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2.将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4•2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义.以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的某工艺流程示意图.

(1)在这个工艺中,有很多粒子都具有相同的电子数.
写出该工艺中具有相同电子数的四种粒子的化学式:NH3、H2O、NH4+、OH-、H3O+五种的任意四种.
(2)1919年由Langmuir提出了等电子体.原子数相同、电子数相同的粒子,互称为等电子体.A、B、C、D、E、F 是原子序数依次增大的6种位于元素周期表前20号的元素.B、C、D、E位于同周期.C是构成空气的主要元素.F与B、D都可形成XY2型离子化合物FB2、FD2,且都可与A2D(无色液体)反应放出气体.B22-与C2是等电子体,D22-与E2是等电子体.F原子的N层电子数与K层电子数相同.
①比较C、D、E对应的简单阴离子的半径(用离子符号表示)N3->O2->F-(由大到小);
②写出能证明D和E非金属性强弱的一个化学方程式2F2+2H2O=4HF+O2
③由上述6种元素中的4种构成的离子化合物是(写出两种)NH4HCO3、(NH42CO3、Ca(HCO32、(CH3COO)2Ca其中两种,其中所含的化学键类型有离子键、共价键.
(3)①过滤Ⅱ所得滤液中大量含有的阳离子有哪些?请分别检验.(可不填满下表)
所含离子检验方法
K+取少量滤液于试管中,通过焰色反应,火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)
NH4+取少量滤液于试管中,并向其中加入NaOH微热,有刺激性气味产生(该气体可使湿润红色石蕊试纸变蓝)
②写出此工艺的总反应方程式CaSO4•2H2O+2KCl+4H2O=K2SO4+CaCl2•6H2O.

分析 流程图分析:吸收环节:2NH3+CO2+H2O生成碳酸铵;转化Ⅰ环节:碳酸铵和石膏悬浊液反应生成CaCO3+(NH42SO4,经过滤后分离;转化Ⅱ:(NH42SO4和KCl的饱和溶液反应得到NH4Cl和K2SO4经过滤Ⅱ分离;蒸氨环节的为CaO、H2O、NH4Cl生成为CaCl2.6H2O和NH3
(1)根据工艺中涉及的微粒进行答题;
(2)C是空气中含量最多的元素,即为N,F原子的N层电子数与K层电子数相同,即为Ca,F与B、D都可形成XY2型离子化合物FB2、FD2,所以推知B是C,过氧化钙和碳化钙均能和水反应产生氧气,所以D是O,C22-与N2是原子数均为2、电子数是14的等电子体,O22-与F2是电子数为18的等电子体,所以E是F,
①电子排布一样的离子,则核电荷数越多半径越小;
②根据非金属单质间的置换反应可以确定非金属的非金属性强弱;
③阴阳离子间通过静电作用形成的化学键是离子键,含有离子键的化合物是离子化合物;
(3)根据流程分析可知,过滤Ⅱ所得滤液中大量含有的阳离子有K+、NH4+,根据K+通过焰色反应检验,NH4+用氢氧化钠溶液检验;根据元素守恒写总反应方程式.

解答 解:流程图分析:吸收环节:2NH3+CO2+H2O生成碳酸铵;转化Ⅰ环节:碳酸铵和石膏悬浊液反应生成CaCO3+(NH42SO4,经过滤后分离;转化Ⅱ:(NH42SO4和KCl的饱和溶液反应得到NH4Cl和K2SO4经过滤Ⅱ分离;蒸氨环节的为CaO、H2O、NH4Cl生成为CaCl2.6H2O和NH3
(1)根据工艺中涉及的微粒可知,具有相同电子数的粒子的化学式为NH3、H2O、NH4+、OH-、H3O+
故答案为:NH3、H2O、NH4+、OH-、H3O+五种的任意四种;
(2)C是空气中含量最多的元素,即为N,F原子的N层电子数与K层电子数相同,即为Ca,F与B、D都可形成XY2型离子化合物FB2、FD2,所以推知B是C,过氧化钙和碳化钙均能和水反应产生氧气,所以D是O,C22-与N2是原子数均为2、电子数是14的等电子体,O22-与F2是电子数为18的等电子体,所以E是F,
①N3-、O2-、F-是核外电子排布一样的离子,则核电荷数越多半径越小,故离子半径大小顺序是:N3->O2->F-
故答案为:N3->O2->F-
②氟气能将氧气从其化合物中置换出来,如2F2+2H2O=4HF+O2,证明氟的非金属性强于氧,
故答案为:2F2+2H2O=4HF+O2
③离子化合物的构成条件:含有阴阳离子间通过静电作用形成的化学键即离子键,非金属之间形成的化学键大多是共价键,由上述元素中的4种构成的离子化合物有:NH4HCO3、(NH42CO3、Ca(HCO32、(CH3COO)2Ca,
故答案为:NH4HCO3、(NH42CO3、Ca(HCO32、(CH3COO)2Ca其中两种;离子键、共价键;
(3)①根据流程分析可知,过滤Ⅱ所得滤液中大量含有的阳离子有K+、NH4+,K的检验方法是取少量滤液于试管中,通过焰色反应,火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)
,NH4+的检验方法是取少量滤液于试管中,并向其中加入NaOH微热,有刺激性气味产生(该气体可使湿润红色石蕊试纸变蓝),
故答案为:K+;取少量滤液于试管中,通过焰色反应,火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃);NH4+;取少量滤液于试管中,并向其中加入NaOH微热,有刺激性气味产生(该气体可使湿润红色石蕊试纸变蓝);
②此工艺的总反应方程式为CaSO4•2H2O+2KCl+4H2O=K2SO4+CaCl2•6H2O,故答案为:CaSO4•2H2O+2KCl+4H2O=K2SO4+CaCl2•6H2O.

