【化学—选修2:化学与技术】铁、锰、锌、铜、硼等是农作物生长必需的微量元素。某课题组研究利用废弃锌锰电池和工业废料硼镁泥生产复合微量元素肥料〔简称复合微肥)。流程如下所示:
己知:
①硼镁泥中含MgO, Na2B4O7, MnO, Fe2O3, SiO2, CaO等化合物
②MnO2不溶于硫酸和硝酸,MnO可溶于酸
回答下列问题:
(1)上述方法生产的复合微肥除了含有农作物生长必需的多种微量元素外,还含有必需的大量元素氮和 (填元素名称)。
(2)焙烧时反应的化学方程式为 ,焙烧的目的是
(3)酸解过程中气体产物可循环利用的是 ;酸解后的溶液加入硼镁泥调节溶液pH时,有H3BO3沉淀生成,该反应的离子方程式为 ;
已知:,若溶液的pH调节到6,计算说明是否会析出Mn(OH)2, Mg(OH)2沉淀 .
(4)产品中锰元素含量的测定:称取ag产品,溶于适量蒸馏水中,向所得溶液中加入足量NaClO溶液,发生反应,过滤、洗涤、干燥后称得MnO2质量为b g,则产品中锰元素的质量分数为 。
(5)己知玻璃可微量溶于水。实际生产中,常选用废玻璃、粉煤灰、炼钢炉渣和矿石等为原料高温烧制,将熔融物冷水淬冷成块,再磨成细粉即得玻璃微肥。玻璃微肥具有的优点是 (任答一条即可)。
A、B、C、D、E 五种短周期主族元素分占三个周期。A、B、C为同一周期依次相邻的3种元素;A和C的原子核外P能级中都有两个未成对电子,其中A的P能级有一个空轨道;E原子的电子层数等于最外层电子数,D的原子序数是E的1/13倍。请回答相关问题:
(1)A元素在周期表中的位置;写出B的电子排布式。
(2)比较C和E简单离子半径大小:(用离子符号表示);比较B和C第一电离能大小:(用元素符号表示)。
(3)元素E的一种常见的可溶性盐溶液呈酸性,其原因是(用离子方程式表示):。
(4)X、Y、Z、甲、乙、丙是由A、B、C分别与D形成的化合物,六种化合物可以排成下表,其中同一横行的分子中电子数相同,同一纵行的物质所含元素种类相同,其中X、Y、甲常温常压下为气体,Z、乙、丙常温常压下为液体。
①丙的电子式为。
②若化合物甲的电子数与C元素的单质C2相同,则甲的结构式为;
③乙的分子式为B2D4,乙和丙常作火箭推进器的燃料,反应后的产物无污染。已知8g液态乙与足量液态丙完全反应,产物均为气体时,放出热量为160.35kJ,试写出该反应的热化学方程式:。
Ⅰ.在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1-2滴液溴,振荡后溶液变为黄色。
(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致,使溶液变黄色的物质是:____(填粒子的化学式,下同);乙同学认为这是发生化学反应所致,使溶液变黄色的离子是:_____。
(2)为了验证甲、乙同学的推断,现提供以下试剂:
A.酸性高锰酸钾溶液 | B.氢氧化钠溶液 | C.四氯化碳 | D.硫氰化钾溶液 |
请选择合适的试剂用简要的文字说明你的实验方案:
验证甲同学方案:。
验证乙同学方案:。
(3)根据所学知识判断,你认为_______的推断是正确的;则溴化亚铁与氯气以4:5反应时的离子方程式为_____________________________________________ 。
Ⅱ、已知:CuI是难溶于水的白色固体。氧化性Cu2+>I2> Cu+, 还原性Cu>I-> Cu+
(1)根据物质氧化性还原性的强弱推测,在溶液中Cu2+和I-反应的产物是、;
(2)久置于空气中的HI溶液呈黄色,向其中加入一些铜粉,可使溶液黄色消失,反应的化学方程式为_______________________;
(3)欲消除(2)中HI溶液的黄色,也可向其中通入少量H2S,这是因为当浓度接近时,还原性H2S_______(填“>”、“<”、“=”)I-;与加入铜粉的方法相比,用此方法得到的HI溶液浓度________(填“高”、“低”、“相等”);
(4)CuI可用于监测空气中是否含有汞蒸气:4CuI(白色)+Hg=Cu2HgI4(亮黄色)+2Cu。下列关于该化学方程式的说法错误的是_____________。
a.该反应被氧化的元素是铜元素和汞元素
b.该反应的氧化剂为CuI
c.Cu2HgI4既是氧化产物又是还原产物
锂被誉为“金属味精”,以 LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以 β-锂辉矿(主要成分为 LiAlSi2O6,还含有 FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制 取金属锂。其中一种工艺流程如下:
已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的 pH:
氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
开始沉淀pH |
2.7 |
3.7 |
9.6 |
完全沉淀pH |
3.7 |
4.7 |
11 |
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
50 |
75 |
100 |
Li2CO3的溶解度/g |
1.539 |
1.406 |
1.329 |
1.181 |
0.866 |
0.728 |
请回答下列问题:
(1)用氧化物形式表示 LiAlSi2O6的组成
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是
(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀 A 的离子方程式
(4)反应Ⅳ生成 Li2CO3沉淀,写出在实验室中得到 Li2CO3沉淀的操作名称, 洗涤所得 Li2CO3沉淀要使用( 选填“热水”或“冷水”) ,你选择的理由是
(5 )电解熔融氯化锂生产 锂时,阳极产生的氯气中 会混有少量氧气,原因是
燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。
(1)可用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO 为负极燃气,空气与 CO2的混合气 为正极助燃气,制得在 650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:负极反应2CO+2CO32--4e-=4CO2,正极反应式_
(2)某甲烷一氧气燃料电池的结构如图所示,该电池的两个电极均由多 孔碳制成,以 KOH 溶液为电解质溶液,气体由多孔碳隙逸出并在电极表 面放电,反应后溶液中 K2CO3增 多。写出该电 池的负极反应式
Ⅰ.由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的 CO2含量并加以开发利用, 引起了各国的普遍重视。工业上有一种方法是用 CO2生产燃料甲醇。一 定条件下发生反应:CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。右图表示该 反应进行过程中能量(单位为 kJ•mol -1)的变化。
(1) 为探究反应原理,现进行如下实验:T1℃时,在体积为 1L 的密闭容器中,充入 1mol CO2和 3mol H2,测得CO2和 CH3OH(g) 的浓度随时间变化如 图所示。从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率 v(H2)为mol•L-1•min-1。
(2)温度变为 T2℃(T1 > T2),平衡常数 K (填“增大”、 “不变”或“减小”)。
(3)下列措施中能使 n(CH3OH)/n(CO2)增大的有
A升高温度 B加入催化剂 C将 H2O(g)从体系中分离
D再充入 1molCO2和 3molH2 E.充入 He(g),使体系总压强增大。
Ⅱ.在温度 t℃,某 NaOH 的稀溶液中 c(H+)=10—amol/L,c(OH—)=10—bmol/L,已知 a+b=12,该温度下水的离子积 Kw= ;t 25℃(填“大于”、“小于”或“等于”)。
向该溶液中逐滴加 pH=c的盐酸(t℃),测得混合溶液的部分 pH 如右表 所示。假设溶液混合前后的体积变化 忽略不计,则 c 为