為了提高資源利用率,減少環(huán)境污染,化工集團(tuán)將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈,如下圖所示。
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)鈦鐵礦進(jìn)入氯化爐前通常采取洗滌、粉碎、烘干、預(yù)熱等物理方法處理,請(qǐng)從原理上解釋粉碎的作用___________________;已知氯化爐中反應(yīng)氯氣和焦炭的理論用料物質(zhì)的量比為7∶6,則氯化爐中的還原劑化學(xué)式是________________________;
(2)已知:①M(fèi)g(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) △H=-641kJ?molˉ1
② 2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s) △H=-512kJ?molˉ1
則Ti(s)+2Cl2(g)= TiCl4(s) △H= ;
(3)Ar氣通入還原爐中并不參與反應(yīng),通入Ar氣的作用是_______________________;
(4)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池。已知該燃料電池的總反應(yīng)式為:2CH3OH+3O2+4OHˉ=2CO32ˉ+6H2O,該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是:2CH3OH-12eˉ+16OHˉ=2CO32ˉ+12H2O。則正極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:___________。工作一段時(shí)間后,測(cè)得溶液的pH是____(填“減小”、“增大”或“不變”)。
(16分)(1)增大反應(yīng)物間接觸面積,提高反應(yīng)速率2分) C、FeTiO3(4分,各2分,順序不要求)
(2)-770kJ?molˉ1(2分,一定要標(biāo)明單位)
(3)Mg和Ti都有強(qiáng)還原性,在Ar氣氛中可防止被氧化(4分,前后回答準(zhǔn)確各2分)
(4)①O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ(或3O2+6H2O+12eˉ=12OHˉ)(2分) ②減小(2分)
解析試題分析:(1)聯(lián)系影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,鈦鐵礦是固體反應(yīng)物,粉碎可以增大固體反應(yīng)物的表面積,增大反應(yīng)物之間的接觸面積,提高化學(xué)反應(yīng)速率;根據(jù)物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式的系數(shù)之比,則Cl2、C的系數(shù)分別為7、6,讀圖可知,氯化爐中氯元素由0降為—1價(jià),則降低總數(shù)為1×2×7=14,碳元素由0升為+2價(jià),升高總數(shù)為2×6=12,由于碳元素化合價(jià)升高總數(shù)不等于氯元素化合價(jià)降低總數(shù),說(shuō)明鐵元素一定由+2升為+3價(jià),且其系數(shù)為2,則該反應(yīng)為2FeTiO3+7Cl2+6C=2TiCl4+2FeCl3+6CO,還原劑為FeTiO3和C;(2)觀察已知熱化學(xué)方程式,未知焓變的熱化學(xué)方程式可以通過(guò)①×2–②得到,根據(jù)蓋斯定律可知,△H=①的焓變×2–②的焓變=(-641kJ?molˉ1)×2—(-512kJ?molˉ1)=—770kJ?molˉ1;(3)還原爐中反應(yīng)為2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s),Mg、Ti的還原性都強(qiáng),容易被氧氣、水、二氧化碳、氮?dú)獾葰怏w氧化,降低鈦的產(chǎn)率,而氬氣是惰性氣體,能防止鎂、鈦氧化,提高鈦的產(chǎn)率;(4)正極上主要反應(yīng)物和產(chǎn)物為O2→OHˉ;氧元素由0降為—2價(jià),降低總數(shù)為4,則1個(gè)氧分子得到4個(gè)電子,即O2+4eˉ→OHˉ;根據(jù)左右電荷守恒原理,左邊帶4個(gè)負(fù)電,則右邊一定為4個(gè)氫氧根離子,即O2+4eˉ→4OHˉ;根據(jù)左右原子個(gè)數(shù)守恒原理,右邊比左邊多4個(gè)H、2個(gè)O,說(shuō)明左邊還有2個(gè)H2O,即正極反應(yīng)式為O2+4eˉ+2H2O=4OHˉ;O2+4eˉ+2H2O=4OHˉ中各微粒系數(shù)都乘以3,則3O2+12eˉ+6H2O=12OHˉ,也是該燃料電池的正極反應(yīng)式;依題意,該燃料電池的總反應(yīng)式為:2CH3OH+3O2+4OHˉ=2CO32ˉ+6H2O,工作一段時(shí)間后,氫氧根離子被消耗,且水的量增大,則氫氧根離子濃度一定減小,電解質(zhì)溶液的堿性減弱,pH減小。
考點(diǎn):考查有關(guān)物質(zhì)制備的化學(xué)工藝流程大題,涉及解釋粉碎固體原料的原因、判斷還原劑、根據(jù)蓋斯定律計(jì)算焓變、解釋惰性氣體的作用、燃料電池的工作原理、正極反應(yīng)式、溶液pH變化情況等。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:單選題
下圖是制取氣體的一種裝置,能用此裝置制取氣體并能“隨開(kāi)隨用,隨關(guān)隨!钡氖牵 )
A.堿石灰與濃氨水制NH3 |
B.鋁片與燒堿溶液制H2 |
C.電石與飽和食鹽水制乙炔(C2H2) |
D.亞硫酸鈉固體與75%的硫酸制SO2 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:單選題
下圖所示裝置中,若關(guān)閉活塞,則品紅溶液無(wú)變化,石蕊溶液變紅,石灰水變渾濁。據(jù)此判斷氣體和廣口瓶中盛放的物質(zhì)是( )
A.SO2和H2SO4(濃) |
B.SO2和飽和NaHCO3 |
C.Cl2和NaHSO3 |
D.NO2和KOH |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
如下圖所示,A、B、C是實(shí)驗(yàn)室常用的三種制取氣體的裝置,提供的藥品有:大理石、濃鹽酸、稀鹽酸、鋅粒、二氧化錳、氯化銨、熟石灰,F(xiàn)欲利用這些藥品分別制取NH3、Cl2、H2、CO2四種氣體,試回答以下問(wèn)題。
(1)選用A裝置可制取的氣體有 ;選用B裝置可制取的氣體有 ;通常選用C裝置制取的氣體有 。若用亞硫酸鈉和濃硫酸來(lái)制取二氧化硫氣體應(yīng)選用裝置 (填裝置的編號(hào)字母)。
