[化学—选修2:化学与技术]七水硫酸镁( MgSO4.7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣——硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。
表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
表2 两种盐的溶解度(单位为g/l00g水)
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
根据以上流程图并参考表格pH和溶解度数据,试回答下列问题:
(1)硼镁泥加入浓硫酸时,FeO发生的变化是 (选填序号)。
a.被钝化 b.被氧化 c.被溶解
(2)过滤I的滤液中加入硼镁泥,调节溶液的pH =5—6,再加入NaClO溶液加热煮沸,其目的有:
①将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,该反应的离子反应方程式为 。
② ,该反应的离子反应方程式为 。
(3)沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有 、 等物质(填化学式)。
(4)沉淀C的化学式是 ,过滤III需趁热过滤的理由是 。
根据物质相似性、特殊性来学习元素性质是常见的学习方法。
(1)铍(Be)与铝元素相似,其氧化物及氢氧化物具有两性,请写出BeO与盐酸反应的离子方程式_____,Be(OH)2溶于NaOH溶液的化学方程式为:Be(OH)2+2NaOH=Na2 BeO2+2H2 O,往10.0mL1.00mol·L-1的Be(NO3)2溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,请在以下坐标图中画出沉淀量随NaOH溶液加人量的变化图:
(2)锗与硅元素相似,锗也是良好的半导体,以下是工业冶炼锗的简单流程图:
①GeCl4的晶体类型为__________。
②写出过程III发生反应的化学方程式__________。
③以下有关工业冶炼锗的说法正确的是__________。
A.GeO2与SiO2性质相似,均易与盐酸反应 |
B.过程II的蒸馏是利用GeCl4难溶于水的性质实现的 |
C.过程IV发生的反应中,GeO2作氧化剂 |
D.上述过程涉及的基本反应类型有复分解反应、置换反应 |
(3)某同学为了探究硫与浓硝酸的反应产物,将硫与浓硝酸混合,结果生成一种纯净无色气体A,A遇空气变红棕色,据此写出硫与浓硝酸反应的化学方程式___________________。
LiAlH4由Li+、A1H4一构成,是有机合成中常用的还原剂。
(1)Al元素在周期表的位置是第__________周期__________族。
(2)比较离子半径大小:Li+__________ H一(选填“>"、“<”或“=”)。
(3)LiAlH4中含有的化学键类型为____________________________________。
(4)LiAlH4中氢元素的化合价为__________,它与水反应生成的单质气体为__________。
(5)LiCl溶液显酸性,用离子方程式说明原因____________________________________。
(6)如图所示,已知75%A的水溶液常用于医疗消毒,则A的结构简式为__________;CH3COOH与A在浓硫酸催化下生成B的有机反应类型为__________。
工业上用重晶石(BaSO4)制备其他钡盐的常用方法主要有高温煅烧还原法、沉淀转化法等。
I.高温煅烧还原法
工业上利用重晶石高温煅烧还原法制备BaCl2的工艺流程图如下:
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得:
BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)△H1 =" +" 571.2 kJ·mol-1①
BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s)△H2 =" +" 226.2 kJ·mol-1②
(1)气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为:。
(2)反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H=kJ·mol-1。
(3)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的可能是。
II.沉淀转化法
(4)已知KSP(BaSO4) =1.0×10-10,KSP(BaCO3)=2.5×10-9。某同学设想用饱和Na2CO3溶液和盐酸将BaSO4转化成BaCl2,若用10 L Na2CO3溶液一次性溶解并完全转化1.0 mol BaSO4(溶液体积变化可忽略不计), 则该转化过程的离子方程式为; 反应的平衡常数K=;Na2CO3溶液的最初浓度不得低于。
硝酸铝是重要的化工原料。
(1)在实验室中,硝酸铝必须与可燃物分开存放,是因为硝酸铝具有。
A.可燃性 B.氧化性 C.还原性
(2)用Al作电极电解HNO3溶液制取Al(NO3)3,电解反应的离子方程式为。
(3)查资料得知:当Al(NO3)3溶液pH>3时,铝元素有多种存在形态,如Al3+、[Al(OH)]2+、[Al(OH)2]+等。写出[Al(OH)]2+转化为[Al(OH)2]+的离子方程式。
(4)用硝酸铝溶液(加入分散剂)制备纳米氧化铝粉体的一种工艺流程如下。
①(CH2)6N4水溶液显碱性。请补充完整下列离子方程式。
②经搅拌Ⅱ,pH下降的原因是。
③凝胶中含有的硝酸盐是。
(Ksp[Al(OH)3] =1.3×10-33 ;溶液中离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,可认为这种离子在溶液中不存在)
④煅烧过程主要发生如下转化: 。
煅烧过程中样品的失重率(TG%)随温度变化如图。凝胶煅烧失重曲线有明显的三个阶段:
(i)a~b段:失重率82.12%;
(ii)b~c段:失重率9.37%;
(iii)c~d段:失重率几乎为0;
转化Ⅱ对应的失重阶段是(填序号),转化Ⅲ开始的温度是。
(1)室温下pH=9的NaOH溶液和pH=9的CH3COONa溶液中,设由水电离产生的OH-的物质的量浓度分别为A和B,则A________B(填“>”、“=”或“<”)。
(2)在纯碱溶液中滴入酚酞,溶液变红色,若向该溶液中再滴入过量的BaCl2溶液,所观察到的现象是_________________________,其原因是_________________________。
(3)对于盐AmBn的溶液:①若为强酸弱碱盐,其水解的离子方程式是_______________。
②若为弱酸强碱盐,其第一步水解的离子方程式是___________________________。