(共18分)随着电子工业的发展,电子废料和电子废料逐步增多,这些电子废料和垃圾常常含有重要金属元素,具有回收价值,如一种含铝、锂、钴的新型电子材料,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中。从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:
(1)金属铝的化学性质活泼,但铝箔在空气中能稳定存在,原因是 ,则步骤I加碱后铝箔首先发生的反应的离子方程式为 。
(2)过程II中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为(产物中只有一种酸根) ,若消耗0.2molNa2S2O3,转移电子数目为 。在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_______________。
(3)过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式____________________。
(4)碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同,请写出在过程IV中起的作用是__________。
(5)工业制取的Na2CO3常常含有NaHCO3杂质,下列各说法正确的是______(填序号)。
A.可采用加热的方法除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质 |
B.向某无色溶液中滴加稀盐酸,生成无色无味的气体,通入澄清石灰水变浑浊,则溶液一定含有CO32‾ |
C.实验室有两瓶失去标签的试剂,分别为Na2CO3溶液和稀盐酸,不用其它试剂即可鉴别 |
D.可用Ca(OH)2鉴别Na2CO3与NaHCO3 |
(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,A物质的化学式是______。
阿司匹林(乙酰水杨酸)已应用百年,成为医药史上三大经典药物之一,至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药,也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。乙酰水杨酸受热易分解,分解温度为128~135℃。某学习小组在实验室以水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐[(CH3CO)2O]为主要原料合成该物质,设计的合成路线为:
一、制备K
二、提纯
方案1
方案2
主要试剂和产品的物理常数
名称 |
相对分子质量 |
熔点或沸点(0C) |
水 |
醇 |
醚 |
水杨酸 |
138 |
158(熔点) |
微溶 |
易溶 |
易溶 |
醋酸酐 |
102 |
139.4(沸点) |
反应 |
可溶 |
易溶 |
乙酰水杨酸 |
180 |
135(熔点) |
微溶 |
可溶 |
微溶 |
请根据以上信息回答下列问题:
(1)①合成阿斯匹林时,还会生成一些副产品,其中有一种是高分子,为了分离此物质,方案1中加入A物质为▲溶液。
②本方案抽滤后进行洗涤,其具体操作是▲。
(2)方案2为改进的提纯方法,称为重结晶提纯法。
①该方案中步骤1除了选用乙酸乙酯外,还可选择下列哪些
试剂▲。
A. 乙醇 B. 蒸馏水 C. 乙醚
②步骤2回流的装置如图所示,写出仪器a的名称▲,使用温度计的目的是▲,冷凝水的流向为▲。
③方案2所得产品的有机杂质要比方案1少的原因是▲。
(3)该学习小组在实验中原料用量:2.0g水杨酸、5.0ml醋酸酐(ρ=1.08g·cm-3),
最终称量产品m="2.2g" ,则乙酰水杨酸的产率为▲。
氨有着广泛的用途,如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。氨的水溶液中存在电离平衡,常用电离常数Kb和电离度α来定量表示其电离程度。Kb和α常用的测定方法:在一定温度时用酸度计测定一系列已知浓度氨水的pH,可得各浓度氨水对应的c(OH-),然后通过换算求得各对应的α值和Kb值。下面是某中学化学兴趣小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH-):
【仪器与试剂】酸度计、50 mL碱式滴定管、100mL烧杯、 0.10 mol·L-1氨水
【实验数据】(不必填表格)
烧杯号 |
V氨水 (mL) |
V水(mL) |
c (NH3·H2O)(mol·L-1) |
c(OH-) |
Kb |
α |
1 |
50.00 |
0.00 |
1.34×10-3 |
|||
2 |
25.00 |
25.00 |
9.48×10-4 |
|||
3 |
5.00 |
45.00 |
4.24×10-4 |
请根据以上信息回答下述问题:
(1)25℃时,氨水的电离常数:Kb▲,通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系▲。
(2)用0.10mol·L—1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L—1的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L—1
氨水所得的滴定曲线如下:
请指出盐酸滴定氨水的曲线为▲(填A或B),请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序▲。
(3)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。氨在燃烧试验机中相关的反应有:
4NH3(g)+3O2(g)= 2N2(g)+6H2O(l)△H1①
4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(l)△H2②
4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+6H2O(l)△H3③
请写出上述三个反应中△H1、△H2、△H3三者之间关系的表达式,△H1=▲。
(4)Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料。其总反应式为4NH3+3O2= 2N2+6H2O,正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—,则负极上的电极反应式为▲。
下表由元素周期表的前三周期去掉副族上方的空白区域后组合而成,表中虚线处为ⅡA、ⅢA族的连接处。请用相应的化学用语回答下列问题:
a |
|||||||
b |
c |
d |
e |
f |
|||
g |
h |
(1)上述标出的8种元素中金属性最强的是,非金属性最强的是。(填元素符号)
(2)e元素名称为,位于第周期族。
(3)h的单质能与g元素的最高价氧化物对应的水化物的溶液反应,请写出该反应的离子方程式。
(4)g 和e形成的化合物g2e2是化合物(填“离子”或“共价”),其电子式为__。
(5)上左图是表示第三周期8种元素单质的熔点(℃)柱形图,已知柱形“1”代表Ar,则其中柱形“8”代表Si,则其中柱形“2”代表。(填化学式)
(6)b、c、d、e、f的氢化物的沸点(℃)直角坐标图(上右图),序列“5”的氢化物的名称是,序列“2”的氢化物的结构式为。
氢气是未来最理想的能源,科学家最近研制出利用太阳能产生激光,并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术2H2O2H2↑+O2↑ 。制得的氢气可用于燃料电池。试完成下列问题:
太阳光分解海水时,实现了从_______能转化为_______能,二氧化钛作________。生成的氢气,用于燃料电池时,实现________能转化为________能。燃料电池中通入氢气的是极(填“正”或“负”),分解海水的反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。
向体积为2L的容器中加入1mol N2和6mol H2进行可逆反应:N2+3H2 2NH3,
后测得N2的物质的量为0.6mol,则:
(1)2min内,N2的物质的量减少了0.4mol,H2的物质的量减少了________mol,NH3的物质量增加了________mol。
(2)若用N2的浓度变化来表示该反应的反应速率为mol/(L·min)。
(3)若用H2的浓度变化来表示该反应的反应速率为mol/(L·min)。
(4)若用NH3的浓度变化来表示该反应的反应速率为mol/(L·min)。
(5)通过上述计算,你有什么发现?____________________________。