【題目】工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢液、廢渣直接排放會(huì)造成污染,很多都經(jīng)過(guò)吸收轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品。
I.利用電化學(xué)原理吸收工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的SO2、NO,同時(shí)獲得Na2S2O4和NH4NO3產(chǎn)品的工藝流程圖如圖(Ce為鈰元素)。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)裝置Ⅱ中NO在酸性條件下生成NO2-的離子方程式: 。
(2)裝置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如下圖所示:
右側(cè)反應(yīng)室中發(fā)生的主要電極反應(yīng)式為 。
(3)已知進(jìn)入裝置Ⅳ的溶液中NO2-的濃度為0.4 mol·L-1,要使1 m3該溶液中的NO2-完全轉(zhuǎn)化為 NH4NO3,需至少向裝置Ⅳ中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2的體積為 L。
II.以電石渣[主要成分為Ca(OH)2和CaCO3]為原料制備KClO3的流程如下:
(4)氯化過(guò)程控制電石渣過(guò)量,在75℃左右進(jìn)行。氯化時(shí)存在Cl2與Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反應(yīng),Ca(ClO)2進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2 分解為CaCl2和O2。提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的轉(zhuǎn)化率的可行措施有 (填序號(hào))。
A.適當(dāng)減緩?fù)ㄈ?/span>Cl2速率 B.充分?jǐn)嚢铦{料 C.加水使Ca(OH)2完全溶解
(5)氯化過(guò)程中Cl2 轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的總反應(yīng)方程式為
6Ca(OH)2+6Cl2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O
氯化完成后過(guò)濾。濾渣的主要成分為 (填化學(xué)式)。
(6)向?yàn)V液中加入稍過(guò)量KCl固體可將Ca(ClO3)2轉(zhuǎn)化為KClO3,若溶液中KClO3的含量為100gL1,從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是 。
(7)工業(yè)上常用磷精礦[Ca5(PO4)3F]和硫酸反應(yīng)制備磷酸。已知25℃,101kPa時(shí):
CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) △H=-271kJ/mol
5CaO(s)+H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) △H=-937kJ/mol
則Ca5(PO4)3F和硫酸反應(yīng)生成磷酸的熱化學(xué)方程式是 。
【答案】
(1)NO+Ce4++H2O=NO2-+Ce3++2H+ ;
(2)2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O
(3)4.48×103;(4)AB;
(5)CaCO3、Ca(OH)2;
(6)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
(7)Ca5(PO4)3F (s)+ 5H2SO4(l)=5CaSO4(s) +H3PO4(l)+HF(g)△H=-418kJ/mol
【解析】
試題分析:I.裝置Ⅰ中二氧化硫是酸性氧化物,能和強(qiáng)堿氫氧化鈉之間發(fā)生反應(yīng):SO2+OH-=HSO3-,NO和氫氧化鈉之間不會(huì)反應(yīng),裝置Ⅱ中NO在酸性條件下,NO和Ce4+之間會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng):NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+,NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+,裝置Ⅲ中,在電解槽的陽(yáng)極2Ce3+-2e-=2Ce4+,陰極電極反應(yīng)式為:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O,裝置Ⅳ中通入氨氣、氧氣,2NO2-+O2++2H++2NH3=2NH4++2NO3-。
(1)裝置Ⅱ中NO在酸性條件下NO和Ce4+之間會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng):NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+,NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+,故答案為:NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+;
(2)生成Ce4+為氧化反應(yīng),發(fā)生在陽(yáng)極上,因此再生時(shí)生成的Ce4+在電解槽的陽(yáng)極,連接電源正極,反應(yīng)物是HSO3-被還原成S2O42-,得到電子,電極反應(yīng)式為:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O,故答案為:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;
(3)NO2-的濃度為0.4mol/L,要使1m3該溶液中的NO2-完全轉(zhuǎn)化為NH4NO3,則失去電子數(shù)為:1000×(5-3)×0.4mol,設(shè)消耗標(biāo)況下氧氣的體積是V,根據(jù)電子守恒:×4=1000×(5-3)×0.4mol,解得V=4480L,故答案為:4480;
II.電石渣含有Ca(OH)2,加入水打漿,通入氯氣,可生成Ca(ClO)2,Ca(ClO)2進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2,過(guò)濾后在濾液中加入KCl轉(zhuǎn)化生成KClO3,經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得晶體KClO3。
(4)氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的轉(zhuǎn)化率,可使氯氣和氫氧化鈣充分接觸,可適當(dāng)減緩?fù)ㄈ?/span>Cl2速率、充分?jǐn)嚢铦{料,因氫氧化鈣微溶于水,加水溶解的做法不可取,因濃度過(guò)低,對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)不利,故答案為:AB;
