我国化学侯德榜(右图)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:
沉淀池中四种盐在不同温度下的溶解度(g / 100 g水)表
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0℃ |
10℃ |
20℃ |
30℃ |
40℃ |
50℃ |
60℃ |
100℃ |
NaCl |
35.7 |
35.8 |
36.0 |
36.3 |
36.6 |
37.0 |
37.3 |
39.8 |
NH4HCO3 |
11.9 |
15.8 |
21.0 |
27.0 |
-① |
- |
- |
- |
NaHCO3 |
6.9 |
8.1 |
9.6 |
11.1 |
12.7 |
14.5 |
16.4 |
- |
NH4Cl |
29.4 |
33.3 |
37.2 |
41.4 |
45.8 |
50.4 |
55.3 |
77.3 |
①>35℃NH4HCO3会有分解
请回答:
(1)沉淀池中反应温度控制在30℃~35℃,是因为若高于35℃,则 ,若低于30℃,则 ;为控制此温度范围,采取的加热方法为 。
(2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是 。
(3)副产品的一种用途为 ,写出上述流程中X物质的分子式 。
(4)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是 。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是 。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去 杂质(以化学式表示)。
(5) 为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加 。
雾霾含有大量的污染物SO2、NO。工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO2和NO,可获得Na2S2O3和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
⑴装置Ⅰ中的主要离子方程式为。3
⑵含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数X(i)与溶液pH 的关系如图所示。
①若是0.1molNaOH反应后的溶液,测得溶液的pH=8时,溶液中个离子由大到小的顺序是。
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降为2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因:。
⑶写出装置Ⅱ中,酸性条件下的离子方程式。
⑷装置Ⅲ还可以使Ce4+再生,其原理如下图所示。
①生成Ce4+从电解槽的(填字母序号)口流出。②写出与阴极的反应式。
⑸已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2-的浓度为a g·L-1,要使1 m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2L。(用含a代数式表示, 计算结果保留整数)
工业上从电解精炼铜的阳极泥(含金、银、铜、硒等单质)中提取硒的湿法工艺流程如下:
(1)向溶液X中加入铁屑的作用是______ ,此操作中不能加入过量铁粉的原因是______。
(2)检验溶液Z中阴离子的操作方法是______。
(3)过滤操作中要用到玻璃棒,请另举两例用到玻璃棒的实验或操作:______。
(4)实验室中制取SO2的原理为:,此处应使用______(填“较浓的硫酸”或“稀硫酸”),原因是 ______。制取SO2的装置,最好选用下图中的______。
(5)粗硒中硒的含量可用如下方法测定:通过用Na2S2O3标准溶液(显碱性)滴定反应②中生成的I2来计算硒的含量。滴定操作中用到的玻璃仪器有_______。实验中准确称量0.1200g粗硒样品,滴定中消耗0.2000mol
的Na2S2O3溶液27.60mL,则粗硒样品中硒的质量分数为。
(12分)【化学——化学与技术】
工业上以黄铁矿为原料,采用接触法生产硫酸。请回答下列问题:
(1)煅烧黄铁矿的设备名称是__________,进料前必须将黄铁矿粉碎,目的是________。所得炉渣的用途有__________________________(填一种用途)。
(2)进入接触室前的气体必须经过净化处理,目的是防止________________________________。
(3)生产过程中,吸收三氧化硫常用的物质是_____________________________。
(4)温度变化与二氧化硫转化率的变化关系可用下图中的曲线______(填“a”或“b”)表示。
(5)工业上常用熟石灰和硫酸处理、回收尾气中的有害气体。反应的化学方程式为:
________________________________、_________________________________。
(19分)黄铜矿的主要成分是CuFeS2(硫元素显价,铁元素显+2价)。实验室里用黄铜矿为原料制取单质铜和铁红(Fe2O3)的流程如下:
已知:=
(1)在实验室中,应将黄铜矿粉末放在__________(填仪器名称)中焙烧。
(2)将反应过程中产生的SO2和H2S通入下图所示装置中检验它们的性质。该实验证明SO2具有_________性和__________性。
(3)欲选用下列部分装置在实验室中以MnO2和浓盐酸为原料制取纯净、干燥的氯气。
①圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为_________________________________________。
②按气流方向由左到右,导管口连接顺序为a→__________________________________。
③装置连接好后,在装药品前,需检验装置的气密性,具体方法是__________________。
④向滤液A中通入C12,某同学取通入C12后的溶液滴加KSCN溶液,用来证明C12的氧化性比Fe3+强的结论。该实验设计是否合理________(填“是”或“否”),请用简要文字解释你的理由_____________________________________________________________。
(4)若使用20 g黄铜矿粉末可制得8 gFe2O3(铁红),则该黄铜矿中含CuFeS2的质量分数是________ (假设各步反应均完全进行且过程中无额外物质损耗)。
(16分)某研究小组拟用粗食盐(含Ca2+、Mg2+、SO等)、粗硅(含C及不与Cl2反应的固体杂质)制取纯硅,设计如下的工艺流程:
试回答下列问题:
(1)工业上一般是利用过量焦炭在高温下还原石英砂来制取粗硅,写出该过程的化学方程式:_______________________________________________________________________。
(2)精制粗盐水所需试剂为①BaC12;②Na2CO3;③HC1;④NaOH,其滴加的先后顺序是下列的________(填下列各项的序号)。
a.①②④③ b.④②①③ c.④①③② d.②④①③
已知,,假设该粗盐水中
的浓度均为0.01 mol·L-1,若向1 L该粗盐水中逐渐滴入一定量Na2CO3溶液,首先出现的沉淀是__________。
(3)已知SiCl4的沸点是57.6℃,CC14的沸点是76.8℃。在反应器I中得到的SiCl4粗品中含有CCl4,从中得到纯净SiCl4可采用的方法是下列各项中的________(填序号)。
a.蒸馏 b.干馏 c.分液 d.过滤
反应器Ⅱ中发生反应的化学方程式为__________________________________________。
(4)下图是用离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图,电解槽中阴极产生的气体是_____。产品A的化学式为____________。
若采用无膜电解槽电解饱和食盐水可制取次氯酸钠,试写出该反应的化学方程式_____。