(12分)NaNO3是重要的化工原料,可通过下列方法制备:
第一步:在吸收塔中,将硝酸生产中排出的尾气(体积分数:含0.5%NO、1.5%NO2)
用纯碱溶液完全吸收,得到NaNO2、NaNO3和Na2CO3的混合液及CO2气体。
第二步:将吸收塔中的混合液送入转化塔中,加入50%HNO3溶液,同时通入足量的压缩空气搅拌,充分反应,得到NaNO3和硝酸的混合液。
第三步:将转化塔中的混合液用纯碱中和后,经蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、干燥,得NaNO3成品。
已知:每生产1.0 t纯净的NaNO3固体,需消耗0.65 t无水Na2CO3、消耗氧气的体积为33.6 m3(标准状况下)和一定量的HNO3。生产过程中排出的尾气中均不含氮氧化物。
回答下列问题:
(1)第一步生产过程中发生反应的总化学方程式是____。
(2)检验NaNO3成品中是否含少量的Na2CO3杂质的方法是____。
(3)生产过程中Na2CO3的利用率是________(计算结果精确到小数点后两位)。
(4)生产1.0 t纯净的NaNO3固体,可以处理硝酸生产中排出的尾气的体积至少为________m3(标准状况下)。
实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下:
(1)已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气,该反应中只有氮元素发生变价,写出该反应的化学方程式。从下图中选择制取氮气的合适装置。
(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有。
(3)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是:,锥形瓶中还可观察到的现象是:。
(4)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、离子。
氮化铝(AlN)是一种新型无机材料。某氮化铝(AlN)仅含有Al2O3杂质,某学习小组为测定该氮化铝样品中AlN的纯度,查阅资料得知:AlN + NaOH + 3H2O = Na[Al(OH)4] + NH3↑。设计如下2种方案。
方案一:量气法——如图所示。
(1)按图连接好装置,检查装置气密性的方法是。
(2) 导管a的主要作用是。
(3)为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是:。(填标号)
A.CCl4 | B.H2O | C.NH4Cl溶液 | D.植物油 |
(4)若取m g样品与NaOH浓溶液完全反应后,测得生成气体的体积为V mL(标准状况)。则样品中AlN的纯度为___________。
方案二:重量法——如下图所示。
(5)步骤①中,氧化铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为_______________。
(6)样品中AlN的纯度为___________。
(7)若测得样品中AlN的纯度偏高,可能的原因是___________。(写1点)
利用某含铬废液[含较低浓度的Na2Cr2O7、Fe2(SO4)3]制备K2Cr2O7。
流程如下:
Ⅰ.用NaOH溶液调pH至3.6,产生红褐色沉淀,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入Na2SO3,一定操作后分离出Na2SO4;
Ⅲ.将分离出Na2SO4后的溶液调pH约为5,得到Cr(OH)3沉淀;
Ⅳ.在KOH存在条件下,向Cr(OH)3中加入足量H2O2溶液,得到黄色溶液;
Ⅴ.向黄色溶液中加入物质A后,溶液变为橙红色,一定操作后得到K2Cr2O7固体;
Ⅵ.测定K2Cr2O7固体的纯度。
已知:Cr2O72-(橙红色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+
(1)步骤Ⅰ中红褐色沉淀的化学式是。
(2)步骤Ⅱ中加入Na2SO3的目的是。
(3)步骤Ⅳ中反应的离子方程式是。
(4)步骤Ⅴ中加入的物质A可以是。(填序号)
a.KOH b.K2CO3 c.H2SO4 d.SO2
(5)步骤Ⅵ的操作是:取0.45 g K2Cr2O7产品配成溶液,酸化后滴入18.00 mL
0.50 mol/L的FeSO4溶液,恰好使Cr2O72-完全转化为Cr3+。产品中K2Cr2O7的纯度是。(注:K2Cr2O7的摩尔质量为294 g/mol)
(6)向橙红色的K2Cr2O7溶液中,滴加Ba(NO3)2溶液,产生黄色沉淀,溶液pH减小。试推测黄色沉淀是,溶液pH变小的原因是。
化学兴趣小组用下图所示装置进行探究实验。以验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性。
当温度迅速上后,可观察到试管中的溴水褪色,烧瓶中浓H2SO4与乙醇的混合液体变为棕黑色。(已知:二溴乙烷密度2.18 g·cm-3,不易溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂)。
请回答下列问题:
(1)该实验中生成乙烯的化学方程式:_______________________________________。
(2)甲同学认为:该混合液体反应复杂,溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成及乙烯具有不饱和性。下列理由中正确的是 __________(填选项)。
A.乙烯与溴水易发生取代反应B.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯 D.浓硫酸氧化乙醇生成乙酸,也会使溴水褪色
(3)乙同学对上述实验装置进行了改进,在Ⅰ和Ⅱ之间增加了如下图所示装置。
则A中的试剂应为 ___________ , B中的试剂为____________。
(4)丙同学经过观察后认为:试管中另一现象可证明反应中有乙烯生成,这个现象是:
______________________;为验证这一反应是加成反应而不是取代反应,可用pH试纸来测试反应前后溶液的酸性变化,原理是:_____________________。
(5)处理上述实验后烧瓶中废液,最合理的方法是______________(填选项)。
A.废液经冷却后倒入下水道中 B.废液倒入空废液缸中
C.将水加入烧瓶中稀释后倒入废液缸 D.废液倒入盛有水的塑料桶中,经处理后再倒入下水道
氯气和氨气在常温下混合即可发生反应。某兴趣小组同学为探究纯净、干燥的氯气与氨气的反应,设计了如下装置:
请回答:
(1)A装置中的试剂是,B装置的仪器名称是。
(2)写出装置F中发生反应的离子方程式是;若反应中能产生560mL纯净气体(标准状况下),则至少需要12mol/L的浓盐酸mL。
(3)装置E中盛放的试剂是,其作用是。
(4)装置C中有白烟产生,试写出反应的化学方程式。
(5)若从装置C的G处逸出的尾气中含有少量Cl2,为防止其污染环境,可将尾气通过盛有的洗气瓶。