(15分) 铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有SiO2、Fe2O3)是工业上制备氧化铝的主要原料。工业上提取氧化铝的工艺流程如下:
① 沉淀 A、B的成分分别是 、 ;步骤②中的试剂a是 ;
② 试写出步骤③中发生反应的离子方式 __________ 、
__________ __________ ;
③试写出步骤③中滤液分解反应的方程式____________________________________.
④简述氯化铝溶液经过结晶得到氯化铝晶体的实验条件是 。
氮、磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用。
(1)室温下,浓度均为0.1mol/L的亚硝酸(HNO2)、次氯酸两种溶液,它们的电离常数Ka分别为:7.1×10﹣4、2.98×10﹣8。将0.1mol/L的亚硝酸稀释,c(H+)将 (填“不变”、“增大”、“减小”);Ka值将(填“不变”、“增大”、“减小”) 。写出涉及HNO2、HClO、NaNO2、NaClO四种物质之间发生的复分解反应的化学方程式 。
(2)羟胺(NH2OH)可看成是氨分子内的l个氢原子被羟基取代的产物,常用作还原剂,其水溶液显弱碱性。已知NH2OH在水溶液中呈弱碱性的原理与NH3在水溶液中相似,请用电离方程式表示其原因 。
(3)磷及部分重要化合物的相互转化如图1所示。
①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一,反应在1300℃的高温炉中进行,其中SiO2的作用是用于造渣(CaSiO3),焦炭的作用是 。
②不慎将白磷沾到皮肤上,可用CuSO4溶液冲洗,根据步骤Ⅱ可判断,1mol CuSO4所能氧化的白磷的物质的量为 mol。
(4)若处理后的废水中c(PO43﹣)=4×10﹣7 mol•L﹣1,溶液中c(Ca2+)= mol•L﹣1。(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10﹣29)
(5)某液氨﹣液氧燃料电池示意图如图2,该燃料电池的工作效率为50%,现用作电源电解500mL的饱和NaCl溶液,电解结束后,所得溶液中NaOH的浓度为0.3mol•L﹣1,则该过程中需要氨气的质量为 g。(假设溶液电解前后体积不变)
I.X、Y是相邻周期、相邻主族的短周期元素,且原子序数X>Y.填写下列空白:
(1)若X为金属元素,Y为非金属元素,Y2H4是一种重要有机化工原料。
①X单质与Fe2O3反应时,每消耗13.5g X放热213kJ,该反应的热化学方程式是 ;
②写出实验室制备Y2H4的化学方程式 ;
(2)若X、Y元素的最高价氧化物的水化物都是强酸。
为防止YO2污染空气,科学家寻求合适的化合物G和催化剂,以实现反应:
YO2+GY2+H2O+n Z(未配平,n可以为0)
①上述反应式中的G不可能是 (填标号)。
A.NH3 B.CO C.CH3CH2OH
②25℃时,往a mol•L﹣1的YH3的水溶液(甲)中滴加0.01mol•L﹣1H2XO4溶液(乙),当甲与乙等体积混合时,溶液呈中性(设温度不变),甲中溶质的电离常数Kb= (用含a的代数式表示)。
Ⅱ.离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7﹣和AlCl4﹣组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为 。
Ⅲ.甲醇汽油是一种新能源清洁燃料,可以作为汽油的替代物.工业上可用CO和H2制取甲醇,化学方程式为:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g) △H="b" kJ/mol,为研究平衡时CO的转化率与反应物投料比()及温度的关系,研究小组在10L的密闭容器中进行模拟反应,并绘出如图所示:
(1)反应热b 0 (填“>”或“<”)。
(2)若Ⅱ反应的n(CO)起始=10mol、投料比为0.5,A点的平衡常数KA= ,B点的平衡常数KB KA(填“>”或“<”或“=”)。
(3)为提高CO转化率可采取的措施是 、 (答出两条即可)。
氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①中得到的氧化产物是_______(填离子符号),溶解温度应控制在60~70℃,原因是________。
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式___________。
(3)步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是_________(写名称)。
(4)上述工艺中,步骤⑥不能省略,理由是_____________。
(5)准确称取所制备的氯化亚铜样品mg,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用amol/L的K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液bmL,反应中Cr2O72-被还原为Cr3+,样品中CuCl的质量分数为__________。
七铝十二钙(12CaO•7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下:
(1)煅粉主要含MgO和 ;用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶,该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是 。
(2)滤液I中的阴离子有 (忽略杂质成分的影响);若滤液I中仅通入CO2,会生成 ,从而导致CaCO3产率降低。
(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为 。
(4)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为 。
(Ⅰ)室温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验 编号 |
HA的物质的量 浓度(mol/L) |
NaOH的物质的 量浓度(mol/L) |
混合后 溶液的pH |
甲 |
0.1 |
0.1 |
pH=a |
乙 |
0.12 |
0.1 |
pH=7 |
丙 |
0.2 |
0.1 |
pH>7 |
丁 |
0.1 |
0.1 |
pH=10 |
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸? 。
(2)乙组混合溶液中c(A-)和c(Na+)的大小关系是
A.前者大B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):c(Na+)-c(A-)=________mol/L。
(Ⅱ)某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是:H2B===H++HB-HB-H++B2-
回答下列问题:
(5)在0.1 mol/L的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是________。
A.c(B2-)+c(HB-)=0.1 mol/L
B.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol/L
C.c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
D.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
(III)已知:25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9。
(6)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释)_____________。万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5 mol/L Na2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为_____mol/L。