工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,除了含有大量硫酸外.还含有少量NH4+、Fe3+、AsO43-、Cl-。为除去杂质离子,部分操作流程如下:
请回答问题:
(1)NH4+在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl形式存在.现有一份(NH4)2SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)恰好是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,则c[(NH4)2SO4]_____c(NH4Cl)(填:<、= 或 >) 。
(2)随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化),溶液中______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)投入生石灰调节pH到2~3时,大量沉淀主要成分为CaSO4·2H2O[含有少量Fe(OH)3],提纯CaSO4·2H2O的主要步骤:向沉淀中加入过量_______,充分反应后,过滤、洗涤、______。
(4)25℃,H3AsO4电离常数为K1=5.6×10-3、K2=1.7×10-7、K3=4.0×10-12。当溶液中pH调节到8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO4)2.
①pH调节到8左右Ca3(AsO4)2才开始沉淀的原因是________。
② Na3AsO4第一步水解的平衡常数数值为:________。
③已知:AsO43-+2I-+2H+= AsO43-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+。上述两个反应中还原性最强的微粒是_______。
CuSO4溶液与K2C2O4溶液混合反应,产物之一是只含一种阴离子的蓝色钾盐水合物。通过下述实验确定该晶体的组成。
步骤a:称取0.672 0 g样品,放入锥形瓶,加入适量2 mol·L-1稀硫酸,微热使样品溶解。再加入30 mL水加热,用0.200 0 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗8.00 mL。
步骤b:接着将溶液充分加热,使淡紫红色消失,溶液最终呈现蓝色。冷却后,调节pH并加入过量的KI固体,溶液变为棕色并产生白色沉淀CuI。用0.250 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗8.00 mL。
已知涉及的部分离子方程式如下:
步骤a:2 MnO4-+5C2O42-+16H+= 2Mn2++8H2O+10CO2↑
步骤b:2Cu2++4I-= 2CuI↓+I2 I2+2S2O32-= 2I-+S4O62-
(1)已知室温下CuI的Ksp=1.27×10-12,欲使溶液中c(Cu+)≤1.0×10-6 mol·L-1,应保持溶液中
c(I-)≥mol·L-1。
(2)MnO4-在酸性条件下,加热能分解为O2;同时生成Mn2+。该反应的离子方程式为;若无该操作,则测定的Cu2+的含量将会(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)步骤b用淀粉溶液作指示剂,则滴定终点观察到的现象为。
(4)通过计算确定样品晶体的组成。
【化学—化学与技术】选考海洋是一个丰富的资源宝库,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
(1)海水中盐的开发利用:
①海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河入海口,多风少雨,潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、池和结晶池。
②工业上通常以NaCl 、CO2和 NH3为原料制取纯碱,请写出第一步制取NaHCO3的化学方程式。
(2)电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示。其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。请回答下面的问题:
Ⅰ.电渗析法淡化海水中阴极室可获得的重要化工原料有。
II.上图中虚线部分表示离子交换膜。 淡水从(A或B)排出。
(3)用苦卤(含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如下:
Ⅰ.写出反应③的离子方程式为。
II.通过①氯化已获得含Br2的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液?。
Ⅲ.向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是。
硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如图所示。电解时阳极区会产生气体,产生气体的原因是。
(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
①用离子方程式表示反应器中发生的反应是。
②用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是。
(3)氢化亚铜是一种红色固体,可由硫酸铜为原理制备
4CuSO4 + 3H3PO2 + 6H2O="4CuH↓" + 4H2SO4 + 3H3PO4。
①该反应中还原剂是(写化学式)。
②该反应每生成1molCuH,转移的电子物质的量为。
(4)硫酸铜晶体常用来制取波尔多液,加热时可以制备无水硫酸铜。将25.0 g胆矾晶体放在坩埚中加热测定晶体中结晶水的含量,固体质量随温度的升高而变化的曲线如下图。
请分析上图,填写下列空白:
①30℃~110℃间所得固体的化学式是,
②650℃~1000℃间所得固体的化学式是。
煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示:
(1)②中NH3参与反应的化学方程式为。
(2)③中加入的物质可以是(填字母序号)。
a.空气 b.CO c.KNO3d.NH3
(3)焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶(),其分子中相邻的C和N原子相比,N原子吸引电子能力更(填“强”或“弱”),从原子结构角度解释原因:。
(4)已知:N2(g) + O2(g)2NO(g)ΔH =" a" kJ·mol-1
N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)ΔH =" b" kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g)2H2O(l)ΔH =" c" kJ·mol-1
反应后恢复至常温常压,①中NH3参与反应的热化学方程式为。
(5)用间接电化学法除去NO的过程,如下图所示:
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:。
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:。
(I)在甲溶液中通入过量CO2生成乙和另一种具有漂白性的物质,在乙溶液中滴加某钠盐溶液丙可以生成丁溶液(丁溶液呈中性),同时产生无色无味气体。已知:题中所涉及物质皆为中学化学中常见物质。回答下列问题:
(1)甲的化学式为。
(2)写出乙在医疗上的一个用途 。
(3)在乙溶液中滴加丙溶液生成丁溶液的离子方程式为 。
(Ⅱ)固体化合物X由四种常见的短周期元素组成,可用作牙膏中的添加剂。现取39.3g化合物X进行如下实验:
实验结束后得到15.3g固体2和6.0g固体3,且固体1、固体2、固体3都可用作耐高温材料。回答下列问题:
(1)NaOH的电子式为 ,沉淀2的化学式为。
(2)固体X的化学式为。
(3)溶液1中加入足量NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(4)在高温下,固体3中某元素的单质可以与固体1发生置换反应,请写出此反应的化学方程式。
(5)设计一个实验方案比较固体2和固体3中两种不同元素对应单质的活泼性强弱。