 5H2SO4(l)=5CaSO4(s) +H3PO4(l)+HF(g) ΔH =-418kJ/mol

(6)

【解析】(1)根據題給化學工藝流程和信息①知磷尾礦[主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3 ]在950℃下煅燒,其中碳酸鈣和碳酸鎂分解,生成氣體的成分為二氧化碳(CO2)。

(2)實驗室過濾所需的玻璃儀器是燒杯、漏斗和玻璃棒。

(3)NH4NO3溶液中銨離子水解呈酸性,與CaO、Ca(OH)2反應生成Ca2+。

(4)根據化學工藝流程判斷浸取液II的主要成分為硫酸鎂溶液,通入NH3,發(fā)生反應的化學方程式是MgSO4+2NH3+2H2O===Mg(OH)2+(NH4)2SO4 。

(5)已知25℃,101kPa時:

①CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) ΔH =-271kJ/mol

②5 CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)= Ca5(PO4)3F (s)+5H2O(l) ΔH =-937kJ/mol

根據蓋斯定律:①×5-②得Ca5(PO4)3F和硫酸反應生成磷酸的熱化學方程式是Ca5(PO4)3F (s)+ 5H2SO4(l)=5CaSO4(s) +H3PO4(l)+HF(g) ΔH =-418kJ/mol 。

(6)根據題給數據利用三段式分析。設CO的起始濃度為1 mol/L,則水蒸氣的起始濃度為5 mol/L

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

起始濃度(mol/L)1 5 0 0

轉化濃度(mol/L)5/6 5/6 5/6 5/6

平衡濃度(mol/L)1/6 25/6 5/6 5/6

則K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=1。相同條件下當CO與H2O(g)的起始物質的量之比為1:3,平衡常數不變,設轉化的CO為x mol。

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

起始濃度(mol/L)1 3 0 0

轉化濃度(mol/L)x x x x

平衡濃度(mol/L)(1-x) (3-x) x x

則x2/(1-x)(3-x)=1,解得x=3/4,即達平衡時,CO轉化了3/4 mol。轉化為P4的Ca5(PO4)3F質量為a×10%×b%kg,根據反應4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4知生成CO的質量為(30×28×a×10%×b%)/(4×504)kg,則轉化的CO的質量為3(30×28×a×10%×b%)/4(4×504)kg,根據反應:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)知相同條件下達平衡時能產生H2的質量為3(30×28×a×10%×b%)/56(4×504)kg=kg。

練習冊系列答案
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【題目】5 L的密閉容器中,一定條件下發(fā)生化學反應:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。起始反應時NO和CO各為3 mol,保持密閉容器體積不變,10秒鐘達到化學平衡,測得N2為1 mol。下列有關反應速率的說法中,正確的是

A.達到平衡后,若將容器體積壓縮為2 L,則正反應速率將增大,逆反應速率將減小

B.反應前5秒鐘內,用CO表示的平均反應速率為0.04 mol·L-1·s-1

C.當v(CO)=2v(N2)時,該反應中NO的物質的量不再改變

D.保持壓強不變,往容器中充入1 mol He,正、逆反應速率都不改變

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【題目】醫(yī)療上給病人輸的藥液中,常含的糖是

A.葡萄糖 B.蔗糖 C.淀粉 D.紅糖

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某化學興趣小組發(fā)現實驗室有多件表面呈灰綠色的金屬制品, 經了解其來源并查閱相關資料(如下表),初步確認為銅制品。

紫銅

青銅

銅綠

主要成分

純銅

銅錫合金

Cu2(OH)2CO3

性質與用途

紫紅色, 質軟,導電性能良好;主要用作電線電纜。

多呈灰綠色, 熔點低、硬度大、 可塑性強;可鑄造成各種器具。

不溶于水的灰綠色粉末,溶于酸, 加熱易分解;可作顏料、殺蟲劑。

針對銅制品表面的灰綠色物質究竟是什么,同學們提出了多種猜想并展開實驗探究。

【猜想假設】

(1)小吳同學認為可能是純銅制品表面涂上了灰綠色的油漆;

小周同學認為可能是青銅(銅錫合金),因為常見的青銅是灰綠色的;

小黃同學認為是純銅制品,只是表面長出了銅綠[ Cu2(OH)2CO3 ];

除上述猜想外,其他合理的猜想是____________________(只寫一個)。

【實驗驗證】三位同學為了驗證各自上述的猜想,進行了以下探究:

(2)小吳刮下部分灰綠色物質放入燃燒匙中進行灼燒,發(fā)現該物質不能燃燒,證明灰綠色物質不是油漆。 其判斷依據是________________________。

(3)小周刮下足量的灰綠色物質投入鹽酸溶液中,觀察到有氣體產生,實驗表明該氣體不能燃燒。將表面刮凈后的銅制品也投入鹽酸中,并無氣體產生。由此證明該銅制品不是青銅,理由是__________________。

(4)根據上述實驗,小黃認為灰綠色物質可能是銅綠[ Cu2(OH)2CO3 ]。于是按圖5所示裝置進行實驗。

實驗證明小黃的猜測是正確的,因為在A中觀察到灰綠色物質變黑,B中觀察到了___________的現象, C中觀察到了_____________的現象。B中所發(fā)生反應的化學方程式為:__________________。

