1、(2015全国卷II10)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,回答下列问題:
(1 )工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 .
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:
①电解时发生反应的化学方程式为 .
②溶液X中大量存在的阴离子有 .
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)a.水b.碱石灰C.浓硫酸d.饱和食盐水
(3)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50mL水溶解后,再加入3mL稀硫酸:
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水.使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中:
Ⅴ.用0.1000mol•L﹣1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32﹣═2I﹣+S4O62﹣),指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液.在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为
②玻璃液封装置的作用是
③V中加入的指示剂通常为 ,滴定至终点的现象是
④测得混合气中ClO2的质量为 g.
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐.若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是 (填标号)a.明矾b.碘化钾c.盐酸d.硫酸亚铁.
解:(1)反应热=反应物总键能﹣生成物总键能,故△H1=1076kJ.mol﹣1+2×436kJ.mol﹣1﹣(3×413+343+465)kJ.mol﹣1=﹣99kJ.mol﹣1;
根据盖斯定律:反应②﹣反应①=反应③,故△H3=△H2﹣△H1=﹣58kJ.mol﹣1﹣(﹣99kJ.mol﹣1)=+41kJ.mol﹣1,
故答案为:﹣99;+41;
(2)反应①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的平衡常数表达式K=;
反应①正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系,
故答案为:;a;反应①正反应为放热反应,平衡常数随温度升高而减小;
(3)由图可知,压强一定时,随温度的升高,CO的转化率减小,反应①正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡体系中CO的量增大,反应③为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,又使平衡体系中CO的增大,总结果,随温度升高,CO的转化率减小;
相同温度下,反应③前后气体分子数不变,压强改变不影响其平衡移动,反应①正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故增大压强有利于CO的转化率升高,故压强:P1>P2>P3,
故答案为:减小;反应①正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡体系中CO的量增大,反应③为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,又使平衡体系中CO的增大,总结果,随温度升高,CO的转化率减小;
P1>P2>P3;相同温度下,反应③前后气体分子数不变,压强改变不影响其平衡移动,反应①正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故增大压强有利于CO的转化率升高.
2、(2015.山东理综,31)毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2.2H2O的流程如下:
(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是________。实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸,除量筒外还需使用下列仪器中的________。
a.烧杯 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.滴定管
(2)
|
Ca2+ |
Mg2+ |
Fe3+ |
开始沉淀时的pH |
11.9 |
9.1 |
1.9 |
完全沉淀时的pH |
13.9 |
11.1 |
3.2 |
加入NH3.H2O调节pH=8可除去________(填离子符号),滤渣Ⅱ中含________(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量,原因是___________________________________________。
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9。
(3)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行。
已知:2CrO+2H+===Cr2O+H2O Ba2++CrO===BaCrO4↓
步骤Ⅰ 移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用b mol.L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为V0 mL。
步骤Ⅱ:移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中,加入x mL与步骤Ⅰ 相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用b mol.L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1mL。
滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的________(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为________mol.L-1,若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,Ba2+浓度测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。
解析 (1)充分研磨的目的是增大反应物的接触面积,从而使反应速率加快。配制一定质量分数的溶液,可以算出所需37%的盐酸及水的体积,然后在烧杯中稀释,为加速溶解,要用玻璃棒进行搅拌。(2)根据流程图及表格中数据可知,加入NH3.H2O调节pH=8时,只有Fe3+完全沉淀而除去。加入NaOH,调pH=12.5,对比表格中数据可知,此时Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,所以滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2。根据Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,H2C2O4过量时Ba2+会转化为BaC2O4沉淀,从而使BaCl2.2H2O的产量减少。(3)“0”刻度位于滴定管的上方。由题意可得关系式BaCl2-CrO-H+,则有c(BaCl2)×y×10-3L=b mol.L-1×(V0-V1)×10-3 L,解得c(BaCl2)= mol.L-1。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,则V1变小,Ba2+浓度测量值将偏大。
答案 (1)增大接触面积从而使反应速率加快 ac
(2)Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀,产品的产量减少
(3)上方 偏大
3、(2015全国卷I27)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5.H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)写出Mg2B2O5.H2O与硫酸反应的化学方程式_____________。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有_________(写出两条)。
(2)利用_______的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是______(化学式)。
(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是_______。然后在调节溶液的pH约为5,目的是_________。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为_______。
(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程___________。
⑴ Mg2B2O5.H2O+2H2SO4=== 2MgSO4+2H3BO3;减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度。
⑵ Fe3O4; SiO2和CaSO4;
⑶将Fe2+氧化为Fe3+;使Al3+与Fe3+形成氢氧化物而除去。
⑷(七水)硫酸镁
(5)
⑹ 2H3BO3 ===B2O3+3HO B2O3+3Mg === 3MgO+2B
4、(2015重庆11)我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器因受到环境腐蚀,欲对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第 周期。
(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g,则该青铜器中Sn和Pb原子数目之比为 。
(3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是 。
A.降低了反应的活化能 B.增大了反应的速率
C.降低了反应的焓变 D.增大了反应的平衡常数
