农业生产中使用最广泛的磷肥是过磷酸钙,其主要成分是 (填化学式);在实际使用中,其不能与草木灰混合施用的原因是(用离子方程式表示) 。目前常用的湿法磷肥生产工艺是用硫酸分解磷矿石(主要成分为Ca5(PO4)3F),这样处理的主要目的是 。
该生产工艺的有关反应为:
2Ca5(PO4)3F+7H2SO4=Ca3(PO4)2+4H3PO4+7CaSO4+2HF
Ca3(PO4)2+4H3PO4=3Ca(H2PO4)2
生成的氟化氢会和磷矿中带入的二氧化硅反应生成SiF4,若直接排放到空气中,将严重污染环境。某磷肥厂改进工艺,在吸收塔中将SiF4经水吸收后转化为氟硅酸(H2SiF6)溶液和硅胶(SiO2),实现氟的循环使用和硅胶的合理利用,以减小对环境的污染,同时创造经济效益。工艺流程如下:
(1)写出吸收塔中反应的化学方程式____ 。
(2)该工艺流程中,设计两个吸收塔的目的是 。
(3)氟硅酸与磷酸钙和水反应可生成磷酸二氢钙,原理是:
2H2SiF6+Ca3(PO4)2+4H2O=2CaSiF6·2H20 +Ca(H2PO4)2
CaSiF6·2H2O+2H2O=CaF2·SiO2·2H2O+4HF
4HF+Ca3(PO4)2=2CaF2+Ca(H2PO4)2
若利用氟硅酸与磷酸钙和水反应代替硫酸与磷酸钙反应生产Ca(H2PO4)2,理论上lkg氟硅酸可替代_____kg硫酸。
(4)分离得到的硅胶中因含有H2SiF6而称含氟硅胶,含氟硅胶中SiO2易溶于沸腾的氟化铵溶液,得到(NH4)2SiF6溶液,此反应为可逆反应,加入氨水后,二氧化硅重新析出。写出SiO2与氟化铵反应的化学方程式______ __。
(17分)化学实验装置的科学设计是实验是否取得预期效果的关键。请回答下列有关实验装置的相关问题:
I.图A为教材制备乙酸乙酯的实验装置,甲同学认为图B装置比A要好,则冷却水应从_____________口进入;乙同学认为图C装置效果更好,理由是__________________。
Ⅱ.“摩尔盐”[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是分析化学中的重要试剂。已知:摩尔盐隔绝空气加热至500℃时可完全分解。某学习小组欲探究其分解产物。
(1)【提出猜想】小组同学认为分解产物可能有以下几种情况:
A.F2O3 SO2 NH3 H2OB.FeO SO3 NH3 H2O
C.FeO SO2 NH3 H2OD.F2O3 SO3 SO2 NH3 H2O
根据所学知识,可确定______________不成立(填序号)
(2)【药品验纯】甲同学提出可以用湿润的红色石蕊试纸、稀盐酸和__________溶液检验出“摩尔盐”中的三种离子;取一定量的“摩尔盐”配成溶液,取少量溶液置于试管中,向其中滴加____________(填试剂名称和实验现象),则“摩尔盐”未因氧化而变质。
(3)【实验探究】为检验分解产物,甲同学设计了如下实验装置。
①取一定量“摩尔盐”置于加热管A中,加热至分解完全后打开K,再通入N2,目的是_________。
②实验中观察到A中固体逐渐变为红棕色,B、C中均产生白色沉淀。C中发生反应的离子方程式为____________。
③实验验证取A中残留物少许加入稀硫酸溶解,再滴入KMnO4稀溶液,不褪色证明产物不含_______________。
(4)【实验结论与反思】通过实验现象和认真反思,上述猜想中一定正确的是_________(填序号)。
(16分)硼镁泥是一种工业废料,主要成分是MgO,还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3,、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中制取MgSO4·7H2O的工艺流程如下:
已知:NaClO与Mn2+反应产生MnO2沉淀。
(1)实验中需用1.00 mol·L-1的硫酸80.0ml。若用98%的浓硫酸配制,除量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的玻璃仪器有_____________。
(2)滤渣的主要成分除含有Fe(OH)3、Al(OH)3外,还有__________。
(3)“操作I”的主要操作为蒸发浓缩、冷却结晶、____________。
(4)写出加入NaClO时,溶液中氧化还原反应的离子方程式________________、_______________。
(5)已知:溶液的pH>3时,铝元素有多种存在形态,如A13+、[Al(OH)]2+、[Al(OH)2]+等,各形态之间可相互转化,写出该溶液中[Al(OH)]2+转化为[Al(OH)2]+的离子方程式_______________________。
(6)某同学为探究Ag+和Fe2+反应,按如图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应),发现电压表指针偏移。电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后,向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,发现电压表指针的变化依次为:偏移减小—回到零点—逆向偏移。则电压表指针逆向偏移后,银为_______极(填“正”或“负”)。由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是______________________。
