聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土,化学组成为:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%~50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:
已知:Fe3+、Al3+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2。
根据流程图回答下列问题:
(1)“煅烧”的目的是_______________________________________________。
(2)“浸出”过程中发生反应的离子方程式为_______________________________。
(3)“浸出”选用的酸为_______。配制质量分数15%的A酸需要200mL30%的A酸(密度约为1.15g/cm3)和_______g蒸馏水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。
(4)为提高铝的浸出率,可采取的措施有 _______________(要求写出三条)。
(5)“调节溶液pH在4.2~4.5”的过程中,除添加必要的试剂,还需借助的实验用品是_________________;“蒸发浓缩”需保持温度在90~100℃,控制温度的实验方法是___________ ______。
(6)实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为_________________
(1)M由两种短周期元素组成,每个M分子含有18个电子,其分子球棍模型如图所示。测得M的摩尔质量为32g/mol。画出编号为2的原子结构示意图:。
(2)已知1.0mol·L—1NaHSO3溶液的pH为3.5,加入氯水,振荡后溶液pH迅速降低。溶液pH降低的原因是(用离子方程式表示)。
(3)在常温常压和光照条件下,N2在催化剂(TiO2)表面与H2O反应,生成1molNH3和O2时的能量变化值为382.5kJ,达到平衡后此反应NH3生成量与温度的实验数据如下表。则该反应的热化学方程式为。
T/K |
303 |
313 |
323 |
NH3生成量/(10—1mol) |
4.3 |
5.9 |
6.0 |
(4)在溶液中,一定浓度的NH4+能溶解部分Mg(OH)2固体,反应如下:
2NH4+(aq) + Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) +2NH3·H2O(aq)
写出上述反应的平衡常数表达式
某研究性学习小组为探究Mg2+与NH3·H2O反应形成沉淀的情况,设计如下两组实验
实验① |
等体积1 mol/L氨水和0.1 mol/L MgCl2溶液混合 |
生成白色沉淀 |
实验② |
等体积0.1 mol/L氨水和1 mol/L MgCl2溶液混合 |
无现象 |
请分析实验①、②产生不同现象的原因:。
(5)在室温下,化学反应I—(aq)+ ClO—(aq)=IO—(aq) + Cl—(aq)的反应物初始浓度、溶液中的氢氧根离子初始浓度及初始速率间的关系如下表所示:
实验编号 |
I—的初始浓度 (mol·L—1) |
ClO—的初始浓度 (mol·L—1) |
OH—的初始浓度 (mol·L—1) |
初始速率v (mol·L—1· s—1) |
1 |
2 × 10—3 |
1.5 × 10—3 |
1.00 |
1.8 × 10—4 |
2 |
a |
1.5 × 10—3 |
1.00 |
3.6 × 10—4 |
3 |
2 × 10—3 |
3 × 10—3 |
2.00 |
1.8 × 10—4 |
4 |
4 × 10—3 |
3 × 10—3 |
1.00 |
7.2 × 10—4 |
已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v=" k" [I—]1 [ClO—]b [OH—]c(温度一定时,k为常数)。
①设计实验2和实验4的目的是;
②若实验编号4的其它浓度不变,仅将溶液的酸碱值变更为pH = 13,反应的初始速率v=。
没食子酸丙酯简称PG,结构简式为 ,是白色粉末,难溶于水,微溶于棉子油等油脂,是常用的食用油抗氧化剂。
(1)PG的分子式为,请写出PG分子中所含官能团的名称,1molPG与足量氢氧化钠溶液完全反应时,消耗的氢氧化钠的物质的量是。
PG可发生如下转化:
(2)A的结构简式为 ,1mol没食子酸最多可与mol H2加成。
(3)上图的有关变化中,属于氧化反应的有(填序号)。
(4)从分子结构或性质上看,PG具有抗氧化作用的主要原因是(填序号)。
a.含有苯环 b.含有羧基 c.含有酚羟基 d.微溶于食用油
(5)反应④的化学方程式为:
(6)B有多种同分异构体,写出其中符合下列要求的同分异构体的结构简式:
i.含有苯环,且苯环上的一溴代物只有一种;ii.既能发生银镜反应,又能发生水解反应。
近现代战争中,制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢,热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致。钢中合金元素的百分比含量为:铬0.5~1.25镍0.5~1.5 钼0.3~0.6锰0.8~1.6碳0.3
(1)铬元素的基态原子的价电子层排布式是。
(2)C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中,C原子的杂化方式为 .
