碳酸钠俗称纯碱,其用途很广。实验室中,用碳酸氢铵和饱和食盐水可制得纯碱。各物质在不同温度下的溶解度见表。
实验步骤
Ⅰ、化盐与精制:①粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO42-)溶解;②加入足量NaOH和Na2CO3溶液,煮沸;③过滤;④加入盐酸调pH至7。
Ⅱ、转化:①将精制后的食盐溶液温度控制在30~35℃之间;在不断搅拌下,加入研细的碳酸氢铵;保温,搅拌半小时;②静置,a 、b ;③得到NaHCO3晶体。
Ⅲ、制纯碱:将得的NaHCO3放入蒸发皿中,在酒精灯上灼烧,冷却到室温,即得到纯碱。
完成下列填空:
(1)“化盐与精制”可除去的粗盐中的杂质离子是 。
(2)“转化”的离子方程式是 。
(3)“转化”过程中,温度控制在30~35℃之间的加热方式是 ;为什么温度控制在30~35℃之间? 。
(4)a、b处的操作分别是 、 。
(5)实验室制得的纯碱含少量NaCl还可能含少量NaHCO3,为测定纯碱的纯度,用电子天平准确称取样品G克,将其放入锥形瓶中用适量蒸馏水溶解,滴加2滴酚酞,用c mol/L的标准盐酸滴定至溶液由浅红色变成无色且半分钟不变,滴定过程中无气体产生,所用盐酸的体积为V1mL。此时发生的反应为:
CO32-+H+→HCO3-
①样品中碳酸钠质量百分含量的表达式是 。
②向锥形瓶溶液中继续滴加2滴甲基橙,用同浓度的盐酸继续滴定至终点,所用盐酸的体积为V2mL。滴定终点时溶液颜色的变化是 ;根据实验数据,如何判断样品含NaHCO3 。
用霞石岩(主要成份Na2O、K2O、Al2O3、SiO2)制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下:
已知:NaHCO3溶液的pH约为8~9,Na2CO3溶液的pH约为11~12。
溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类,钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度见图,根据题意回答下列问题:
固体M的化学式是__________, X物质是___________。
实验室进行煅烧操作时盛放固体物质的实验仪器是 __________,滤液W中主要含有的离子有__________________。
碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是_______________________________________。
操作Ⅰ是_________(填写名称),操作Ⅱ是 _______(选填编号)。
a.趁热过滤 b.冷却过滤 c.蒸馏 d.灼烧
碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是____________________,产品K2CO3中最可能含有的杂质是________(写化学式)。
实验室用下面流程测定产品碳酸钾的纯度,为提高实验精度,T试剂最好是____________;操作Ⅲ的名称是_______________。
碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属,活性炭可处理大气污染物NO。一定条件下,在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)反应生成气体A和B。当温度在T1℃时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
| 活性炭 (mol) |
NO (mol) |
A (mol) |
B (mol) |
|
| 初始 |
2.030 |
0.100 |
0 |
0 |
| 平衡 |
2.000 |
0.040 |
0.030 |
0.030 |
在T1℃时,达到平衡共耗时2分钟,则NO的平均反应速率为 mol/(L·min);当活性炭消耗0.015mol时,反应的时间 (填“大于”、“小于”或“等于”)1分钟。
在T1℃下反应达到平衡后,下列措施不能改变NO的转化率的是 。
a.增大活性炭的量 b.增大压强 c.升高温度 d.移去部分B
结合上表数据,该反应的平衡常数表达式为 。(生成物A、B用相应的化学式表示)若T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2,且K1>K2,能否判断该反应是吸热反应还是放热反应,说明理 。
重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工产品和强氧化剂。工业上通过煅烧铬铁矿制取,其反应如下:
反应Ⅰ 4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2→ 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
反应Ⅱ 2CrO42- + 2H+ → Cr2O72- + H2O
反应Ⅲ 3CrO42- + 4H+ →Cr3O102- + 2H2O(副反应)
上述反应中不属于氧化还原反应有 个。已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价,关于反应Ⅰ的下列说法中正确的是 。
a.被氧化的元素只有+3的Cr,被还原的元素只有0价的O
b.氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:7
c.每生成1molCO2,转移3.5mol电子
d.每摩尔+3的Cr能还原0.75mol氧气
+6价铬的毒性很强,制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72-,可以用绿矾除去。测得反应后的溶液中含Cr3+、Fe2+、Fe3+、H+等阳离子。写出该反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目: 。
某厂废水中含1.00×10−3mol/L的Cr2O72-,其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4 (Cr的化合价为+3,Fe的化合价依次为+3、+2)。欲使1L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。理论上需要加入 g FeSO4·7H2O。
关于人体内含量最多的元素M和最硬非金属单质的组成元素N的说法中,正确的是
a.M和N组成的物质中,M显负价,故M的非金属性强于N
b.M的氢化物的熔沸点必定比N的氢化物的熔沸点高
c.M原子的核外电子云形状种类比N原子的核外电子云形状种类要多
d.M原子的核外未成对电子数和N原子的核外未成对电子数目相等
就物理性质而言,第二周期原子序数最小的元素的单质是最小的金属,其相邻元素R的化学性质与地壳中含量最多的金属元素的化学性质相似,写出R的最高价氧化物对应水化物与NaOH溶液反应的化学方程式:。