(5)發(fā)生6Ca(OH)2+6Cl2═Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O,生成的Ca(ClO3)2溶于水,CaCO3不溶于水,Ca(OH)2微溶,則濾渣中含有CaCO3、Ca(OH)2,故答案為:CaCO3、Ca(OH)2;
(6)該溶液中盡可能多地析出KClO3固體,應(yīng)經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,故答案為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;
(7)已知25℃,101kPa時(shí):①CaO(s)+H2SO4(l)═CaSO4(s)+H2O(l)△H=-271kJ/mol,②5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)═Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l)△H=-937kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律:①×5-②得Ca5(PO4)3F和硫酸反應(yīng)生成磷酸的熱化學(xué)方程式是Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g)△H=-418kJ/mol。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】反應(yīng)4A(g)+3B(g)=2C(g)+5D(g)在四種不同條件下的反應(yīng)速率分別為:
① v(A)=0.8 mol·L-1·min-1 ② v(B)=0.6 mol·L-1·min-1
③ v(C)=0.3mol·L-1·min-1 ④ v(D)=1.2 mol·L-1·min-1
表示該反應(yīng)速率最慢的是
A.① B.② C.③ D.④
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】除去下列物質(zhì)中混有的少量雜質(zhì),所用除雜試劑及操作方法均正確的是( )
選項(xiàng) | 物質(zhì) | 雜質(zhì) | 除雜試劑及操作方法 |
A | FeCl2溶液 | CuCl2溶液 | 加入過(guò)量鐵粉,充分反應(yīng)后過(guò)濾 |
B | KCl固體 | MnO2固體 | 加足量的水溶解、過(guò)濾、洗滌、干燥 |
C | CaO | CaCO3 | 加入適量的稀鹽酸至不再生產(chǎn)氣體為止 |
D | Cu | C | 在空氣中灼燒 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】A、B、C、D均為短周期元素。A、B可形成兩種液態(tài)化合物甲和乙,其最簡(jiǎn)式分別為BA和B2A。A與D可形成氣態(tài)化合物DA、DA2。B與D可形成一種極易溶于水的堿性氣體X。B與C可形成極易溶于水的酸性氣體Y。Y溶于水能完全電離。已知X分子與乙分子中的電子數(shù)相等,Y分子與甲分子中的電子數(shù)相等。請(qǐng)回答:
(1)甲的電子式為___________。
(2)常溫下,aL pH為2的Y溶液與bL pH為12的氫氧化鈉溶液混合后,所得溶液pH=3,則a:b=___________。
(3)X溶于水后發(fā)生電離,寫出電離方程式____________,已知X在液態(tài)時(shí)和水一樣,可發(fā)生微弱的電離,產(chǎn)生兩種含相同電子數(shù)的粒子。請(qǐng)寫出它的電離方程式:___________。
(4)X與甲在一定條件下可發(fā)生反應(yīng),生成無(wú)污染的產(chǎn)物,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式_________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各組反應(yīng)中,反應(yīng)物的相對(duì)用量對(duì)產(chǎn)物組成無(wú)影響的是
A. 鐵與稀硝酸 B. 硫化氫與氧氣 C. 1,3-丁二烯與溴 D. 過(guò)氧化鈉與二氧化碳
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】4種相鄰主族短周期元素的相對(duì)位置如表,元素x的原子核外電子數(shù)是m的2倍,y的氧化物具有兩性。
m | n | ||
x | y |
回答下列問(wèn)題:
(1)元素x在周期表中的位置是 ,其單質(zhì)可采用電解熔融 的方法制備。
(2)氣體分子(mn)2的電子式為 ,(mn)2稱為擬鹵素,性質(zhì)與鹵素相似,其與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)已知氰化鈉(NaCN),可以與很多金屬形成絡(luò)合物,因此工業(yè)上采用氰化法提煉金:用稀的氰化鈉溶液處理粉碎了的金礦石,通入空氣,使金礦石中的金粒溶解,生成能溶于水的絡(luò)合物Na[Au(CN)2],其反應(yīng)方程式為:①4Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH,Na[Au(CN)2]在水溶液中的電離方程式為:②Na[Au(CN)2]=Na++[Au(CN)2]-,然后再用鋅從溶液中把金置換出來(lái),鋅轉(zhuǎn)化為Na2[Zn(CN)4]。據(jù)此,請(qǐng)利用①寫出在空氣中用氰化鈉溶液提取金的電極反應(yīng)式:正極: ,負(fù)極: 。
(4)若人不慎氰化鈉中毒,可用Na2S2O3緩解,二者反應(yīng)得到兩種含硫元素的離子,其中一種遇到Fe3+可變?yōu)榧t色。寫出解毒原理的相關(guān)離子方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】現(xiàn)將2mol氣體A與1mol氣體B充入一個(gè)體積不變的容器內(nèi),發(fā)生反應(yīng):2A+BC+3D+4E,達(dá)到平衡后氣體A的濃度減少一半,發(fā)現(xiàn)少量液滴生成,在相同的溫度下測(cè)得反應(yīng)前后壓強(qiáng)分別為6.06×106Pa和8.08×106Pa,又測(cè)得反應(yīng)共放出熱量QkJ,下列說(shuō)法正確的是( )
A.上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,其他的條件不變的情況下,只改變壓強(qiáng),平衡不移動(dòng)
B.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為
C.E為氣體
D.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2A(g)+B(g)C(g)+3D(l)+4E(g) △H=-QkJ/mol
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