【題目】工業(yè)鍋爐內(nèi)壁的水垢,不僅浪費(fèi)燃料,而且容易引發(fā)安全隱患。某碳素鋼鍋爐水垢(主要成分有CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2、Fe2O3、SiO2等)堿煮法清除的流程如下:
已知:20℃時(shí)幾種難溶物的溶度積常數(shù)如下表(單位省略):
回答下列問題:
(1)“堿煮”環(huán)節(jié),加入Na3PO4的主要目的是將CaSO4轉(zhuǎn)化為Ca3(PO4)2,請(qǐng)寫出該離子方程式______________________。
(2)“浸泡過程中,稀鹽酸會(huì)溶解Fe2O3。溶解后的Fe2O3會(huì)加速鍋爐腐蝕,故需“還原”處理。
①鍋爐被加速腐蝕的原因是______________________;
②浸泡液還原”處理時(shí),Sn2+轉(zhuǎn)化為Sn4+,則反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為______________________。
(3)“鈍化”處理的目的是在鍋爐表面形成Fe3O4保護(hù)膜,同時(shí)生成可直接參與大氣循環(huán)的氣體。
①反應(yīng)的離子方程式為_________________________________;
②為檢驗(yàn)鍋爐“鈍化”處理后是否形成致密的保護(hù)膜,可往鍋爐內(nèi)壁刷上硫酸銅溶液。若觀察到______________________(填現(xiàn)象),則保護(hù)膜致密性欠佳。
(4)檸檬酸(用H3R表示)可用作清除鍋爐水垢的酸洗劑,溶液中H3R、H2R-、HR2-、R3-的含量與pH的關(guān)系如圖所示。由此可推知,0.1 mol ·L-1 Na2HR溶液中各種陰離子濃度由大到小的排列順序?yàn)?/span>______________________。
(5)用如圖裝置對(duì)鍋爐用水(含Ca2+、Mg2+、HCO3-)進(jìn)行預(yù)處理,可有效防止水垢形成。電解時(shí),Ca2+形成沉淀的電極反應(yīng)式為______________________。
【答案】3CaSO4+2PO43-=Ca3(PO4)2+3SO42- Fe+2Fe3+=3Fe2+ 2:1 9Fe+8NO2-+4H2O=4N2↑+3Fe3O4+8OH- 表面有紅色物質(zhì)出現(xiàn) C(HR2-)>C(R2-)>C(OH-)>C(H2R-) 2Ca2++2HCO3-+2e-=2CaCO3↓+H2↑(或2H2O++2e-=2OH-+H2↑, 2Ca2++ OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O)
【解析】
(1) Na3PO4 的作用是使堅(jiān)硬、致密的硫酸鈣生成磷酸鈣,3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2+3Na2SO4,改寫成離子方程式;
(2)①Fe3+具有氧化性可以與具有還原性的鐵反應(yīng)生成亞鐵離子,會(huì)腐蝕鍋爐;
②發(fā)生了2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+反應(yīng),根據(jù)方程式得結(jié)果;
(3) ①反應(yīng)物亞硝酸鈉和鐵,產(chǎn)物是四氧化三鐵和氮?dú)猓瑢懗鲭x子方程式;
②如果沒有形成致密的保護(hù)膜,往鍋爐內(nèi)壁刷上硫酸銅溶液則會(huì)發(fā)生反應(yīng)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(4)根據(jù)圖像分析可知HR2-濃度最大時(shí)PH<7,可得結(jié)論Na2HR溶液中HR2-的電離平衡大于水解平衡。由此推知0.1 mol ·L-1 Na2HR溶液中各種陰離子濃度由大到小的排列順序;
(5)依據(jù)電解水原理分析即可。
(1) Na3PO4的作用是使堅(jiān)硬、致密的硫酸鈣生成磷酸鈣3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2+3Na2SO4,改寫成離子方程式;
正確答案:3CaSO4+2PO43-=Ca3(PO4)2+3SO42-
(2)①Fe3+具有氧化性可以與具有還原性的鐵反應(yīng)生成亞鐵離子,會(huì)腐蝕鍋爐;
正確答案:Fe+2Fe3+=3Fe2+。
②發(fā)生了2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+反應(yīng),根據(jù)方程式得結(jié)果;
正確答案:2:1。
(3) ①反應(yīng)物亞硝酸鈉和鐵,產(chǎn)物是四氧化三鐵和氮?dú),寫出離子方程式;
正確答案:9Fe+8NO2-+4H2O=4N2↑+3Fe3O4+8OH-
②如果沒有形成致密的保護(hù)膜,往鍋爐內(nèi)壁刷上硫酸銅溶液則會(huì)發(fā)生反應(yīng)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
正確答案:表面有紅色物質(zhì)出現(xiàn)。
(4) 根據(jù)圖像分析可知HR2-濃度最大時(shí)pH<7,可得結(jié)論Na2HR溶液中HR2-的電離程度大于水解程度。鹽類的水解程度和弱電解解的電離程度通常較小,溶液中的氫氧根離子來自于水的電離及鹽的水解,由此推知0.1 mol ·L-1 Na2HR溶液中各種陰離子濃度由大到小的排列順序;
