工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备无水AlCl3的流程如下:
已知:AlCl3,FeCl3,分别在183℃、315℃升华
(1)在焙烧炉中发生反应:
①Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g) △H=-492.7kJ/mol
②3CO(g)+ Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO2(g) △H=+25.2kJ/mol
反应2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g) △H=___________kJ/mol。
(2)①Al2O3,Cl2和C在氯化炉中高温下发生反应,当生成1molAlCl3时转移______mol电子;炉气中含有大量CO和少量Cl2,可用Na2SO3溶液除去Cl2,其离子方程式为_______。在温度约为700℃向升华器中加入铝粉,发生反应的化学方程式为 。充分反应后温度降至_____以下(填“183℃、315℃之一),开始分离收集AlCl3。
②将AlCl3· 6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏,也能得到一定量的无水AlCl3,此原理是利用浓硫酸下列性质中的 (填字母序号)。
①氧化性 ②吸水性 ③难挥发性 ④脱水性
a.只有① b.只有② c.只有②③ d.只有②③④
(3)海洋灯塔电池是利用铝、石墨为电极材料,海水为电解质溶液,构成电池的其正极反应式________,与铅蓄电池相比.释放相同电量时,所消耗金属电极材料的质量比m(Al): m(Pb)=__________________。
亚氯酸钠(NaClO2)常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。
(1)吸收塔内发生反应的化学方程式为_____________________(配平化学方程式)。该工艺流程中的NaClO3、ClO2、NaClO2都是强氧化剂,它们都能和浓盐酸反应制取Cl2。若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl2,当生成5 mol Cl2时,通过还原反应制得氯气的质量为________克。
(2)从滤液中得到的NaClO2·3H2O晶体的操作依次是__________(填写序号)。
a.蒸馏 b.灼烧 c.过滤 d.冷却结晶
(3)印染工业常用亚氯酸钠(NaClO2)漂白织物,漂白织物时真正起作用的是HClO2。下表是25℃时HClO2及几种常见弱酸的电离平衡常数:
①常温下,物质的量浓度相等的NaClO2、NaF、NaCN、Na2S四种溶液的pH由大到小的顺序为____________;体积相等,物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为:______________(填“前者大”“相等”或“后者大”)。
②Na2S是常用的沉淀剂。某工业污水中含有等浓度的Cu2+、Fe2+、Pb2+离子,滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是_______;当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10-5mol·L-1)此时的S2-的浓度为____。
已知
运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义。
(1)用CO可以合成甲醇。已知:
① CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.5kJ/mol
② CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol
③ H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
则CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=__________kJ/mol
(2)下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的速率的是_________(填写序号)。
a.使用高效催化剂
b.降低反应温度
c.增大体系压强
d.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来
(3)在一定压强下,容积为VL的容器中充入a mol CO与2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①P1_________P2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100℃时,该反应的化学平衡常数K=_________(mol L-1)-2;
③在其它条件不变的情况下,再增加a mol CO和2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率________(填“增大”、“减小”、或“不变”)
(4)某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式__________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如右图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式____________。
金属铜广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。
(1)Cu是元素周期表中第29号元素,写出第三周期基态原子未成对电子数与Cu相同且电负性最大的元素是(填元素名称)。
(2)CuO受热易分解为Cu2O和O2,请从铜的原子结构来说明CuO受热易分解的原因:
。
(3)下图是铜的某种氧化物的晶胞示意图。已知该晶胞的边长为a cm,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为。
(4)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,在滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液,继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀。
①SO42-中S原子的杂化方式为。
②NH3分子内的H—N—H键角 (填“大于”“等于”或“小于”)H2O分子内的H—O—H键角。
③S、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为。
研究硫及其化合物的性质有重要意义。
(1)Cu2S在高温条件下发生如下反应:
2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g)⊿H=-773kJ/mol
当该反应有1.2mol电子转移时,反应释放出的热量为kJ。
(2)硫酸工业生产中涉及反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①压强:P1P2(填“>”、“=”或“<”)。
②平衡常数:A点B点(填“>”、“=”或“<”)。
③200℃下,将一定量的SO2和O2充入体积不变的密闭容器中,经10min后测得容器中各物质的物质的量浓度如下表所示:
气体 |
SO2 |
O2 |
SO3 |
浓度(mol/L) |
0.4 |
1.2 |
1.6 |
能说明该反应达到化学平衡状态的是。
a.SO2和O2的体积比保持不变
b.体系的压强保持不变
c.混合气体的密度保持不变
d.SO2和SO3物质的量之和保持不变
计算上述反应在0~10min内,υ(O2)=。
(3)一定温度下,用水吸收SO2气体时,溶液中水的电离平衡移动(填“向左”“向右”或“不”);若得到pH=3的H2SO3溶液,试计算溶液中。(已知该温度下H2SO3的电离常数:Ka1=1.0×10-2 mol/L,Ka2=6.0×10-3 mol/L)
液晶高分子材料应用广泛。新型液晶基元---化合物Ⅳ的合成线路如下:
(1)化合物Ⅰ的分子式为__________ ,1mol化合物Ⅰ最多可与_____molNaOH溶液反应。
(2)CH2=CH-CH2Br与NaOH水溶液反应的化学方程式为_________________________。
(3)化合物Ⅰ的同分异构体中,苯环上一溴代物只有2种且能发生银镜反应的化合物有多种,写出其中一种同分异构体的结构简式_____。
(4)在一定条件下,化合物也可与Ⅲ发生类似反应③的反应生成有机物Ⅴ。Ⅴ的结构简式是______________。