(3)Mn和Fe的部分电离能数据如下表:
元素 |
Mn |
Fe |
|
电离能 /kJ·mol-1 |
I1 |
717 |
759 |
I2 |
1509 |
1561 |
|
I3 |
3248 |
2957 |
根据上表数据,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是。
(4)镍(Ni)可形成多种配合物,且各种配合物有广泛的用途。 某镍配合物结构如图所示,分子内含有的作用力有(填序号)。
A氢键;B离子键;C共价键;D金属键;E配位键
组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是。
(5)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4,呈四面体构型。423K时,Ni(CO)4分解为Ni和CO,从而制得高纯度的Ni粉。试推测:四羰基镍的晶体类型是
(6)铁能与氮形成一种磁性材料,其晶胞结构如图所示,则该磁性材料的化学式为 。
汞(Hg)、铬(Cr)是影响环境污染、生物效应和人类健康的重金属元素。
I、铬广泛应用于钢铁工业、磁带和录像带等方面。
(1)工业常采用“铝在高温条件下还原铬绿(Cr2O3)”制备铬单质,该反应的化学方程式为。
II、含铬的工业废水会导致慢性中毒。处理含+6价铬的废水时可得到铁氧体(其组成可写作[Fe2+Fe3+(2-x) Cr3+x]O4)。
(2)加过量FeSO4的目的是。
(3)配平步骤①的反应的离子方程式Fe2++ Cr2O72—+ _____="=" Fe3++ Cr3++H2O
并计算铁氧体( [Fe2+Fe3+(2-x) Cr3+x]O4)中X= _________________。
(4)下表是实验检测中心对某地区二个点的土壤样品(每个点分三层取样,共6个样品)进行了有机质和铬总量的测定,结果见下表。
样品序号 |
取样深度(m) |
有机质(×10—2g) |
总铬(×10—6g) |
样品A-1 |
0.00 ~ 0.30 |
2.81 |
114 |
样品A-2 |
0.30 ~ 0.60 |
1.72 |
111 |
样品A-3 |
1.20 ~ 1.80 |
1.00 |
88 |
样品B-1 |
0.00 ~ 0.30 |
2.60 |
116 |
样品B-2 |
0.30 ~ 0.60 |
2.48 |
112 |
样品B-3 |
1.20 ~ 1.80 |
1.83 |
106 |
从表中你可以得出的结论有(答一点即可)。
(5)工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料,电化学法制备重铬酸钾,装置如图。反应为:4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑已知K2CrO4铬酸钾溶液中存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+
Cr2O72-(橙色)+H2O通电后阳极区溶液由变为。原因是。
V、W、X、Y、Z是五种常见元素,其中V、W、X、Y四种短周期元素在周期表中的位置如下图所示:V、W的最简单气态氢化物M、N混合时有白烟生成,M能使湿润的pH试纸变蓝。Z是人体血红蛋白中存在的金属元素。请填写下列空白:
(1)W的原子结构示意图为;
(2)二氧化钛(TiO2)与X的单质、Y的单质高温下反应生成两种化合物,这两种化合物均由两种元素组成。其反应的化学方程式为;
(3)含X元素的一种化合物A与Y的最高价氧化物C之间有如下的反应关系:
若E为白色沉淀,则E物质的化学式为;
(4)常温下,相同浓度 X、Z简单离子的溶液中滴加NaOH溶液,X、Z两元素先后沉淀,X(OH)n完全沉淀的pH是4.7,Z(OH)n完全沉淀的pH是2.8,则Ksp[X(OH)n](填“>”或 “<”) Ksp[Z(OH)n];
(5)Y与氢能形成多种化合物,其中一种为Y2H2。2.00g Y2H2完全燃烧生成液态水和二氧化碳,放出99.6kJ热量,写出Y2H2燃烧的热化学反应方程式________________________________________________________;
(6)同温同压下,将a L M气体和b LN气体通入水中,若所得溶液的pH=7,则ab(填“>"或“<”或“=”)。