正確答案:c(HR2-)>c(R2-)>c(OH-)>c(H2R-)
(5) 依據(jù)電解水原理分析,電解鍋爐水實(shí)際上就是電解水,水電離出的氫離子在陰極放電,故陰極附近氫氧根濃度偏大,與鍋爐水中的鈣鎂離子生成沉淀,與電源負(fù)極相連的極是陰極,即b極附近生成沉淀;
正確答案:2Ca2++2HCO3-+2e-=2CaCO3↓+H2↑(或2H2O++2e-=2OH-+H2↑, 2Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列敘述正確的是
A. 1 mol甲苯含有6NA個(gè)C-H鍵
B. 2 L 0.5 mol L-1硫酸鉀溶液中陰離子所帶電荷數(shù)為NA
C. 1 mol Na2O2固體中含離子總數(shù)為4NA
D. 丙烯和環(huán)丙烷組成的42 g混合氣體中氫原子的個(gè)數(shù)為6 NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】I.甲醛在木材加工、醫(yī)藥等方面有重要用途。甲醇直接脫氫是工業(yè)上合成甲醛的新方法,制備過程涉及的主要反應(yīng)如下:
反應(yīng)I:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) △H1=+85.2kJ/mol
反應(yīng)II:CH3OH(g)+O2(g)HCHO(g)+H2O(g) △H2
反應(yīng)III:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=-483.6kJ/mol
(1)計(jì)算反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)熱△H2=_____________________________。
(2)750K下,在恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),若起始?jí)簭?qiáng)為P0,達(dá)到平衡轉(zhuǎn)化率為α,則平衡時(shí)的總壓強(qiáng)P平=___________(用含P0和α的式子表示);當(dāng)P0=101kPa,測得α=50.0%,計(jì)算反應(yīng)平衡常數(shù)Kp=___________kPa(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),忽略其它反應(yīng))。
II.CO2既是溫室氣體,也是重要的化工原料,以CO2為原料可合成多種有機(jī)物。
(3)CO2用于生產(chǎn)乙烯,已知:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=QkJ/mol。一定條件下,按不同的投料比X[X=]向某容積可變的恒壓密閉容器中充入CO2、H2,測得不同投料比時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。
①X1_____X2(填“>”或“<”,后同),Q_____0。
②圖中A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為_____。
(4)常溫下,用NaOH溶液作CO2捕捉劑不僅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10的溶液,則溶液中c(CO32-):c(HCO3-)=_____[常溫下K1(H2CO3)=4.4×10﹣7、K2(H2CO3)=5×10﹣11]。
②欲用5L Na2CO3溶液將23.3g BaSO4固體全都轉(zhuǎn)化為BaCO3,則所用的Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為__________。[已知:常溫下Ksp(BaSO4)=1×10﹣7、Ksp(BaCO3)=2.5×10﹣6]。(忽略溶液體積積的變化)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室可利用環(huán)己醇的氧化反應(yīng)制備環(huán)己酮,反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置(部分夾持裝置略去)如下:
有關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)見下表。
物質(zhì) | 沸點(diǎn)(℃) | 密度(g/cm3,20℃) | 溶解性 |
環(huán)己醇 | 161.1(97.8)* | 0.96 | 能溶于水和醚 |
環(huán)己酮 | 155.6(95.0)* | 0.95 | 微溶于水,能溶于醚 |
水 | 100.0 | 1.0 |
*括號(hào)中的數(shù)據(jù)表示該有機(jī)物與水形成的具有固定組成的混合物的沸點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)中通過裝置B將酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有10mL環(huán)己醇的A中,在55~65℃進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)完成后,加入適量水,蒸餾,收集95~100℃的餾分,得到主要含環(huán)己酮粗品和水的混合物。