(18分)亚硝酸钠(NaNO2)是一种工业盐,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)制备。
已知:①2NO+Na2O2=2NaNO2;
②3 NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;
③酸性条件下,NO和NO2都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+;Na2O2能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(1)加热装置A前,先通一段时间N2,目的是_______________。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为__________________________________。实验结束后,将B瓶中的溶液经蒸发浓缩、__________(填操作名称)、过滤可获得CuSO4·5H2O。
(3)仪器C的名称为______________,其中盛放的药品为 ____________(填名称)。
(4)充分反应后,检验装置D中产物的方法是:取产物少许置于试管中,________________,则产物是NaNO2(注明试剂、现象)。
(5)为测定亚硝酸钠的含量,称取4.000g样品溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示:
①第一组实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是_________(填代号)。
a.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
b.锥形瓶洗净后未干燥
c.滴定终点时仰视读数
②根据表中数据,计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数__________。
(6)设计合理实验比较0.1 mol·L-1NaNO2溶液中NO2-的水解程度和0.1 mol·L-1HNO2溶液中HNO2的电离程度相对大小。(简要说明实验步骤、现象和结论,仪器和药品自选)_______________________。
一学习小组利用下图所示装置,对某含少量Fe的废铜屑进行铜含量的测定,并探究利用其制备硫酸铜溶液。
(1)向A中加入10g废铜屑样品,关闭弹簧夹,打开B活塞向A注入足量稀硫酸后关闭。此时装置C中发生的现象是。
(2)反应进行到A中不再产生气泡时,拆除C、D装置后,为了使A中固体全部消失,①接下来的操作是:______________________________。
②该过程中发生反应的离子方程式是;
③为使A中固体加快溶解速率,以下方法运用合理的是。
a. 对A装置加热
b. 向A内加入少量Fe2O3
c. 向A内加入少量CuO
d. 增大空气通入量
e. 向A内加入少量FeSO4
f. 向A内加入少量H2O
(3)待A中固体全部溶解后,再继续通入一段时间空气后,关闭弹簧夹,停止通入空气。将A中溶液倒入烧杯内,加入Cu2(OH)2CO3将其调节至pH=4时,溶液中铁被完全沉淀,过滤后即得红褐色沉淀与硫酸铜溶液,此过程离子反应方程式是__________。
(4)有同学认为,可以不用测量气体法计算废铜屑中铜的质量百分含量,其具体操作步骤可续写为:
硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生产工艺流程示意图如下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是________________________。
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
(3)针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是__________。
(4)根据下表数据,调节“滤液 2”的pH时,理论上可选用的最大区间为________________。
Mg(OH)2 |
Zn(OH)2 |
MgCO3 |
CaCO3 |
|
开始沉淀的pH |
10.4 |
6.4 |
- |
- |
沉淀完全的pH |
12.4 |
8.0 |
- |
- |
开始溶解的pH |
- |
10.5 |
- |
- |
Ksp |
5.6×10-12 |
- |
6.8×10-6 |
2.8×10-9 |
(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是________(选填序号)。
a.大理石粉b.石灰乳 c.纯碱溶液d.烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为__________、__________、过滤、洗涤、干燥。
(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于___________________。