工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42—等杂质,提纯工艺流程如下:
Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:
Ⅱ.有关物质的溶度积如下:
物质 |
CaCO3 |
MgCO3 |
Ca(OH)2 |
Mg(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Ksp |
4.96×10-9 |
6.82×10-6 |
4.68×10-6 |
5.61×10-12 |
2.64×10-39 |
回答下列问题:
(1)加入NaOH溶液后过滤得到的滤渣中主要含有________(填写化学式)。25℃时,向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8 时,c(Mg2+)∶c(Fe3+)=________。
(2)操作X为________,其温度应控制在_____________________________________
(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行________,并说明理由______________________________
________________________________________________________________________。
(共6分)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:3SiO2(s)+6C(s)+ 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g)
(1)该反应的氧化剂是,2molN2参加反应转移电子数为。
(2)达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、CO的量),反应速率v与时间t的关系如图。
图中t4时引起平衡移动的条件可能是;图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是。
(3)若该反应的平衡常数为 K=729,则在同温度下1L密闭容器中,足量的SiO2和C与2mol N2充分反应,则N2的转化率是
(提示:272 = 729)
(共8分)过氧化氢水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的浓度, 请填写下列空白:
(1)将10.00 mL过氧化氢溶液移至250mL ___________(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数和化学式分别填在下列横线和括号内。
MnO4- +H2O2+H+="=" Mn2++H2O+( )
(3)移取10mL过氧化氢溶液可以用_______(填“酸式”或“碱式”)滴定管。滴定到达终点的现象是____。
(4)重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的浓度为________。
(5)若盛装高锰酸钾标准溶液的滴定管用蒸馏水洗后没有用标准液润洗,则测定结果______(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
(共4分)合成尿素的反应是分作两步进行的:
①2CO2(g)+ NH3(g)H2NCOONH4(aq)(氨基甲酸铵)△H =-159.47kJ/mol
②H2NCOONH4(aq)CO(NH2)2(aq)+ H2O(l)△H =-28.49kJ/mol
在生产条件下,单位时间内获得尿素的产量与压强和n(NH3):n(CO2)的关系如图所示。
生产过程中n(NH3):n(CO2)的最佳配比为,而实际实际生产条件下,往往使n(NH3):n(CO2)≥3,这是因为。在得到的尿素溶液中会含有少量的氨基甲酸铵,除去这种杂质最简便的方法是。
(共8分)A、B、C、D、E均为可溶于水的固体,组成他们的离子有
阳离子 |
Na+ Mg2+ Al3+ Ba2+ |
阴离子 |
OH- Cl- CO32- SO42- HSO4- |
分别取它们的水溶液进行实验,结果如下:①A溶液与B溶液反应生成白色沉淀,沉淀可溶于E溶液;
②A溶液与C溶液反应生成白色沉淀,沉淀可溶于E溶液;③A溶液与D溶液反应生成白色沉淀,沉淀可溶于盐酸;④B溶液与适量D溶液反应生成白色沉淀,加入过量D溶液,沉淀量减少,但不消失。
(1)据此推断它们是(写化学式)A;B;C;D;E。
(2)写出④中反应的离子方程式:。
(3)A溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为。
(共8分)(1)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航空航天。如图1所示装置中,以稀土金属材料为惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导阳极生成的O2-(O2+4e-―→2O2-)。
(1)①c电极的名称为________,d电极上的电极反应式为。
②如图2所示电解100mL 0.5mol·L-1 CuSO4溶液。若a电极产生56mL(标准状况)气体,则所得溶液的pH=_____(不考虑溶液体积变化),若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入______(填字母序号)。a.CuOb.Cu(OH)2c.CuCO3d.Cu2(OH)2CO3
(2)采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a~c装置中,能保护铁的是________(填字母)。
②若用d装置保护铁,X极的电极材料应是________(填名称)。