(2)寫出利用上述有關(guān)藥品制取氯氣的化學(xué)方程式: 。
(3)若要制得干燥的氨氣,可選用下列干燥劑中的 (填序號(hào))。
A.生石灰 B.濃硫酸 C.五氧化二磷
(4)標(biāo)號(hào)①的儀器除可用于在氣體發(fā)生裝置中添加試劑外,在實(shí)驗(yàn)中常用于 (填實(shí)驗(yàn)操作名稱)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。ClO2是一種黃綠色的氣體,易溶于水。實(shí)驗(yàn)室以NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料制備ClO2的流程如下:
(1)除去ClO2中的NH3可選用的試劑是 ;可用于制取NH3的是________(填序號(hào))
A.飽和食鹽水 | B.堿石灰 | C.濃硫酸 | D.水 E.NH4HCO3 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
納米氧化鎂具有特殊的熱、光、電、力學(xué)和化學(xué)等性能,有廣泛的應(yīng)用前景。下圖是利用海水制鹽的副產(chǎn)品制備納米氧化鎂的流程圖。
(1)操作I包括蒸發(fā)結(jié)晶、____________。
(2)操作I后得到的母液中鎂離子濃度為1.8×10-3 mol·L-1,要使鎂離子產(chǎn)生沉淀,溶液的pH最低應(yīng)為_(kāi)____________。(已知:Ksp[Mg(OH)2]= 1.8×10-11)
(3)反應(yīng)I中CO(NH2)2與H2O反應(yīng)生成CO2和NH3·H2O,還發(fā)生另一主要化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________。
(4)某科研小組研究反應(yīng)I在378K~398K時(shí)的反應(yīng)時(shí)問(wèn)、反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比等因素對(duì)制備納米氧化鎂產(chǎn)率的影響。請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表:
實(shí)驗(yàn) 編號(hào) | T/K | 反應(yīng) 時(shí)間/h | 反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比 n[CO(NH2)2]∶n[MgCl2?6H2O] | 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> |
① | 378 | 3 | 3∶1 | (I)實(shí)驗(yàn)①和③探究探究反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比對(duì)產(chǎn)率的影響; (II)實(shí)驗(yàn)②和④探究 ; (III)實(shí)驗(yàn)②和 探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn) 率的影響。 |
② | 378 | 4 | 4∶1 | |
③ | 378 | 3 | | |
④ | 398 | 4 | 4∶1 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
用如圖所示裝置可以收集以下幾種氣體(燒瓶位置不動(dòng))(填字母,下同);
①H2 ②SO2 ③CH4④ HCl ⑤ NH3 ⑥ NO ⑦H2S
(1)若燒瓶是干燥的,則由A口進(jìn)氣,可收集到的氣體有 ,由B口進(jìn)氣,可收集的氣體有 。
(2)若在燒瓶中充滿水,可收集的氣體有 ,氣體由 口進(jìn)入。
(3)若此裝置用于凈化氣體,在燒瓶?jī)?nèi)裝有洗滌液,則混合氣體應(yīng)由 口進(jìn)入。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
下圖中的實(shí)驗(yàn)裝置可以用于實(shí)驗(yàn)室制取乙炔。請(qǐng)?zhí)羁眨?br />
(1)圖中A管的作用是______________,制取乙炔的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)___________________________。
(2)乙炔通入酸性KMnO4溶液中,發(fā)生___________反泣,可以觀察到__________________。現(xiàn)象,若通入溴水中,發(fā)生______________反應(yīng)。
(3)乙炔燃燒時(shí)的現(xiàn)象為_(kāi)___________________,為了安全,點(diǎn)燃乙炔前應(yīng)先______________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
課題式課堂教學(xué)是研究性學(xué)習(xí)的一種方式,其基本教學(xué)模式為:
如圖甲是關(guān)于“一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)”的課題式課堂教學(xué)中解決問(wèn)題階段,甲同學(xué)設(shè)計(jì)的證明CO具有還原性的實(shí)驗(yàn)裝置。
甲
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃_____________(填“A”或“B”)處的酒精燈。
(2)硬質(zhì)玻璃管中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________。
(3)乙同學(xué)認(rèn)為甲裝置有待優(yōu)化,如尾氣可先儲(chǔ)存在瓶?jī)?nèi),然后再處理。如圖乙是他設(shè)計(jì)的貯氣瓶,尾氣應(yīng)從__________(填“a”或“b”)口通入(其他裝置略)。
乙
(4)丙同學(xué)質(zhì)疑:CO能否使澄清石灰水變渾濁?因此,他設(shè)計(jì)在CO通入CuO之前,應(yīng)先通入澄清石灰水,以比較排除CO與澄清石灰水反應(yīng),試對(duì)此作出評(píng)價(jià)。你認(rèn)為丙的設(shè)計(jì)是否有必要?____________,理由是________________。
(5)如果開(kāi)始時(shí)通入的是CO和CO2的混合氣體,則應(yīng)如何設(shè)計(jì)才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?_________________________________________________。
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