(12分)某些废旧塑料可采用下列方法处理:将废塑料隔绝空气加强热,使其变成有用的物质,实验装置如下图。加热聚丙烯废塑料得到的产物如下表:
产物 |
氢气 |
甲烷 |
乙烯 |
丙烯 |
苯 |
甲苯 |
碳 |
质量分数(%) |
12 |
24 |
12 |
16 |
20 |
10 |
6 |
(1)试管A中残余物有多种用途,如下列转化就可制取高聚物聚乙炔。
写出反应②③的化学方程式:____________________、____________________。
(2)试管B收集到的产品中,能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质,其一氯代物有_____种。
(3)锥形瓶C中观察到的现象______________。
(4)写出C中逸出的气体在工业上的两种用途:________________、_______________。
已知0.1mol/L H2SO4在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全。常温下有0.1mol/L的以下几种溶液的电离度(即已经电离的分子数占原来分子总数的百分数)如下表,回答下列问题:
①H2SO4溶液中的HSO4– |
②NaHSO4溶液中的HSO4– |
③CH3COOH |
④HCl溶液 |
10% |
29% |
1.33% |
100% |
(1)写出H2SO4在水中的电离方程式 。
(2)常温下,题设条件下的①溶液中c(H+)= 。
(3)常温下,pH相同的上述几种溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序是(填序号) 。
(4)若将10mL题设条件下的NaHSO4溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合,则混合后溶液中离子浓度由大到小顺序为。
(5)根据题设条件计算CH3COOH的电离常数Ka=。若常温下,将b mol·L–1的CH3COONa液与0.01 mol·L–1的盐酸等体积混合,反应达平衡时,测得溶液的pH=7,用含b的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=。
某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)制备纯净的CuSO4·5H2O。工艺流程如下
(部分操作和条件略):
I.取工业硫酸铜固体,用稀硫酸溶解,过滤。
II.向滤液中滴加H2O2溶液,稍加热。
III.向II的溶液中加入CuO粉末至pH=4。
IV.加热煮沸,过滤,滤液用稀硫酸酸化至pH=1。
V.蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得晶体。
已知部分阳离子生成氢氧化物的pH、Ksp(25℃)如下表:
物质 |
Fe(OH)3 |
Fe (OH)2 |
Cu(OH)2 |
开始沉淀时pH |
2.7 |
7.6 |
4.7 |
完全沉淀时pH |
3.7 |
9.6 |
6.7 |
Ksp |
4.0×10–38 |
8.0×10–16 |
2.2×10–20 |
(1)II中发生反应的离子方程式是。
(2)II中将Fe2+氧化为Fe3+的目的是。
(3)用K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)验证II中Fe2+是否转化完全的现象是。
(4)III中发生反应的离子方程式是。
通过计算说明在此条件下的溶液中Fe3+是否沉淀完全________________________(提示:当溶液中某离子浓度小于1.0×10–5 mol/L时可认为该离子沉淀完全)。
(5)应用化学平衡移动原理解释IV中“滤液用稀硫酸酸化”的原因。
研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)利用反应:6NO2+8NH37N2+12H2O可处理NO2。当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下的体积是L。
(2)①已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=−196.6 kJ·mol–1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=−113.0 kJ·mol–1
请写出NO2与SO2反应生成SO3(g)和NO的热化学方程式。
②一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变d.每消耗1 mol SO2的同时生成1 molNO2
③测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6,则该反应的平衡常数K=。
(3)汽车尾气中的一氧化碳可通过如下反应降低其浓度:CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)。已知某温度下,在两个恒容密闭容器中进行该反应,容器中各物质的起始浓度及正、逆反应速率关系如下表所示。请用“>”或“<”或“=”填写表中的空格。
容器编号 |
c(CO)/mol·L–1 |
c(O2)/mol·L–1 |
c(CO2)/mol·L–1 |
υ(正)和υ(逆) 大小比较 |
① |
2.0×10–4 |
4.0×10–4 |
4.0×10–4 |
υ(正)=υ(逆) |
② |
1.0×10–3 |
4.0×10–4 |
5.0×10–4 |
υ(正)υ(逆) |
偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2 (l)+2N2O4 (l)=2CO2 (g)+3N2(g)+4H2O(g)(I)
(1)反应(I)中氧化剂是_______。
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4 (g) 2NO2 (g)(Ⅱ)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4 充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数________(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=________mol·L-1·s-1。
(3)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25℃时,将amol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是_____
_______________________________________________(用离子方程式表示)。向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将______(填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为_______mol·L-1。(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5 mol·L-1,假设溶液的体积是bL)
(14分)NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品中;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其理由是____________________________________________(用必要的化学用语和相关文字说明)。
(2)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中c(NH4+)________(填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1NH4HSO4中c(NH4+))。
(3)如图是0.1 mol·L-1四种电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是________(填写序号),导致pH随温度变化的原因是____________________________;
②20 ℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中2c(SO42-)-c(NH4+))-3c(Al3+)=________。(计算精确值)(4)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示:
试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大是________点;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是______________________。