【化学——选修化学与技术】明矾石经处理后得到明矾[ KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:
焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO4)2·12H2O+3S=2K2SO4 +2Al2O3+9SO2+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是 ;
(2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 ;
(3)A12O3在一定条件下可制得AIN,其晶体结构如图所示,该晶体中Al的配位数是 ;
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是 ;
(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时:
2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) △H1= 一197 kJ/mol;
2H2O (g)=2H2O(1) △H2=一44 kJ/mol;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) △H3=一545 kJ/mol。
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 ;
(6)焙烧948吨明矾(M=474g/mol ),若SO2的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫酸 吨。
现有5种短周期元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大。A的同位素中有一种核素无中子,B最外层上电子数是次外层电子数的两倍,C元素最简单的氢化物Y的水溶液呈碱性,E是短周期中电负性最小的元素。D与可与A、B、C、E四种元素分别形成原子个数比不相同的常见化合物。回答下列问题:
(1)写出A、E两元素形成的原子个数比为1:1的化合物的电子式。
(2)CS2和B、D元素形成的一种化合物为等电子体,则CS2的分子结构为,1molCS2中含有的π键为个。
(3)Y的中心原子的杂化轨道类型为,分子的立体构型为。
(4)由A、B、D、E形成的化合物W、Z,其中W由三种元素组成,Z由四种元素组成,水溶液物显碱性,用离子方程式表示Z溶液显碱性的原因。等浓度,等体积的W,Z的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序为。
(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,钛原子的电子排布式为,该氮化钛的化学式为,氮原子的配位数为。晶胞中N、Ti之间的最近距离为apm,则氮化钛的密度为g.cm3(NA为阿佛加德罗常数值,只列式计算)。
某配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素组成,其原子个数比为l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,E元素的外围电子排布为(n-1)dn+6nsl,回答下列问题。
(1)元素D在周期表中的位置是。
(2)该配位化合物的化学式为。
(3)C元素可与A元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1:1和l:2,两种化合物可任意比互溶,解释其主要原因为。
(4)A元素与B元素可形成分子式为A2B2的某化合物,该化合物的分子具有平面结构,则其结构式为。
(5)已知E的晶胞结构如下图所示,又知晶胞边长为3.61×10-8cm,则E的密度为;EDC4常作电镀液,其中DC的空间构型是,其中D原子的杂化轨道类型是。
(本题共12分)
氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:
29.配平反应中各物质的化学计量数,并标明电子转移方向和数目。
30.该反应的氧化剂是,其还原产物是。
31.上述反应进程中能量变化示意图如下,试在图像中用虚线表示在反应中使用催化剂后能量的变化情况。
32.该反应的平衡常数表达式为K=。升高温度,其平衡常数(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
33.该化学反应速率与反应时间的关系如上图所示,t2时引起v正突变、v逆 渐变的原因是
,t3引起变化的因素为,t5时引起v逆大变化、v正小变化的原因是。
【化学——选修2:化学与技术】
下列问题涉及煤在化工生产中的应用:
(1)煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术。
煤的液化技术又分为和
(2)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如下图所示:
这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为;第二步反应的离子方程式为。
(3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、、等。
(4)湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是:烟气经锅炉预热器出来,进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘,再经过一个专门的热交换器,然后进入吸收塔,烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触,通入空气后生成石膏,经脱硫的烟气,应用循环气体加热器进行再加热,进入烟囱,排入大气。
①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式:____________________________。
②用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是:__________________________
③上述过程中得到的石膏,如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值,则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是___________________________________。
(5)某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO4·xH2O)即测定x值,做如下实验:将石膏加热使之脱水,加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示。数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变。①石膏的化学式为_______________。②图像中AB段对应化合物的化学式为_________________。
目前,全世界的镍消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大的潜力。镍化合物中的三氧化二镍是一种重要的电子元件材料和二次电池材料。工业上可利用含镍合金废料(除镍外,还含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等杂质)制取草酸镍,然后高温煅烧草酸镍来制取三氧化二镍。
已知:①草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水,且溶解度:NiC2O4> NiC2O4·H2O> NiC2O4·2H2O
②常温下,Ksp[(Fe(OH))3]=4.0×10-38,lg5=0.7
根据下列工艺流程图回答问题:
(1)加6%的H2O2时,温度不能太高,其目的是。若H2O2在一开始酸溶时便与盐酸一起加入,会造成酸溶过滤后的滤液中增加一种金属离子,用离子方程式表示这一情况。
(2)流程中有一步是调pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,常温下当溶液中c (Fe3+)=0.5×10-5mol/L时,溶液的pH=。
(3)流程中加入NH4F的目的是。
(4)将最后所得的草酸镍晶体在空气中强热到400℃,可生成三氧化二镍和无毒气体,写出该反应的化学方程式。
(5)工业上还可用电解法制取三氧化二镍,用NaOH溶液调节NiCl2溶液的pH至7.5,再加入适量Na2SO4进行电解,电解产生的Cl2其80%的可将二价镍氧化为三价镍。写出Cl2氧化Ni(OH)2生成三氧化二镍的离子方程式;将amol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量是。
(6)近年来镍氢电池发展很快,它可由NiO(OH)跟LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合价均可看作是零)组成:6NiO(OH)+LaNi5H6LaNi5+6Ni(OH)2。该电池放电时,负极反应是。