铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的流程图:
已知:①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O28Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2↑;
②Na2CO3 + Al2O32NaAlO2 + CO2↑;③ Cr2O72-+ H2O
2CrO42- + 2H+
根据题意回答下列问题:
(1)固体X中主要含有_________(填写化学式);要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,应该使用__________(填写仪器或试剂名称)。
(2)酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5,其目的是_________________________________。
(3)操作Ⅲ有多步组成,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加入KCl固体、蒸发浓缩、 、过滤、_______、干燥。
(4)下表是相关物质的溶解度数据,操作Ⅲ发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl →K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_______________。
物质 |
溶解度/(g/100g水) |
||
0°C |
40°C |
80°C |
|
KCl |
28 |
40.1 |
51.3 |
NaCl |
35.7 |
36.4 |
38 |
K2Cr2O7 |
4.7 |
26.3 |
73 |
Na2Cr2O7 |
163 |
215 |
376 |
(5)副产品Y主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析Y中氢氧化铝含量是称取n g样品,加入过量______(填写试剂)、溶解、过滤、再______(填写试剂)、……灼烧、冷却、称量,得干燥固体m g 。计算样品中氢氧化铝的质量分数为_______(用含m、n的代数式表示)。
(6)六价铬有毒,而Cr3+相对安全。工业含铬(CrO3)废渣无害化处理的方法之一是干法解毒,用煤不完全燃烧生成的CO还原CrO3。在实验室中模拟这一过程的装置如下:
CO由甲酸脱水制得;实验结束时熄灭酒精灯的顺序是_________________________。
|
单体液晶(有机物III)是用偶联反应合成的:
反应①(16分)CH4和CO2反应可以制造价值更高的化学产品。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生反应:CO2 (g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分的浓度为:
物 质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
平衡浓度(mol·L-1) |
0.5 |
0.5 |
2.0 |
2.0 |
① 此温度下,该反应的平衡常数K=________(注明单位).
② 已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H1kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g)△H2 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 的△H="_______" kJ·mol-1
(2)用Cu2Al2O4做催化剂,一定条件下,发生反应: CO2+CH4CH3COOH, 请回答:
①温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率如图。
250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是____。
② 为提高上述反应CH4的转化率,可采取的措施有(写2种)。
③Cu2Al2O4可溶解在稀硝酸中,被氧化的元素为,每消耗3mol Cu2Al2O4时被还原的HNO3为mol。
(3)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2,
① 若寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是___。
a. 可在碱性氧化物中寻找
b. 可在具有强氧化性的物质中寻找
c. 可在ⅠA、ⅡA族元素的氧化物中寻找
②Li4SiO 4可用于吸收、释放CO2, 原理是: 500℃时,CO2与Li4SiO4接触生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,该原理的化学方程式_____。
(16分)脱水环化是合成生物碱类天然产物的重要步骤,某生物碱V合成路线如下:
(1)Ⅱ中含氧官能团的名称.
(2)反应②的化学方程式。
(3)Ⅰ和Ⅲ在浓硫酸催化加热时反应的化学方程式。
(4)下列说法正确的是。
A.Ⅰ和Ⅴ均属于芳香烃 | B.Ⅱ能发生银镜反应 |
C.Ⅱ能与4molH2发生加成反应 | D.反应③属于酯化反应 |
(5)A的结构简式。
(6)Ⅵ与Ⅰ互为同分异构体,Ⅵ遇FeCl3发生显色反应,其苯环上的一氯代物只有2种。写出满足上述条件的Ⅵ的结构简式。
(7) 一定条件下,化合物Ⅶ()也能发生类似反应④的环化反应,Ⅶ的环化产物的结构简式。
【化学——选修4 有机化学基础】
乙烯是一种重要的化工原料,以乙烯为原料衍生出部分化工产品的反应如下(部分反应条件已略去):
请回答下列问题:
(1)写出A在实验室制乙烯的方程式: 。
(2)B和E反应生成F的化学方程式为______ _____,该反应的类型为_____________;
(3)D的结构简式为____ _______;
(4)写出D的同分异构体(含醛基)发生银镜反应的化学方程式:
(5)C的同分异构体中含醛基的结构有 种。
【化学——选修3 物质结构基础】
氧元素与多种元素具有亲和力,所形成化合物的种类仅次于碳元素。
(1)氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为,氧元素与氟元素能形成OF2分子,该分子的空间构型为。
(2)根据等电子原理,判断NO2+离子中,氮原子轨道的杂化类型为,1mol NO2+所含键的数目为。
(3)氧元素与过渡元素可以形成多种价态的金属氧化物。如铬可生成Cr2O3、CrO3等,试写出Cr3+核外电子排式。
(4)钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体,其结构如图所示:由 此可判断该钙的氧化物的化学式为。
已知晶胞边长为540pm,则该氧化物的密度是g·cm-3