(10分)温家宝总理多次指出要大力抓好节能降耗、保护环境。请你分析并回答下列问题:
(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,具有“原子经济性”。下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是 ____________________。
A.制备环氧乙烷:![]() |
B.制备硫酸铜Cu+2H2SO4![]() |
C.制备甲醇: 2CH4+O2![]() |
D.制备硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O |
(2)冶金废水中含有[Au(CN)2]-,其电离出的CN-有毒,当与H+结合生成HCN时,其毒性更强。工业上处理这种废水是在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体,该反应的方程式为 _____________________________,在酸性条件下,ClO-也能将CN-氧化,但实际处理时却不在酸性条件下进行的主要原因是 ____________________________________________________________。
(3)工业上目前使用两种方法制取乙醛——“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”。下面两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息:
|
乙炔水化法 |
乙烯氧化法 |
原料 |
乙炔、水 |
乙烯、空气 |
反应条件 |
HgSO4、100~125℃ |
PdCl2-CuCl2、100~125℃ |
平衡转化率 |
乙炔平衡转化率90%左右 |
乙烯平衡转化率80%左右 |
日产量 |
2.5吨(某设备条件下) |
3.6吨(相同设备条件下) |
表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量
表二:原料来源生产工艺
|
原料生产工艺过程 |
乙炔 |
![]() ![]() |
乙烯 |
来源于石油裂解气 |
从两表中分析,现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因。
①从产率和产量角度分析 。
②从环境保护和能耗角度分析 。
(18分)某校化学实验兴趣小组在“探究卤索单质的氧化性”的系列实验中发现:在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入l~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。
提出问题Fe3+、Br2谁的氧化性更强?
(1)猜 想:①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含(填化学式,下同)所致。
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含所致。
(2)设计实验并验证
丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点确实是正确的。
供选用的试剂:a.酚酞试液;b.CCl4;c.无水酒精;d.KSCN溶液。
请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填序号)
选用试剂 |
实验现象 |
|
方案1 |
||
方案2 |
(3)结论:氧化性:Br2>Fe3+。故在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入l~2滴溴水,溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为。
(4)实验后的思考
①根据上述实验推测,若在溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是:
(填离子的化学式)。
②在100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况),溶液中有1/2的Br-被氧气成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为。
今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Ba2+、NH4+、Cl-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:
①第一份溶液加入硝酸银溶液有沉淀生成
②第二份加入过量NaOH溶液加热后,只收集到气体0.02mol,无沉淀生成,同时得到溶液甲。
③在第二份所得的甲溶液中通入过量的CO2,生成白色沉淀,沉淀经过滤、洗涤、灼烧,质量为1.02g。
④第三份溶液加入足量BaCl2溶液后,得到白色沉淀,沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后,质量为11.65g。
根据上述实验回答:
(1)一定不存在的离子是。
(2)试确定一定存在的阴离子及其浓度(可不填满)
离子符号,浓度。
离子符号,浓度。
(3)试确定K+是否存在(填“是”或“否”)理由是:。
(8分)标准状况下,容积为V mL的烧瓶充满NH3。
(1)集满空气时,该烧瓶为a g,则集满NH3时的质量是_____g。
(2)烧瓶中气体的原子总数是_____个。
(3)用烧瓶中的NH3做喷泉实验,水充满烧瓶,假设NH3没有损失,该溶液中溶质的质量分数为_____,物质的量浓度为_____mol·L-1[溶液的密度为ρ g·mL-1]。
中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司为中国航空事业做出了巨大贡献,先后研制了歼5、歼教5、歼7、歼教7、歼10、枭龙等歼击机和教练机。银铜合金广泛应用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜的化工产品工艺如下:
(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
(1)电解精炼银时,阴极电极反应式为 ;
滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,将红棕色气体溶于水的化学方程式为。
(2)固体混合物B的组成为;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为。
(3)配平煅烧过程中一个反应的化学方程式:
CuO + Al2O3CuAlO2 + ↑
(4)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是、、过滤、洗涤和干燥。
(5)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为CuAlO2,至少需要1.0mol/L的Al2(SO4)3溶液L。
熔融盐燃料电池具有较高的发电效率,因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3(其不含O2-和HCO)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。
该燃料电池负极电极反应式为:2C4H10+26CO-52e-=34CO2+10H2O。
试回答下列问题:
(1)该燃料电池的化学反应方程式为________________________________________________;
(2)正极电极反应式为_________________________________________。
(3)为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此,必须在通入的空气中加入一种物质,加入的物质是________,它来自________________________________。
(4)某学生想用该燃料电池和如图所示装置来电解饱和食盐水:
①写出该电解池反应的离子方程式_______________________________________。
②将湿润的淀粉KI试纸放在该装置附近,发现试纸变蓝,待一段时间后又发现蓝色褪去,这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化。若反应的Cl2和I2的物质的量之比为5∶1,且生成两种酸。该反应的化学方程式为___________________________________________________________。
③若电解后得到200 mL 3.25mol/LNaOH溶液,则消耗C4H10的体积在标准状况下为________mL。