铝是地壳中含量最多的金属元素,铝及其化合物应用日趋广泛。
(1)铝的原子结构示意图是
(2)氧化铝是两性氧化物,写出其与NaOH溶液反应的化学方程式
(3)工业上常用铝土矿(含SiO2等杂质)生产铝。从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al(OH)3,需要从下列试剂中选择两种,选用的试剂组合最好是 。
a. NaOH溶液 b. CO2 c. 氨水 d. 盐酸
最终获得铝单质是电解 (填化学式),电解过程中加入冰晶石的作用是
(4)下图表示将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中,生成沉淀与通入CO2的量的关系(已知Ba(AlO2)2:可溶),最先与CO2反应的物质是 ,ab段反应的离子方程式为
(5)某Mg-Al合金是一种潜在的储氢材料。73.2g该合金恰好溶解于1.4 L 5. 0mol·L-1 HCl溶液,则合金中Mg和Al的物质的量之比为 。
以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备二氧化氯气体,再用水吸收获得二氧化氯溶液。在此过程中需要控制适宜的温度, 若温度不当,副反应增加,影响生成ClO2气体的纯度,且会影响ClO2气体的吸收率。具体情况如图所示。请回答下列问题
(1)据图可知,反应时需要控制的适宜温度是℃,达到此要求采取的适宜措施是。
(2)已知:黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-,写出制备二氧化氯的离子方程式:。
(3)某校化学学习小组拟以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作为衡量ClO2产率的指标。若取NaClO3样品质量6.0g,通过反应和吸收可得400 mL ClO2溶液,取出20 mL,加入37.00 mL 0.500mol·(NH4)2Fe(SO4)2 溶液充分反应,过量Fe2+再用0.0500 mol·
K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗20.00 mL。反应原理如下:
4H++ClO2+5Fe2+=+5Fe3+ +2H2O14H+ +
+6 Fe2+ =2Cr3+ + 6 Fe3+ +7H2O
试计算ClO2的“产率”。(写出计算过程)
磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下:
①2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)6CaO(s)+P4(s)+10CO(g)ΔH1="+3" 359.26 kJ·mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)CaSiO3(s) ΔH2=-89.61 kJ·mol-1
2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g)ΔH3则ΔH3=kJ·mol-1。
(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示: 11P4+60CuSO4 +96H2O20Cu3P +24H3PO4+60H2SO4 6 mol CuSO4能氧化白磷的物质的量是。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得,含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
①为获得尽可能纯的NaH2PO4,pH应控制在; pH=8时,溶液中主要含磷物种浓度大小关系为。
②Na2HPO4溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2溶液,溶液则显酸性,其原因是(写离子方程式)。
(4)磷的化合物三氯氧磷()与季戊四醇(
)以物质的量之比2∶1反应时,可获得一种新型阻燃剂中间体X,并释放出一种酸性气体。季戊四醇与X的核磁共振氢谱如下图所示。
①酸性气体是(填化学式)
②X的结构简式为。
碘在科研与生活中有重要应用,某兴趣小组用0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2O82-+2I-2SO42-+I2(慢) I2+2S2O32-
2I-+ S4O62-(快)
向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为:n(S2O32-)∶n(S2O82-)。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号 |
体积V/mL |
||||
K2S2O8溶液 |
水 |
KI溶液 |
Na2S2O3溶液 |
淀粉溶液 |
|
① |
10.0 |
0.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
② |
9.0 |
1.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
③ |
8.0 |
Vx |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
表中VxmL,理由是。
(3)已知某条件下,浓度c(S2O82-)反应时间t的变化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82-)-t的变化曲线示意图(进行相应的标注)
碘也可用作心脏起搏器电源-锂碘电池的材料,该电池反应为:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)ΔH
已知:①4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)ΔH1②4LiI(s)+O2(g)
2I2(s)+2Li2O(s)ΔH2
则电池反应的ΔH=;碘电极作为该电池的极。
工业上常回收冶炼锌废渣中的锌(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质),并用来生产Zn(NO3)2·6H2O晶体,其工艺流程为:
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Zn(OH)2 |
开始沉淀的pH |
3.3 |
1.5 |
6.5 |
4.2 |
5.4 |
沉淀完全的pH |
5.2 |
3.7 |
9.7 |
6.7 |
8.0 |
⑴在“酸浸”步骤中,为提高锌的浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是。
⑵上述工艺流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有。
⑶在“除杂I”步骤中,需再加入适量H2O2溶液,H2O2与Fe2+反应的离子方程式为。为使Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀完全,而Zn(OH)2不沉淀,应控制溶液的pH范围为。检验Fe3+是否沉淀完全的实验操作是。
⑷加入Zn粉的作用是。“操作A”的名称是。
如图所示,甲、乙均为容积1L的恒容容器,丙为恒压容器。
向甲、丙中分别充入相应气体,使丙起始体积为1L,维持500℃发生反应:2SO2+O2 2SO3至平衡。
甲中反应10min后达到平衡时,容器中SO3的体积分数为91%,则反应从开始至平衡的平均反应速率v(O2)=mol·L-1·min-1,平衡常数表达式为。SO2的平衡转化率=。丙中达到平衡所需的时间10min(填“>”、“=”、“<”),SO3的体积分数91%(填“>”、“=”、“<”)。若上述已达平衡的甲、丙容器中分别充入0.5molAr气体,容器中SO3的物质的量:甲丙(填“增大”、“不变”、“减小”)。
(2)若在乙容器中充入x molSO20.2molO2ymolSO3维持500℃反应至平衡时,容器中SO3的体积分数亦为91%,则x=,y=。