铝是重要的金属材料,铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示;
请回答下列问题:
(1)固体a的化学式为 ,Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为 。
(2)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为 ,从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称) 、冷却结晶、过滤洗涤。
(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3,需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm-1 L(保留一位小数)。
(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝,通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1∶1,则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为 。
A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表中八种原子序数依次增大的短周期元素。
①A元素的原子半径在周期表中最小
②B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的两倍
③C元素的最高价氧化物的水化物和氢化物反应生成盐
④D元素和E元素可以形成E2D、E2D2两种离子化合物
⑤G与D两种元素同主族,F、G、H三种元素同周期
⑥F元素是同周元素中离子半径最小的元素,H元素是同周期元素中原子半径最小的元素
(1)写出A、D、E三种元素形成的化合物的电子式;
(2)用惰性电极电解由E与H两元素形成的化合物的水溶液,其化学方程式为;
(3)八种元素中任意三种组成的易溶于水的酸性物质,能促进水电离的是,能抑制水电离的是(各写一种化学式);
(4)某科研单位依据电化学原理用GD2来制备一种强酸R,装置如右图,电极为含有某种催化剂的多孔材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。通入GD2的电极为极,其电极反应式为;
(5)甲、乙、丙分别是B、F、G三种元素最高价含氧酸的钠盐,甲、乙都能与丙发生反应,且丙用量不同,反应产物不同。回答问题:
①向甲溶液中缓慢滴加过量的丙溶液,可观察到的实验现象是;
②向乙溶液中缓慢滴加过量的丙溶液发生反应的离子方程式为、。
(I)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH 4 +和NH 3·H 2O的形式存在。在微生物作用下,NH 4 +经过两步反应被氧化成NO 3 -,两步反应的能量变化示意图如下:
(1)1molNH 4 +(aq)全部氧化成NO 3 -(aq)的热化学方程式是 。
(2)在一定条件下,向废水中加入CH 3OH,将HNO 3还原成N 2,若该反应消耗32gCH 3OH转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是 。
(Ⅱ)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO 2和N 2,化学方程式如下:
2NO+2CO 2CO 2+N 2△H
某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表:
时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
C(NO)(×10 -4mol·L -1) |
10.0 |
4.50 |
2.50 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
C(CO)(×10 -3mol·L -1) |
3.60 |
3.05 |
2.85 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H 0(填写">"、"<"、"=")
(2)前2s内的平均反应速率v(N 2)= ;
(3)在该温度下,反应的平衡常数K= (只写出计算结果);
(4)某同学设计了三组实验,分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,部分实验条件如下表:
实验编号 |
T/℃ |
NO初始浓度/mol·L -1 |
CO初始浓度/mol·L -1 |
催化剂的比表面积/m 2·g -1 |
I |
28 ![]() |
1.20×10 -3 |
5.80×10 -3 |
82 |
II |
280 |
1.20×10 -3 |
5.80×10 -3 |
124 |
III |
350 |
1.20×10 -3 |
5.80×10 -3 |
124 |
该同学画出了表中三个实验条件下,混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,请在图上标明各条曲线的实验编号;
(5)有人认为:催化剂比表面积增大,会提高NO和CO的反应效率,从而使污染物NO和CO的转化率提高。请用化学基本理论对此观点进行评价: 。
(9分) 已知>C=C<可被酸性高锰酸钾溶液氧化成二元醇,如:
现以甲基丙烯为原料合成有机玻璃和环状化合物E(C8H12O4):
(1) 试写出下列的结构简式:B ______________ C _____________ E _______________
(2) 反应方程式:
B → E _____________________________________________;
B → C _____________________________________________;
C → D _____________________________________________。
(7分)已知(1)丙烯与水进行加成反应,其可能的产物有两种:(2)下图中E为开链的酯类化合物,其分子式为C6H12O2
(1)请依据上述条件和图中转化关系,在方框中填入合适的化合物的结构简式。
(2)B和银氨溶液反应生成C的化学方程式。
(7分)从某些植物树叶中提取的有机物中含有下列主要成分:
(1)写出C的分子式________。
(2)用A、B、C、D填空:
①能发生银镜反应的有________;②既能使FeCl3溶液显紫色又能和NaHCO3反应放出气体的有___________。
(3)写出C同时满足下列条件的一种同分异构体:①含苯环且环上有两个取代基;②取代基没有环状结构;③遇FeCl3溶液发生显色反应:
(4)写出D与乙醇反应生成酯的化学反应方程式。