以重晶石(主要成分为BaSO4)为主要原料制备立德粉(ZnS和BaSO4的混合物)的工艺流程如下:
(1)焙烧时,焦炭需过量,其目的是:①____________________________;②____________________________。
(2)焙烧过程中发生的反应之一是4CO(g)+BaSO4(s)BaS(s)+4CO2(g),该反应的平衡常数的表达式为__________________________________________________。
反应器中发生反应的化学方程式为____________________________________。
(4)用工业级氧化锌(含少量FeO和Fe2O3杂质)和硫酸制取硫酸锌溶液时,需先后加入H2O2溶液和碳酸锌精制,加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为
________________________________,加入碳酸锌的目的是将溶液中的Fe3+转化为红褐色沉淀,写出该反应的化学方程式:__________________________________________。
[化学---选修2:化学与技术](15分)银、铜均属于重金属,从银铜合金废料中回收银并制备含铜化合物产品的工艺如图所示:
(1)熔炼时被氧化的元素是,酸浸时反应的离子方程式为。为提高酸浸时铜元素的浸出率及浸出速率,酸浸前应对渣料进行处理,其处理方法是。
(2)操作a是,固体B转化为CuAlO2的过程中,存在如下反应,请填写空白处:
CuO+Al2O3+↑。
(3)若残渣A中含有n mol Ag,将该残渣全部与足量的稀HNO3置于某容器中进行反应,写出反应的化学方程式。为彻底消除污染,可将反应中产生的气体与V L(标准状况)空气混合通入水中,则V至少
为L(设空气中氧气的体积分数为0.2)。
(4)已知2Cu+ Cu+Cu2+,试分析CuAlO2分别与足量盐酸、稀硝酸混合后,产生现象的异同点。
(5)假设粗银中的杂质只有少量的铜,利用电化学方法对其进行精炼,则粗银应与电源的极相连,当两个电极上质量变化值相差30.4 g时,则两个电极上银质量的变化值相差g。
(14分)氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:
①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)H1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)H2
则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)H=。(请用含有
H1、
H2的式子表示)
(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:
温度(K) |
平衡时NH3的物质的量(mol) |
T1 |
2.4 |
T2 |
2.0 |
已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1T2(填“>”、“<”或“=”)
②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)=,平衡时N2的转化率α(N2)=。
③下列图像分别代表焓变(H)、混合气体平均相对分子质量()、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是。
(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。
①M区发生的电极反应式为。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500 mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量
为g(假设溶液电解前后体积不变)。
[化学---选修3:物质结构与性质] (15分)太阳能电池板材料除单晶硅外,还有铜、铟、镓、硒等化学物质。
(1)铟与镓同是IIIA族元素,写出铟基态原子的电子排布式:。
(2)硒为第四周期VIA族元素,与其相邻的元素有砷(33号)、溴(35号),则三种元素的电负性由小到大的顺序为。(用元素符号表示)
(3)SeO3分子的立体构型为。
(4)硅烷(SinH2n+2)的沸点与相对分子质量的关系如图所示,呈现这种变化的原因是。
(5)硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,如硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]-,其中B原子的杂化类型为。
(6)金属铜投入氨水中或投入H2O2溶液中均无明显现象,但投入氨水—过氧化氢混合液中,则铜片溶解,溶液呈深蓝色,写出该反应的离子方程式:。
(7)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中金原子位于顶点,铜原子位于面心,则该合金中金原子(Au)与铜原子(Cu)个数比为;若该晶体的晶胞参数为a pm,则该合金密度为g/cm3。(列出计算式,不要求计算结果,阿伏伽德罗数的值为NA)
[化学——选修3物质结构与性质]现有aA、bB、cC、dD、eE、gG六种短周期非金属元素,a+b=c,a+c=d,a+d=e,d+e=g,C、E、G的单质均有在中学常见的两种或多种同素异形体,请回答下列问题:
Ⅰ.(1)C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为__________。(用元素符号表示)
(2)请比较C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序为______________。(用化学式表示)
(3)有某种分子式为C4D4E8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键)是一种威力极强的炸药,则可推知其结构简式为____________。
Ⅱ.BG是一种耐磨材料,其结构与金刚石相似,下图为其晶体结构单元,它可由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。
(1)指出B的三溴化物中B的杂化方式为________G的三溴化物分子的结构为_______型。
(2)写出合成BG的化学反应方程式为____________________。
(3)已知晶体中B与G原子的最近距离为a pm,则该晶体的密度的表达式为____g/cm3。(不需化简)
工业上以锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2,含少量Ca,Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工业流程如下:
已知:①Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(浓)Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O
②某些物质的溶解度(S)如下表所示。
T/℃ |
20 |
40 |
60 |
80 |
S(Li2CO3)/g |
1.33 |
1.17 |
1.01 |
0.85 |
S(Li2SO4)/g |
34.2 |
32.8 |
31.9 |
30.7 |
(1)从滤渣1中分离出Al2O3部分的流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______________________________。
(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述)_____________________________。
(3)最后一个步骤中,用“热水洗涤”的目的是______________________________。
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下:
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液做阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中,阳极的电极反应式是_________________________。
②电解后,LiOH溶液浓度增大的原因_____,b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是_______。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:FePO4+LiLiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+试写出该电池放电时的正极反应:__________________。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为__________________。