(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为 。
(5)题11图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。
腐蚀过程中,负极是 (填图中字母“a”或“b”或“c”;
②环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为 ;
③若生成4.29gCu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为 L(标准状况)。
5、(2015北京27)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HCO3-占95%,写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式: 。
(2)在海洋循环中,通过右图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式: 。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O,用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整: + ===(CH2O)x+x18O2+xH2O
(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础,测量溶解无机碳,可采用如下方法:
①气提、吸收CO2,用N2从酸化后的还说中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下),将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。
②滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为NaHCO3,再用xmol/LHCl溶液滴定,消耗ymlHCl溶液,海水中溶解无机碳的浓度= mol/L。
(4)利用右图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。
①结合方程式简述提取CO2的原理: 。
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是 。
[答案] (1)CO2+H2OH2CO3,H2CO3HCO3-+H+
(2)①Ca2++ 2HCO3-=== CaCO3↓CO2↑+H2O
②xCO2 2x H218O
(3)① ②xy/z
(4)①a室:2H2O-4e-= O2↑+4H+,H+通过阳离子膜进入b室,发生反应:HCO3-+H+= CO2↑+H2O。 ②c室的反应:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水的pH
6、(2015福建24)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为 。
(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:
已知:
物质 |
SiCl4 |
AlCl3 |
FeCl3 |
FeCl2 |
沸点/℃ |
57.6 |
180(升华) |
300(升华) |
1023 |
①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是 (只要求写出一种)。
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。
③已知:
Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1344.1kJ .mol-1
2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2kJ .mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。
④步骤Ⅲ经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为 ________。
⑤结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是 。
[答案](15分)(1)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
(2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率。
②Fe或铁 ;③Al2O3(s)+3C(s)+2Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9kJ/mol;
④NaCl、NaClO、NaClO3 ;⑤除去FeCl3,提高AlCl3纯度。
7、(2015安徽卷27)硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值,某研究小组采用偏硼酸钠NaBO2为
主要原料制备NaBH4,其流程如下:
|
已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙酸(沸点:13℃)。
(1)在第①步反应加料之前,需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气,该操作的目的是_____,原料中的金属钠通常保存在____中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_____,_____,玻璃片和小刀等。
(2)请配平第①步反应的化学方程式:
□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2-------□NaBH4+□Na2SiO3
(3)第②步分离采用的方法是______;第③步分离(NaBH4)并回收溶剂,采用的方法是______。
(4)NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g),在25℃,101KPa下,已知每消耗3.8克NaBH4(s)放热21.6KJ,该反应的热化学方程式是_______。
[答案](1)隔绝空气,煤油,镊子、滤纸(2)系数为:1、2、4、2=1、2;(3)加入异丙酸后过滤;过滤,冷却结晶(4)NaBH4(s)+H2O(l) = NaBO2(s)+H2(g) △H=-216KJ/mol;
8、(2015浙江13)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫
酸亚铁(FeSO4.7H2O),设计了如下流程:
下列说法不正确的是
A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉
B.固体1中一定含有SiO2,控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3,进入固体2
C.从溶液2得到FeSO4.7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解
D.若改变方案,在溶液1中直接加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO4.7H2O
[答案]D
9(2015天津9)废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3 )42+,反应中H2O2 的作用是 。写出操作①的名称: 。
(2)反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3 )42+与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式: 。操作②用到的主要仪器名称为 ,其目的是(填序号) 。
a.富集铜元素
b.使铜元素与水溶液中的物质分离
c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和 。若操作③使用右图装置,图中存在的错误是 。
(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4 溶液。阴极析出铜,阳极产物是 。操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 。
(5)流程中有三次实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是 。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是 。
[答案](1)作氧化剂 过滤
(2)Cu(NH3 )42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2 分液漏斗 a b
(3)RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁 液体过多
(4)O2 H2SO4 加热浓缩 冷却结晶 过滤
(5)H2SO4 防止由于溶液中的c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀
10、(2015江苏16)以磷石膏(只要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。
(1) 匀速向浆料中通入CO2,浆料清液的pH和c(SO42-)随时间变化见由右图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式_____________;能提高其转化速率的措施有____(填序号)
A.搅拌浆料 B.加热浆料至100℃
C.增大氨水浓度 D.减小CO2通入速率
(2)当清液pH接近6.5时,过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为______和________(填化学式);检验洗涤是否完全的方法是_________。
(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因___________。
[答案](1)CaSO4+2NH3.H2O+CO2=CaCO3+2NH4+或CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-,AC;(2)SO42-、
HCO3-,取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,
则表明已洗涤完全;(3)浸取液温度上升,溶液中c(H+)增大,促进固体中Ca2+浸出。