【化学——选修2:化学与技术】
第五主族的磷单质及其化合物在工业上有广泛应用。
(1)同磷灰石在高温下制备黄磷的热化学方程式为:
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) H
已知相同条件下:
4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) △H1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) △H2
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) △H3
用△H1、△H2和△H3表示H,则
H= ;
(2)三聚磷酸可视为三个磷酸分子(磷酸结构式如图)之间脱去两
个水分子产物,其结构式为 ,三聚
磷酸钠(俗称“五钠”)是常用的水处理剂,其化学式为 ;
(3)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于工业上的化学镀镍。
①化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2-,在酸性等条件下发生下述反应:
(a) Ni2+ + H2PO2-+ → Ni++ H2PO3-+
(b)6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2↑ 请在答题卡上写出并配平反应式(a);
②利用①中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金,从而达到化学镀镍的目的,这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。
方法上的不同点: ;
原理上的不同点: ;
化学镀的优点: 。
从回收的含铜电缆废料中提取铜时,假若设计如下两种方案,回答有关问题。
方案甲:
方案乙:
(1)两个方案中,符合当前生产中绿色化学理念的是方案,理由是方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾。
(2)方案乙中铜溶解生成蓝色溶液时发生反应的离子方程式为________________ _ ______。
(3)为了提高原料的利用率,最后一步所得浅绿色滤液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、自然干燥可得到一种结晶水合物的晶体。获得晶体后对其进行检测:
①先取a g的晶体进行脱水实验,获得无水固体为(a—1.26)g
②将无水固体溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化钡溶液,当滴加10.00mL溶液时,沉淀恰好完全。通过计算测知该晶体的化学式是。
(4)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.5% 。工业上用硫酸铜等原料常通过下列反应制备CuCl :
2CuSO4+ Na2SO3 + 2 NaCl + Na2CO3=2 CuCl ↓+ 3 Na2SO4 + CO2↑
测定CuCl质量分数时先准确称取所制备的0.2500g CuCl样品置于一定量的0.5mol·L-1 FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水20mL,用0.1000mol·L-1 Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗24.60mL Ce(SO4)2溶液。有关反应的离子方程式为:Fe 3++CuCl=Fe 2++Cu2++Cl- ,Ce4+ + Fe 2+=Fe 3+ + Ce3+
计算上述样品中CuCl的质量分数为。
工业上生产高氯酸(沸点:90oC)时还同时生产了亚氯酸钠,其工艺流程如下:
(1)冷却过滤的目的是降低NaHSO4的,并分离出NaHSO4晶体。
(2)反应器2中发生反应的离子方程式为,SO2的
作用是作剂。
(3)上述工业生产高氯酸的化学反应为:3NaClO3+3H2SO4(浓)=3NaHSO4+HClO4+2ClO2+H2O,氧化产物与还原产物的物质的量之比为。
(4)可以通过蒸馏滤液的方法得到高氯酸的原因可能是高氯酸的沸点比较(填“高”或“低”),容易从溶液中逸出,循环使用的物质是。
某科研小组以难溶性钾长石(K2O•Al2O3•6SiO2)为原料,提取A12O3、 K2CO3等物质,工艺流程如下:
(1)“煅烧”过程中有如下反应发生:
①钾长石中的硅元素在CaCO3作用下转化为CaSiO3,写出SiO2转化为CaSiO3的化学方程式_____________________。
②钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和 KAlO2,写出Al2O3转化为NaAlO2的化学方程式____________________________。
(2)已知NaAlO2和KAlO2易发生如下反应:AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-。
“浸取”时,应保持溶液呈______性(填“酸”或“碱”)。“浸取”时不断搅拌的目的是______________。
(3)“转化”时加入NaOH的主要作用是_______ (用离子方程式表示)。
(4)上述工艺中可以循环利用的主要物质是_______、_______和水。
下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系,其中A为常见的金属单质,B为非金属单质(一般是黑色粉末),C是常见的无色无味液体,D是淡黄色的固体化合物。(反应条件图中已省略。)
(1)A、B、C、D代表的物质分别为、、、(填化学式);
(2)反应①中的C、D均过量,该反应的化学方程式是;(3)反应②中,若B与F物质的量之比为4∶3,G、H分别是、(填化学式);
(4)反应③产物中K的化学式为;
(5)反应④的离子方程式为。
从铝土矿(主要成分是,含
、
、MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程乙加入烧碱后的离子方程式为_________________________________________.
(2)固体A的应用_________________________________________.(两点)
(3)滤液D与少量CO2反应的离子方程式为__________________________________,
向该滤液K中加入足量石灰水的离子方程式是________
(4)流程乙制氧化铝的优点是所用的试剂较经济,缺点是__________________________
(5)已知298K时,的溶度积常数
=10-11,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱恰使镁离子沉淀完全,则溶液的PH最小为_______.