点评 本题为工艺流程题,涉及原料、产品的判断、方程式的书写、检验等.做推断题时要充分利用所给的信息,结合自己已学过的知识,进行有依据性的推测,难度较大.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.(1)纯净物根据其组成和性质可进行如下分类:
如图所示的分类方法属于B(填序号)
A.交叉分类法                     B.树状分类法
(2)下列2组物质中均有一种物质的类别与其它2种不同
A.CaO、Na2O、SiO2       B.HClO、HNO3、CH3COOH
以上两组物质中,每组里与别的物质不同的物质依次是(填化学式)SiO2、HNO3
(3)写出下列反应的离子方程式:
①Cu(OH)2与盐酸反应Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O
②NH4Fe(SO42与足量NaOH反应NH4++Fe3++4 OH-=NH3•H2O+Fe(OH)3
③向足量澄清石灰水中通入少量二氧化碳Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

11.写出下列反应的平衡常数表达式:
C(s)+H2O(g)?H2(g)+CO(g)  K=$\frac{c({H}_{2})c(CO)}{c({H}_{2}O)}$
2SO2(g)+O2?2SO3(g)   K1=$\frac{{c}^{2}(S{O}_{3})}{c({O}_{2}){c}^{2}(S{O}_{2})}$
SO2(g)+$\frac{1}{2}$O2?SO3(g)   K2=$\frac{c(S{O}_{3})}{c(S{O}_{2}){c}^{\frac{1}{2}}({O}_{2})}$
上述K1与K2的关系式为K1=K22

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科目:高中化学 来源:2016-2017学年辽宁沈阳东北育才学校高二阶段考一化学卷(解析版) 题型:选择题

恒温(1100℃)恒容密闭容器中发生反应:Na2SO4(s)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g).下列说法正确的是( )

A.该反应的平衡常数表达式K=c(H2O)/c(H2)

B.若容器内气体的密度或压强保持不变,均说明该反应已达到平衡状态

C.若Na2SO4足量,改变起始充入H2的浓度,达平衡时H2的转化率不变

D.若初始时投入2.84gNa2SO4与一定量H2,反应达平衡时容器内固体共有2.264g,则Na2SO4的转化率为50%

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科目:高中化学 来源:2016-2017学年辽宁沈阳东北育才学校高二阶段考一化学卷(解析版) 题型:选择题

深海中存在可燃冰(CH4•nH2O固体).已知:CH4•nH2O(s) CH4(g)+nH2O(l)﹣Q(Q>0)深海中能够存在可燃冰,是因为深海具有以下条件中的( )

A.低温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.高温高压

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.硫酸铜是一种用途广泛的化工原料.某学习小组把适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全.通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体(装置如图I、Ⅱ所示)

(1)烧瓶中发生反应的化学方程式为3Cu+8HNO3═3Cu(NO32+2NO↑+4H2O.
(2)图Ⅱ是图I的改进装置.其优点有增加了安全瓶;有利于有毒气体被完全吸收.
(3)为符合绿色化学的要求,该学习小组进行了如下探究:将氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现常温下几乎不反应,但向混合物中加入FeSO4后再通入氧气,反应则立即发生.
①试用离子方程式表示反应发生的原理2Cu+4H++O2$\frac{\underline{\;Fe_{2}+\;}}{\;}$2Cu2++2H2O;在该反应中FeSO4的作用是催化剂.
②已知pH≥4.4时Cu2+以Cu(OH)2的形式开始沉淀,pH≥6.4时完全沉淀;Fe(OH)3完全沉淀时的pH为3.7,又测得反应完成后溶液呈强酸性.请设计一个除去所得溶液中杂质离子的实验方案向反应后的溶液中加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3],调节溶液的pH3.7~4.4,将沉淀滤去.
(4)为寻找更加适宜的氧化剂,该小组又进行了如下探究:称量3.2g铜丝放到45mL 1.5mol•L-1的稀硫酸中,控温在50℃,加入18mL 10%的H2O2,反应30min后升温到60℃,持续反应1小时后铜丝反应完全.蒸发、冷却、结晶,过滤时用少量95%的酒精淋洗晾干,得到10g CuSO4•5H2O.
①该实验铜丝被氧化的原理是(用离子方程式袭示)Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O.
②反应过程中温度不宜过高的原因是防止双氧水分解,过滤时采用酒精淋洗的优点是酒精极易蒸发带走水分,加速晶体晾干,减少晶体的溶解;该小组得到硫酸铜晶体的实际产率是80%.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.下列说法不正确的是(  )
A.pH相同的①CH3COONa②NaHCO3两种溶液的c(Na+):②>①
B.反应2A(s)+B(g)=2C(g)+D(g)不能自发进行,则该反应△H一定大于0
C.向明矾溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液至硫酸根离子刚好沉淀完全时,溶液呈碱性
D.将盛有NO2气体的密闭容器浸泡在热水中,容器内气体颜色变深,这一事实可以用勒夏特列原理解释

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.化学在生产和日常生活中有着重要的应用.下列说法不正确的是(  )
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物,可用于水的净化
B.在海轮的外壳镶上锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C.用热的纯碱溶液洗碗去污效果好
D.电解熔融的AlCl3可制得金属铝

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.某溶液中含有Cl-、K+、H+、SO42-,组成该溶液的化合物最多有(  )
A.2种B.3 种C.5种D.6种

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