地球的海水总量约有1.4×1018t,是人类最大的资源库。
(1)如图利用海水得到淡水的方法为 。
(2)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图。
a是电源的 极;Ⅰ口排出的是 (填“淡水”或“浓水”)。
(3)海水淡化后的浓水中含大量盐分(主要含有Mg2+、Ca2+、Fe3+和SO42-),排入水中会改变水质,排到土壤中会导致土壤盐碱化,故不能直接排放,可以与氯碱工业联产。
电解前需要把浓水精制,所需试剂主要包括:HCl、NaOH、 BaCl2、Na2CO3等),其中HCl的作用主要是
(4)铀是核反应最重要的燃料,其提炼技术直接关系着一个国家核工业或核武器的发展水平,海水中铀以UCl4形式存在(以离子形式存在),每吨海水只含3.3毫克铀,海水总量极大,铀总量相当巨大。不少国家正在探索海水提铀的方法。现在,已经研制成功一种螯合型离子交换树脂,它专门吸附海水中的铀,而不吸附其他元素。其反应原理为:___________________________(树脂用HR代替),发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液,其反应原理为:________________________。
(5)离子交换树脂法是制备纯水(去离子水)的主要方法。某阳离子交换树酯的局部结构可写成(右图)。该阳离子交换树脂是由单体苯乙烯和交联剂对二乙烯基苯聚合后再经__ 反应得到的。自来水与该离子交换树脂交换作用后显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(6)中国《生活用水卫生标准》中规定,水的总硬度不能过大。如果硬度过大,饮用后对人体健康与日常生活有一定影响。暂时硬水的硬度是由 (填阴离子符号)引起的,经 (填操作名称)后可被去掉。永久硬水的硬度可由离子交换法去掉。
(15分)卤素的单质及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)“碘盐"通常是在食盐中添加适量的K1O3,为缺碘地区人们提供碘元素。
①碘元素的一种原子含74个中子、5 3个质子,表示此核素的符号是___(如)。
②“碘盐"溶液用稀硫酸酸化后,再加入淀粉碘化钾溶液,溶液由无色变篮色。
写出该反应的化学方程式__________________________________________。
③碘单质溶解在有机溶剂___________中形成常用的医用消毒剂(填结构简式)。
(2)工业上利用氢气和氯气反应制取盐酸,设计成原电池又能获取电能,下列说法错误的是___(填选项)。
A.两极材料可用石墨,用稀盐酸做电解质溶液 |
B.通氯气的电极反应式为![]() |
C.电解质溶液中的阳离子向通氯气的电极移动‘ |
D.通入氢气的电极为原电池的正极 |
(3)H2和卤素单质(F2、C12、Br2、12)反应生成I molHX的能量变化如图所示(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。
①曲线A代表的卤化氢是__________(填化学式)。
②写出Br2(1)与HCI气体反应的热化学方程式___________。
③往甲乙两容器分别通入等量的H2和I2,两容器起始状态相同,甲为恒容绝热密闭容器,乙为恒容恒温密闭容器,发生反应,反应达到平衡后,H2的体积分数甲_______乙(填“>’’‘‘=”或“<”)。
【物质结构与性质】
Fe、C、N、O、H可以组成多种物质。回答以下问题:
(1)基态铁原子中,未成对电子数有个。
(2)铁单质在一定条件下可与CO反应生成配位化合物——羰基铁[Fe(CO)5],其结构如图。已知CO分子与N2分子结构相似,分子中C、O原子均能提供孤电子对形成配位键。
①CO分子中σ键与π键数目之比为;
②从电负性角度分析,Fe(CO)5中与Fe形成配位键的是(填“碳”或“氧”)原子。
③与羰基铁分子的极性相似的分子是。
A.SO2B.CS2C.BF3D.PCl3
(3)CH4、H2O分子的键角分别为a、b。则ab(填>、=或<),原因是。
(4)血红素分子结构如图所示。
①血红素分子间存在的作用力有(填名称);
②与Fe通过配位键结合的氮原子的编号是。
草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂制备。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Co(OH)2 |
Al(OH)3 |
Mn(OH)2 |
完全沉淀的pH |
3.7 |
9.6 |
9.2 |
5.2 |
9.8 |
(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将_____________还原(填离子符号)。
(2)NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,产物中氯元素处于最低化合价。该反应的离子方程式为____________。
(3)请用平衡移动原理分析加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+转化成氢氧化物沉淀的原因是:________。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。
滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是_________;使用萃取剂适宜的pH是______。
A.接近2.0 B.接近3.0 C.接近4.0
(5)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/ c (Ca2+)=____。
煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示:
(1)②中NH3参与反应的化学方程式为。
(2)③中加入的物质可以是(填字母序号)。
a.空气b.COc.KNO3 d.NH3
(3)焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶(),其分子中相邻的C和N原子相比,N原子吸引电子能力更(填“强”或“弱”),从原子结构角度解释原因:。
(4)已知:N2(g) + O2(g) 2NO(g)ΔH =" a" kJ·mol-1
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)ΔH =" b" kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)ΔH =" c" kJ·mol-1
反应后恢复至常温常压,①中NH3参与反应的热化学方程式为。
(5)用间接电化学法除去NO的过程,如下图所示:
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:。
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:。
人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
I.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实验氮的固定一电解法合成氨,大大提高了氮气和氢气的转化率。
总反应式为N2+3H22NH3。则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入_________极(填“阴”或“阳”);
向另一电极通入N2,该电极的反应式为__________________________。
II.据报道,在一定条件下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,主要产物为NH3相应的反应方程式为:2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g)△H=Q
(1)上述反应的平衡常数表达式为_______________。
(2)取五份等体积N2和H2O的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入体积相同的恒容密闭容器中,在温度不相同的情况下发生反应,反应相同时间后,测得氮气的体积分数(N2)与反应温度T的关系曲线如下图所示,则上述反应的Q________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)若上述反应在有催化剂的情况下发生,则下图所示的a、b、c、d四条曲线中,能表示反应体系能量变化的是_______(填字母代号),图中△H绝对值为1530kJ·mol-1。
III.目前工业合成氨的原理是:N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g)△H=-93.0kJ·mol-1
回答下列问题:
结合II中的数据,则2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(g)的△H=___________。
(2)在一定温度下,将1molN2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8mol。
①达平衡时,H2的转化率______________。
②在相同条件下,若起始时只将NH3置于该容器中,达到平衡状态时NH3的转化率为a2,当a1+a2=1时,则起始时NH3的物质的量n(NH3)= _________mol。