如果將實驗裝置中的B和C進行調換,將無法得出灰綠色物質是銅綠的結論,原因是______________。

【實驗拓展】

(5)小黃同學還從網上找到了利用氨水擦拭去除銅綠的方法,其原理是氨水與堿式碳酸銅反應生成銅氨絡離子[Cu(NH3)42+],其離子方程式可表示為:___________________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質量。有效控制空氣中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要。

(1)在汽車排氣管內安裝催化轉化器,可將汽車尾氣中主要污染物轉化為無毒的大氣循環(huán)物質。

已知:① N2(g) + O2(g) 2NO(g) △H1=+180.5 kJ·mol-1

② CCO的燃燒熱(△H)分別為-393.5 kJ·mol-1-283 kJ·mol-1

2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)△H=_____kJ·mol-1

(2)將0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一個容積為1L的密閉容器中,反應過程中物質濃度變化如圖所示。

①CO在0-9min內的平均反應速率v(CO)=________mol·L-1·min-1(保留兩位有效數字);第12 min時改變的反應條件可能為________。

A.升高溫度 B.加入NO C.加催化劑 D.降低溫度

②該反應在第24 min時達到平衡狀態(tài),CO2的體積分數為________(保留三位有效數字),化學平衡常數值為________(保留兩位有效數字)。

(3)煙氣中的SO2可用某濃度NaOH溶液吸收,若將一定量的SO2氣體通入到300mL NaOH的溶液中,再在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量,產生的氣體與反應的HCl兩者物質的量的關系如圖所示(氣體的溶解和HCl的揮發(fā)忽略,NaHSO3水溶液為酸性):

①O點溶液中所含溶質的化學式為_________________;

②a點溶液中各離子溶度大小關系為______________;

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】研究碳和硫的化合物的性質,有助于合理控制溫室效應、環(huán)境污染,并能進行資源化利用,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產品。

I. (1)有科學家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相關熱化學方程式如下:

6FeO(s) +CO2(g)===2Fe3O4(s)+C(s) ΔH=-76.0 kJ·mol-1

①上述反應的還原產物為 ,每生成1 mol Fe3O4,轉移電子的物質的量為________mol;

②已知:C(s) +2H2O(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=+113.4 kJ·mol-1,則反應:

3FeO(s) +H2O(g)===Fe3O4(s)+H2(g)的 ΔH=________。

(2)在一定條件下,二氧化碳轉化為甲烷的反應如下:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)。向一容積為2 L的恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃時發(fā)生上述反應,達到平衡時各物質的濃度分別為CO2 0.2 mol·L-1,H2 0.8 mol·L-1,CH4 0.8 mol·L-1,H2O 1.6 mol·L-1。則300℃時上述反應的平衡常數K=________。200℃時該反應的平衡常數K=64.8,則該反應的ΔH________(填“>”或“<”)0。

Ⅱ. SO2直接排放會對環(huán)境造成危害。SO2的尾氣處理通常有以下幾種方法:

(1)活性炭還原法

反應原理:恒溫恒容時2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。

反應進行到不同時間測得各物質的濃度如圖:

①0~20 min反應速率表示為v(SO2)=________;

②30 min時,改變某一條件平衡發(fā)生移動,則改變的條件最有可能是________;

③能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是 。

a. SO2 的消耗速率與CO2 的生成速率相同 b. 混合氣體的密度不變

c. S2的濃度不變 d. SO2 與S2的物質的量之比為2:1

(2)亞硫酸鈉吸收法

①Na2SO3溶液吸收SO2的離子方程式為__________________;

②常溫下,當吸收至NaHSO3時,吸收液中相關離子濃度關系一定正確的是________(填序號)。

a.c(Na)+c(H)>c(SO)+c(HSO)+c(OH)

b.c(Na)=c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)

c.c(Na)>c(HSO)>c(H)>c(SO)

d.水電離出c(H)=1×10-8 mol/L

(3)電化學處理法

①如圖所示,Pt(Ⅰ)電極的電極反應式為__________________;

②當電路中轉移0.02 mol e時(較濃H2SO4尚未排出),交換膜左側溶液中約增加________mol離子。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是 (
A.鈉、鎂、鋁原子半徑依次增大
B.NH3H2O HF 穩(wěn)定性依次減弱
C.H3PO4H2SO4HClO4酸性依次增強
D.NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3堿性依次增強

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下表為元素周期表的一部分:

請參照元素①一⑨在周期表表中的位置,用化學用語回答下列問題:

(1)寫出元素⑥在周期表中的位置是____________。

(2)元素⑤、⑧、⑨的離子半徑由大到小的順序為______________。

(3)元素①④⑨形成原子個數比1:1:1化合物的電子式為_________;寫出元素⑤和⑧形成原子個數比2:1化合物的形成過程:_________________。

(4)元素⑤和⑥最高價氧化物水化物反應的離子方程式為_______________。

(5)②的單質與⑧的最高價氧化物水化物濃溶液反應的化學方程式為______________________,若反應中有6.02×1023個電子發(fā)生轉移,則生成的氣體標準狀況下的體積為______L。

(6)寫出一個方程式,證明元素⑧的非金屬性比元素⑨弱:____________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】化學與科學、技術、社會、環(huán)境關系密切,下列說法不正確的是(

A.鋁鹽和鐵鹽都可用作凈水劑

B.NH4Cl和ZnCl2溶液可用作焊接時的除銹劑

C.用犧牲鎂塊的方法防止地下鋼鐵管道的腐蝕

D.電解熔融氧化鎂可以得到鎂,電解熔融氯化鎂不能得到鎂

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