某研究性学习小组利用废旧铅蓄电池阴、阳极填充物------铅膏(含PbO、PbO2、PbSO4)制备电绝缘材料三盐基硫酸铅(3PbO•PbSO4•H2O),进行资源回收研究,设计实验流程如下:
(1)步骤①铅膏中PbSO4与Na2CO3溶液反应转化为PbCO3,说明溶解度:PbSO4 (填“>”或“<”)PbCO3。
(2)步骤①中PbO2转化为PbCO3的离子方程式是(请配平此离子方程式):
(3)将步骤①和④的滤液合并,加入 PH=7,再经过 、冷却结晶、
、洗涤、干燥,可获得Na2SO4•10H2O晶体。
(4)若铅膏的质量为78g,步骤①中PbO2和PbSO4全部转化为PbCO3,且PbO未发生反应;步骤②中共收集到5.6LCO2(标准状态),步骤③中获得90.9 g PbSO4,则铅膏中PbO的质量分数为 (假设流程中原料无损失)。
[化学---选修2:化学与技术](15分)银、铜均属于重金属,从银铜合金废料中回收银并制备含铜化合物产品的工艺如图所示:
(1)熔炼时被氧化的元素是,酸浸时反应的离子方程式为。为提高酸浸时铜元素的浸出率及浸出速率,酸浸前应对渣料进行处理,其处理方法是。
(2)操作a是,固体B转化为CuAlO2的过程中,存在如下反应,请填写空白处:
CuO+Al2O3+↑。
(3)若残渣A中含有n mol Ag,将该残渣全部与足量的稀HNO3置于某容器中进行反应,写出反应的化学方程式。为彻底消除污染,可将反应中产生的气体与V L(标准状况)空气混合通入水中,则V至少为L(设空气中氧气的体积分数为0.2)。
(4)已知2Cu+Cu+Cu2+,试分析CuAlO2分别与足量盐酸、稀硝酸混合后,产生现象的异同点。
(5)假设粗银中的杂质只有少量的铜,利用电化学方法对其进行精炼,则粗银应与电源的极相连,当两个电极上质量变化值相差30.4g时,则两个电极上银质量的变化值相差g。
(14分)氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:
①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) △H1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H2
则反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) △H=。(请用含有△H1、△H2的式子表示)
(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:
温度(K) |
平衡时NH3的物质的量(mol) |
T1 |
2.4 |
T2 |
2.0 |
已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1T2(填“>”、“<”或“=”)
②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)=,平衡时N2的转化率α(N2)=。
③下列图像分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子质量()、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是。
(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。
①M区发生的电极反应式为。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量为g(假设溶液电解前后体积不变)。
[化学一选修3:物质结构与性质]第四周期的过渡元素在工业、农业、科学技术以及人类生活等方面有重要作用。其中Ni-Cr-Fe合金是常用的电热元件材料。请回答:
(1)基态Ni原子核外电子排布式为_______;第二周期中基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性大的元素为________。金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO),该分子呈正四面体构型。试推测Ni(CO)
的晶体类型为________,Ni(CO)
易溶于下列_______(填选项字母)中。
A.水 | B.四氯化碳 | C.苯 | D.硫酸镍溶液 |
(2)FeO、NiO晶体中r(Ni2+)和r(Fe2+)分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO_________FeO(填“>”或“<”),原因为_____________;黄血盐是一种配合物,其化学式为K4[Fe(CN)6] ·3H2O,该配合物中配体的化学式为_________,黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应,生成硫酸盐和一种与该配体互为等电子体的气态化合物,该反应的化学方程式为_______________。
(3)酸性高锰酸钾溶液能氧化硝基苯酚,邻硝基苯酚和对硝基苯酚在20水中的溶解度之比为0.39,其原因为_________。
(4)在铬的硅酸盐中,SiO44-四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大结构型式。图(b)为一种链状结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为________,其化学式为_________。
[化学一选修2:化学与技术]海洋是一个丰富的资源宝库,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
(1)海水中盐的开发利用:
①海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河人海口,多风少雨,潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、蒸发池和________池。
②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产,在电解槽中阳离子交换膜 只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用_______(写一点即可)。
(2)电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示。其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。
①海水不能直接通入到阴极室中,理由是______________.
②A口排出的是_______(填“淡水”或“浓水”)。
(3)用苦卤(含 Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如下:
①若吸收塔中的溶液含BrO3-,则吸收塔中反应的离子方程式为___________。
②通过苦卤中通入Cl2已获得含溴的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液________。
③向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90左右进行蒸馏的原因是___________。
汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质,已成为某些大城市空气的主要污染源。
(1)汽车燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因为(用化学方程式表示为可逆反应)________;汽车启动后,汽缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,试分析其原因________。
(2)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的和,反应原理为: 2CO(g)+2NO (g) CO2(g)+N2 (g) △H<0,某研究小组在三个容积均为5L的恒容密闭容器中,分别充入0.4 mol NO和0.4 molCO,在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:
①计算实验Ⅱ从开始至达到平衡时的反应速率v(N0)=________。
②图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v( NO)由大到小的顺序为__________(填实验序号)。
③与实验Ⅱ相比,实验I和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件,所改变的条件和判断的理由为:
实验I__________________________________________;
实验Ⅲ________________________________________。
④三组实验中CO的平衡转化率α1(CO)、αII(CO)和αIII(CO)的大小关系为____________。
⑤计算实验Ⅲ的平衡常数K=____________。