硼镁泥主要成份是MgO(占35%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:

已知:NaClO与Mn2+反应产生MnO2沉淀.
| 沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
| 开始沉淀pH |
2.3 |
4.0 |
7.6 |
| 完全沉淀pH |
4.1 |
5.2 |
9.6 |
根据题意回答第(1)~(5)题:
(1)在酸解过程中,欲加快酸解时的化学反应速率,请提出两种可行的措施: 、 。
(2)加入的NaClO可与Mn2+反应:Mn2+ + ClO- + H2O = MnO2↓ + 2H+ + Cl-,还有一种离子也会被NaClO氧化,并发生水解,该反应的离子方程式为 。
(3)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2外,还有 。
(4)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
| 温度(℃) |
40 |
50 |
60 |
70 |
| MgSO4 |
30.9 |
33.4 |
35.6 |
36.9 |
| CaSO4 |
0.210 |
0.207 |
0.201 |
0.193 |
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明操作步骤是蒸发浓缩, 。“操作I”是将滤液继续蒸发浓缩,冷却结晶, __________ ,便得到了MgSO4·7H2O。
(5)实验中提供的硼镁泥共100 g,得到的MgSO4·7H2O为172.2 g,计算MgSO4·7H2O的产率为 。
铜在工农业生产中有着广泛的用途。
(1)配制CuSO4溶液时需加入少量稀H2SO4,其原因是(只写离子方程式)。
(2)某同学利用制得的CuSO4溶液,进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4设计成铁铜原电池,请图甲中的横线上完成标注。
②图乙中,I是甲烷燃料电池的示意图,该同学想在II中实现铁上镀铜,则应在a处通入(填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式为==4OH-;
若把II中电极均换为惰性电极,电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL,当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时,溶液的pH= (假设溶液体积变化忽略不计)。
(3)电池生产工业废水中常含有毒的Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理:当把FeS加入工业废水中后,直至FeS全部转化为CuS沉淀,从而除去溶液中Cu2+。
氮元素的化合物应用十分广泛。请回答:
(1)火箭燃料液态偏二甲肼(C2H8N2)是用液态N2O4作氧化剂,二者反应放出大量的热,生成无毒、无污染的气体和水。已知室温下,1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ,则该反应的热化学方程式为。
(2)298 K时,在2L固定体积的密闭容器中,发生可逆反应:2NO2(g)
N2O4(g)ΔH=-a kJ·mol-1 (a>0)
N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时, N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题:
①298k时,该反应的平衡常数为L ·mol-1(精确到0.01)。
②下列情况不是处于平衡状态的是:
a.混合气体的密度保持不变;
b.混合气体的颜色不再变化;
c.气压恒定时。
③若反应在398K进行,某时刻测得n(NO2)="0.6" mol n(N2O4)=1.2mol,则此时V(正)V(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。
试分析图中a、b、c、d、e五个点,
①b点时,溶液中发生水解反应的离子是______;
②在c点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是。
(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
I:CH4(g)+H2O(g)=CO(g) + 3H2(g)△H=+206.0 kJ·mol-1
II:CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g)△H=-129.0 kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的△H=。
(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为10 L的反应器,在一定条件下发生反应I,测得在一定压强下CH4的转化率与温度的关系如图。假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为mol·L-1·min-1。
(3)在某温度和压强下,将一定量 CO与H2充入密闭容器发生反应II生成甲醇,平衡后压缩容器体积至原来的l/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是(填序号):
a.c ( H2 )减少;
b.平衡常数K增大;
c.CH3OH 的物质的量增加;
d.正反应速率加快,逆反应速率减慢;
e.重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用下图装置模拟上述过程,
则:
Co2+在阳极的电极反应式为:;
除去甲醇的离子方程式为。
单体液晶(有机物III)是用偶联反应合成的:
试回答以下问题:
(1)有机物Ⅰ的分子式是;有机物Ⅲ不能发生的反应为:
①取代反应、②加成反应、③消去反应、④醇氧化为醛(或酮)的反应。
(2)以苯为原料生成有机物II的化学方程式为。
(3)由有机物III制备
的反应条件是。
(4)写出有机物III符合下列条件的同分异构体的结构简式(任写一个):
①苯环上有2个取代基,且环上一氯代物只有2种;
②能发生银镜反应,且醛基连苯环。
(5)
与CH3I能发生类似①的反应,该反应方程式是:。
(16分)氮及其化合物在化学实验中有广泛应用:
(1)请写出实验室用Cu和稀硝酸反应制备NO的离子方程式:;
(2)请设计实验,检验某可溶性固体物质中含有NH4+的操作、现象、结论:;
(3)实验室可用(NH4)2Cr2O7受热分解产生N2、Cr2O3和H2O来制备N2,请写出该分解反应的化学方程式:;
(4)有人发现重铬酸铵分解产物不仅含N2、Cr2O3和H2O,还含有NH3和O2,并指出伴随有显著的副反应发生:2(NH4)2Cr2O7
2Cr2O3+4NH3↑+2H2O+3O2↑;设计如下图所示实验装置,并通过实验方法验证了NH3和O2的存在(忽略空气中O2的干扰)。
限选试剂:Na2S溶液、Na2SO3溶液、FeSO4溶液;
限选仪器:试管、玻璃导管、漏斗、烧杯、胶头滴管
①图中试管口玻璃纤维的作用是;
②根据实验目的,选择一种试剂和最佳的仪器补全该实验装置(在方框中画图并标注所选试剂);
③写出该法验证NH3和O2存在的实验原理的化学方程式:。