【化学-选修2-化学与技术】(15分)印尼火山喷发不仅带来壮观的美景,还给附近的居民带来物质财富,有许多居民冒着生命危险在底部的火山口收集纯硫磺块来赚取丰厚收入。硫磺可用于生产化工原料硫酸。某工厂用下图所示的工艺流程生产硫酸:
请回答下列问题:
(1)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装______________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是_____________________________________________。
(2)为使硫磺充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%,为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为__________(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是________。
(3)与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是________(可多选)。
A.耗氧量减少 B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废渣减少 D.不需要使用催化剂
(4)硫酸的用途非常广,可应用于下列哪些方面__________________________。
A.橡胶的硫化 B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产 D.过磷酸钙的制备
(5)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式____________。
常温下,甲、乙、丙三位同学用实验确定某酸HA是弱电解质的方案分别是:
甲:用pH试纸测定0.1 moI/L HA溶液的pH,即可证明HA是弱电解质。
乙:①分别取pH=l的HA溶液和稀盐酸各10.00 mL,再加水稀释为100 mL:
②各取相同体积的两种稀释液(适量),同时分别加入纯度和形状大小均相同的锌粒(足量),观察现象,即可证明HA是弱电解质。
丙:将适量的HA溶液和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表,分析表中数据可以说明HA是弱电解质。
编号 |
NaOH/mol·L-1 |
HA/mol·L-1 |
混合溶液的pH |
① |
0.1 |
0.1 |
pH=9 |
② |
c |
0.2 |
pH=7 |
③ |
0.1 |
0.2 |
pH<7 |
(1)甲的方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH_______1(填“>”、“<”或“=”)。甲进行实验时的具体操作方法是_______________。
(2)在乙的方案的第①步中,需要用到的定量仪器是___________。pH均为1的HA溶液和稀盐酸中,水的电离程度的大小关系是____________(填字母)。
a.HA溶液中水的电离程度大
b.稀盐酸中水的电离程度大
c.两种溶液中水的电离程度相同
(3)乙的方案中,说明HA是弱电解质的主要现象是_________(填字母)。
A.装稀盐酸的试管中放出H2的速率快
B.装HA溶液的试管中放出H2的速率快
C.两个试管中产生气体的速率一样快
(4)丙的方案中,编号②中的c_______(填“>”、“<”或“=”)0.l,该混合液中的离子浓度:c(Na+)________(填“>”、“<”或“=”)c(A-)。
(5)丙的方案中,编号③的数据表明,混合溶液中HA的电离程度比NaA的水解程度:________(填“强”、“弱”或“无法确定”)。
研究工业废弃物的处理和防治具有重要的意义。
(1)利用反应CH4+2NO2N2+CO2+2H2O可消除NO2的污染,该反应中氧化剂是____,当消耗CH4的体积是11.2 L(标准状况下)时,理论上可处理____molNO2。
(2)治理汽车尾气中CO和NO的一种方法是:在汽车排气管中安装一个催化转化装置,该装置能将CO和NO转化为参与大气循环的无毒气体。该反应的化学方程式为______________.
(3)某无色废水中可能含有Fe3+、Al3+、Na+、Cl-、OH-、SO42-、中的几种离子。分别取三份废水进行如下实验:
I.进行焰色反应实验,火焰为无色。
Ⅱ.取100 mL废水,加入足量的BaCl2溶液,生成2.33g白色沉淀。
Ⅲ.取100 mL废水,逐滴加入1.0 mol/L的NaOH溶液,消耗NaOH溶液的体积与生成沉淀的质量如下图所示。
请根据上述信息回答下列问题:、
①该废水中一定不含有的离子是__________.
②实验中需配制1.0 mol/L的NaOH溶液100 mL,所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管,还缺少的仪器有_______。
③写出图中A→B反应的离子方程式:_________________。
④通过计算,该废水中______Cl-(填“含有”或“不含有”);若含有,则c(Cl-)=________(若不含有,此问不必作答)。
食盐中含有一定量的镁、铁等杂质,加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知:氧化性:>Fe3+>I2;还原性:S2O32—>I-。3I2+6OH-=IO3—+5I-+3H2O;KI+I2
KI3
(1)某学习小组对加碘盐进行如下实验:取一定量某加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+),用适量蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化,将所得溶液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色;第二份试液中加足量KI固体,溶液显淡黄色,用CCl4萃取,下层溶液显紫红色;第三份试液中加入适量KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变色。
①加KSCN溶液显红色,该红色物质是________(填化学式);CCl4中显紫红色的物质是_________(用化学式表示)。
②第二份试液中加入足量KI固体后,反应的离子方程式为____________、____________。
(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中,由于空气中氧气的作用,容易引起碘的损失。写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式:________________。将I2溶于KI溶液,在低温条件下,可制得KI3·H2O。该物质作为食盐加碘剂是否合适?______(填“是”或“否”),并说明理由__________________。
(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性,可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是__________________。
A.Na2S2O3 | B.AlCl3 | C.Na2CO3 | D.NaNO2 |
(4)对含Fe2+较多的食盐(假设不含Fe3+),可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案,检验该加碘盐中的Fe2+____________________。
某实验小组利用如下装置合成化工原料正丁醛。发生的反应如下:
反应物和产物的相关数据列表如下:
沸点/℃ |
密度/(g·cm-3) |
水中溶解性 |
|
正丁醇 |
117.2 |
0.810 9 |
微溶 |
正丁醛 |
75.7 |
0.801 7 |
微溶 |
实验步骤如下:
将6.0 g Na2Cr2O7放入100 mL烧杯中,加30 mL水溶解,再缓慢加入5 mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸气出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90~95 ℃,在C中收集90 ℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,再将有机层干燥、蒸馏后得正丁醛2.0 g。
回答下列问题:
(1)实验中不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中的理由是 。
(2)加入沸石的作用是 。
(3)分液漏斗使用前必须进行的操作是 。
(4)反应温度应保持在90~95℃,其原因是 。
(5)本实验中,正丁醛的产率为 。
以下是实验室常用的部分仪器。
请回答下列问题:
(1)序号为⑧和⑩的仪器分别为、(填名称、下同)。
(2)能作反应容器且可直接加热的是 。
(3)在分液操作中,必须用到仪器是 (填序号、下同)。
(4)在配制一定物质的量浓度的溶液时,需要上述仪器中的 。
(5)仪器上标有温度的是 。
(6)下图是温度计、量筒、滴定管的一部分,下述读数(虚线刻度)及说法正确的是________。
a.①是量筒,读数为2.5 mL b.②是量筒,读数为2.5 mL
c.③是滴定管,读数为2.5 mL d.②是温度计,读数是2.5 ℃
(7)某同学想用大理石和稀盐酸反应制取少量CO2。教师指出,若用下列装置制取会浪费大量的稀盐酸。于是该同学选用了上述①~⑩中的一种仪器,添加在下列装置中,解决了这个问题。请你将需要添加的仪器画在下图中的合适位置。