“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子),若以它为原料,按如下工艺流程图,即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子,而且成本较低,流程中所用试剂或pH值控制可参考下列附表确定。轻质氧化镁工艺流程图如下:
表1 化学试剂价格表
试剂 |
价格(元/ t ) |
漂液(含NaClO25.2%) H2O2(30%) NaOH(固98%) Na2CO3(固99.5%) 卤块(MgCl2,30%) |
450 2400 2100 600 310 |
表2 生成氢氧化物沉淀的值
物质 |
开始沉淀 |
沉淀完全 |
Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2 |
2.7 7.6 8.3 9. ![]() |
3.7 9.6Ω 9.8 11.1 |
Ω注:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化成为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀而去除之。请填写以下空白:
⑴、在步骤②加入试剂X,最佳选择应是 ,其作用是 。
⑵、在步骤③加入的试剂Y应是 ,之所以要控制pH=9.8,其目的
是 。
⑶、在步骤⑤时发生的化学反应方程式是: 。
铜、碳、氮、硫、氯等是组成物质的重要元素。
(1)S、Cl组成的一种化合物的分子结构与H2O2相似,则此化合物的结构式为。
N、O、S三种元素的电负性由大到小的顺序为。
(2)铜离子是人体内多种酶的辅因子,人工模拟酶是当前研究的热点。某化合物Y 与Cu(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为+1)结合形成图所示的离子:
①写出Cu(Ⅰ)的电子排布式;
②该离子中含有化学键的类型有(选填序号);
A.极性键 | B.离子键 | C.非极性键 | D.配位键 |
③该离子中C原子的杂化方式有。
(3)向氯化铜溶液中通入足量的二氧化硫,生成白色沉淀M,M的结构如图所示。写出该反应的离子方程式。
氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
(1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO (NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
则a为。
(2)反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中进行。下图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料时二氧化碳转化率的情况。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为:
A. 0.6~0.7 B. 1~1.1 C. 1.5~1.61
生产中应选用水碳比的数值为(选填序号)。
②生产中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是。
(3)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:
NO+NO2+H2O=2HNO2 2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)=5∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)=(空气中氧气的体积含量大约为20%)。
②下图是尿素含量对脱氮效率的影响,从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为%。
(4)下图表示使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式。生产中可分离出的物质A的化学式为。
氧化铜矿石含有CuO和Cu2(OH) 2CO3,还含有Fe2O3、FeO和SiO2等。铜、铁是畜禽所必需的微量元素。某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁工艺流程如下:
(1)氧化铜矿石粉碎的目的是。
(2)写出“酸浸”中Cu2(OH) 2CO3发生反应的离子方程式 。
(3)“中和/过滤”中加入CaCO3的目的是。
(4)上述工艺流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有。
(5)加入铁屑的作用是、。
(6)下表和下图为“烘干粉碎”的试验结果。
序号 |
t/h |
t/℃ |
m/g |
x |
1 |
3 |
80 |
5 |
4 |
2 |
3 |
160 |
10 |
1 |
3 |
4 |
160 |
10 |
0.8 |
4 |
4 |
160 |
5 |
0 |
5 |
5 |
80 |
5 |
3 |
6 |
5 |
160 |
15 |
1 |
硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)干燥试验表
硫酸亚铁干燥曲线图
表中,m为CuSO4·5H2O晶体的质量,x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。据此可确定由CuSO4·5H2O和FeSO4·7H2O脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别为,(分别指出两条件的温度和时间)。
过氧化钙晶体[CaO2·8H2O]较稳定,呈白色,微溶于水,能溶于酸性溶液。广泛应用于环境杀菌、消毒等领域。
★过氧化钙晶体的制备
工业上生产CaO2·8H2O的主要流程如下:
(1)用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是。
(2)沉淀时常用冰水控制温度在10℃以下和通入过量的NH3,其可能原因分别是
①;②。
★过氧化钙晶体含量的测定
准确称取0.3000g产品于锥形瓶中,加入30 mL蒸馏水和10 mL 2.000 mol·L-1 H2SO4,用0.0200 mol·L—1KMnO4标准溶液滴定至终点。重复上述操作两次。H2O2和KMnO4反应的离子方程式为2MnO4-+5 H2O2+6H+ =2Mn2++5O2↑+8H2O
(3)滴定终点观察到的现象为。
(4)根据表1数据,计算产品中CaO2·8H2O的质量分数(写出计算过程)
滴定次数 |
样品的质量/g |
KMnO4溶液的体积/mL |
|
滴定前刻度/mL |
滴定后刻度/mL |
||
1 |
0.3000 |
1.02 |
24.04 |
2 |
0.3000 |
2.00 |
25.03 |
3 |
0.3000 |
0.20 |
23.24 |
表1. KMnO4标准溶液滴定数据
喹硫平可用于精神疾病的治疗,它的合成路线如下:
(1)写出C13H9NO4S中所有含氧官能团的名称。
(2)A属于烃,且相对分子质量是54,写出A的结构简式。
(3)反应①~⑤中属于取代反应的有(选填序号)。
写出反应⑦的化学方程式。
(4)流程中设计反应⑤和⑦的目的是。
(5)物质C的同分异构体有多种,其中既含有羟基,又含有醛基的同分异构体有种。
(6)已知:苯环上的羧基为间位定位基,如。写出以
为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任选,可利用本题中的相关信息)。合成路线流程图示例如下:
。