(14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在电炉中高温(~1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g)ΔH1=+Q1kJ·mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
③CO2 (g)+C(s)=2CO(g) ΔH3=+Q3kJ·mol-1
已知:CaSiO3的熔点(1546℃)比SiO2低。
a、写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式_____________________________。
b、上述反应中SiO2起何作用?______________________________________。
(2)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐(KH2PO2)和一种气体 (写化学式)。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4,通常将pH控制在 之间(已知磷酸的各级电离常数为:K1= 7.1×10−3 K2 = 6.3×10−8 K3 =4.2×10−13 lg7.1≈0.9 lg6.3≈0.8 lg≈0.6) 。Na2HPO4溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2溶液,溶液则显酸性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(4)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:
11P 4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是 。
(14分,每空2分)现有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物,选择适当的试剂除去溶液中的NaCl和Na2SO4,从而得到纯净的NaNO3溶液。相应的实验过程可用下图表示:
请回答下列问题:
⑴写出实验流程中下列物质的化学式:试剂X_________,沉淀A________,沉淀B___________。
⑵上述实验流程中加入过量的Na2CO3的目的是___________________________。
⑶按此实验方案得到的溶液3中肯定含有__________(填化学式)杂质;为了解决这个问题,可以向溶液3中加入适量的___________(填化学式),之后若要获得固体NaNO3需进行的实验操作是___________(填操作名称)。
12.4g Na2X中含Na+ 0.4mol,则Na2X的摩尔质量是,X的相对原子质量是。
(9分)如图表示一些晶体中的某些结构,它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。
(1)其中代表金刚石的是(填编号字母,下同),其中每个碳原子与个碳原子最接近且距离相等。
(2)其中代表石墨的是,其中每个正六边形占有的碳原子平均为个。
(3)在NaCl晶体中,每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有个。
(4)代表CsCl的是,它属于晶体,每个Cs+与个Cl-紧邻。
(5)干冰晶体中每个CO2分子与个CO2分子紧邻。
铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极反应式:,负极反应式:。
(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10 mol·L-1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤:
氢氧化物开始沉淀时的pH |
氢氧化物沉淀完全时的pH |
|
Fe3+ |
1.9 |
3.2 |
Fe2+ |
7.0 |
9.0 |
Cu2+ |
4.7 |
6.7 |
提供的药品:Cl2 浓硫酸 NaOH溶液 CuO Cu |
从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、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)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO32—的离子方程式为。
(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成份是(填化学式),写出该溶液的一种用途
。
(5)已知298 K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡,测得pH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=。