【化学——选修2:化学与技术】工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行,即煅烧、催化氧化、吸收。请回答下列问题:
(1)煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入 (填设备名称),其主要目的是 。
(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率,此过程中产生了一连串的中间体(如图),其中a、c二步反应的化学方程式可表示为: 、 。
(3)550℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示,则:将2.0mol SO2和1.0mol O2置于5L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10M Pa,A与B表示不同压强下的SO2转化率,通常情况下工业生产中采用常压的原因是: 。
(4)为循环利用催化剂,科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。已知废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣,查阅资料知:VOSO4可溶于水,V2O5难溶于水,NH4VO3难溶于水。该工艺的流程如图如下:
则反应①②③④中属于氧化还原反应的是 (填数字序号),反应①的离子方程式为 ,该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图试建议控制氯化铵系数和度: 、 。
(原创)三聚氰胺(化学式:C3N6H6)是一种重要有机化工原料。下图是我国科技工作者研制的以尿素为原料生产三聚氰胺的工艺——“常压气相一步法联产纯碱新技术”:
已知:以尿素为原料生产三聚氰胺的原理是:6 CO(NH2)2C3N6H6 +6 NH3+3CO2
请回答:
(1)尿素的结构式为
(2)已知:产品1是本工艺的主产品,产品2是副产品,X为循环使用的物质,产品3为纯碱。写出各主要成份的化学式:产品1产品2X
(3)联氨系统沉淀池中发生的化学反应方程式为:
(4)为了使母液中析出更多的产品2 ,常用的方法是
A.加入固体NaCl | B.加入固体NaHCO3 |
C.通入CO2气体 | D.通入NH3 |
(5)若生产过程中有4%的尿素损耗,每吨尿素理论上可得副产品纯碱吨(精确到0.001)
CuSO4溶液与K2C2O4溶液混合反应,产物之一是只含一种阴离子的蓝色钾盐水合物。通过下述实验确定该晶体的组成。
步骤a:称取0.672 0 g样品,放入锥形瓶,加入适量2 mol·L-1稀硫酸,微热使样品溶解。再加入30 mL水加热,用0.200 0 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗8.00 mL。
步骤b:接着将溶液充分加热,使淡紫红色消失,溶液最终呈现蓝色。冷却后,调节pH并加入过量的KI固体,溶液变为棕色并产生白色沉淀CuI。用0.250 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗8.00 mL。
已知涉及的部分离子方程式如下:
步骤a:2 MnO4-+5C2O42-+16H+= 2Mn2++8H2O+10CO2↑
步骤b:2Cu2++4I-= 2CuI↓+I2 I2+2S2O32-= 2I-+S4O62-
(1)已知室温下CuI的Ksp=1.27×10-12,欲使溶液中c(Cu+)≤1.0×10-6 mol·L-1,应保持溶液中
c(I-)≥mol·L-1。
(2)MnO4-在酸性条件下,加热能分解为O2;同时生成Mn2+。该反应的离子方程式为;若无该操作,则测定的Cu2+的含量将会(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)步骤b用淀粉溶液作指示剂,则滴定终点观察到的现象为。
(4)通过计算确定样品晶体的组成。
【化学—化学与技术】选考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入海口,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、池和结晶池。
②工业上通常以NaCl 、CO2和 NH3为原料制取纯碱,请写出第一步制取NaHCO3的化学方程式。
(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。请回答下面的问题:
Ⅰ.电渗析法淡化海水中阴极室可获得的重要化工原料有。
II.上图中虚线部分表示离子交换膜。 淡水从(A或B)排出。
(3)用苦卤(含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如下:
Ⅰ.写出反应③的离子方程式为。
II.通过①氯化已获得含Br2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?。
Ⅲ.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。
硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如图所示。电解时阳极区会产生气体,产生气体的原因是。
(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
①用离子方程式表示反应器中发生的反应是。
②用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是。
(3)氢化亚铜是一种红色固体,可由硫酸铜为原理制备
4CuSO4 + 3H3PO2 + 6H2O="4CuH↓" + 4H2SO4 + 3H3PO4。
①该反应中还原剂是(写化学式)。
②该反应每生成1molCuH,转移的电子物质的量为。
(4)硫酸铜晶体常用来制取波尔多液,加热时可以制备无水硫酸铜。将25.0 g胆矾晶体放在坩埚中加热测定晶体中结晶水的含量,固体质量随温度的升高而变化的曲线如下图。
请分析上图,填写下列空白:
①30℃~110℃间所得固体的化学式是,
②650℃~1000℃间所得固体的化学式是。
煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示:
(1)②中NH3参与反应的化学方程式为。
(2)③中加入的物质可以是(填字母序号)。
a.空气 b.CO c.KNO3d.NH3
(3)焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶(),其分子中相邻的C和N原子相比,N原子吸引电子能力更(填“强”或“弱”),从原子结构角度解释原因:。
(4)已知:N2(g) + O2(g)2NO(g)ΔH =" a" kJ·mol-1
N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)ΔH =" b" kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g)2H2O(l)ΔH =" c" kJ·mol-1
反应后恢复至常温常压,①中NH3参与反应的热化学方程式为。
(5)用间接电化学法除去NO的过程,如下图所示:
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:。
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:。