(1)儀器D的名稱為_____。
(2)①滴加酸性Na2Cr2O7溶液時(shí)反應(yīng)的離子方程式為______________;
②蒸餾不能分離環(huán)己酮和水的原因是_____。
(3)環(huán)己酮需要經(jīng)過以下操作提純:
a.往液體中加入NaCl固體至飽和,靜置,分液
b.水層用乙醚(乙醚沸點(diǎn)34.6℃,易燃燒)萃取,萃取液并入有機(jī)層
c.加入無水MgSO4固體,除去有機(jī)物中少量的水
d.過濾
e.蒸餾、除去乙醚后,收集151~156℃餾分
①b中水層用乙醚萃取的目的是_____;
②上述操作a、d中使用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外,還需要的玻璃儀器有____、___,操作a中,加入NaCl固體的作用是_____。
(4)恢復(fù)至室溫時(shí),分離得到純產(chǎn)品體積為8mL,則環(huán)己酮的產(chǎn)率為____。(保留3位有效數(shù)字)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1-丁醇,查閱資料得知一條合成路線:
CO的制備原理:HCOOH CO↑+H2O,并設(shè)計(jì)出原料氣的制備裝置(如下圖)
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>
(1)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有鋅粒、稀硝酸、稀鹽酸、濃硫酸、2-丙醇,從中選擇合適的試劑制備氫氣、丙烯。寫出制備丙烯的化學(xué)方程式: _____ 。
(2)若用以上裝置制備干燥純凈的CO,裝置中a的作用是 ____ ,裝置中b的作用是________,c中盛裝的試劑是 _____。
(3)制丙烯時(shí),還產(chǎn)生少量SO2、CO2及水蒸氣,該小組用以下試劑檢驗(yàn)這四種氣體,混合氣體通過試劑的順序是______(填序號(hào))
①飽和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④無水CuSO4 ⑤品紅溶液
(4)正丁醛經(jīng)催化加氫得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品,為純化1-丁醇,該小組查閱文獻(xiàn)得知:
①R-CHO+NaHSO3(飽和)→RCH(OH)SO3Na↓;②沸點(diǎn):乙醚34℃,1-丁醇118℃,并設(shè)計(jì)出如下提純路線:
試劑1為 ____ ,操作2為 ___ ,操作3為_____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】聚乙烯醇肉桂酸酯(M)可用作光刻工藝中的抗腐蝕涂層,其合成路線如下:
已知:
請(qǐng)回答:
(1)B的化學(xué)名稱為_______________;M中含氧官能團(tuán)的名稱為_______________;F→G的反應(yīng)類型為____________________。
(2)C→D的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________________________________________。
(3)E的結(jié)構(gòu)簡式為_______________;H的順式結(jié)構(gòu)簡式為___________________。
(4)同時(shí)滿足下列條件的F的同分異構(gòu)體有_________種(不考慮立體異構(gòu)):①屬于芳香族化合物;②能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng)。寫出其中一種核磁共振氫譜有4種吸收峰,其峰面積之比為6:2:1:1的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式_________。
(5)參照上述合成路線和相關(guān)信息,以乙烯和乙醛為原料(無機(jī)試劑任選)合成有機(jī)物, 設(shè)計(jì)合成路線_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理、裝置、操作或結(jié)論的描述,錯(cuò)誤的是
A. 圖1所示裝置可實(shí)現(xiàn)甲烷與氯氣在光照條件下的取代反應(yīng)
B. 圖2所示裝置可分離CH3COONa溶液和CH3COOC2H5的混合液
C. 圖3是原電池裝置,有明顯的電流
D. 圖4所示裝置可說明濃H2SO4具有脫水性、強(qiáng)氧化性,SO2具有漂白性、還原性
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】物質(zhì)分類和實(shí)驗(yàn)探究都是中學(xué)化學(xué)重要的學(xué)科思想。
(一)以下是對(duì)“一些物質(zhì)與水反應(yīng)”的分類圖,請(qǐng)按要求填空:
上述分類方法是______;A組物質(zhì)中屬于電解質(zhì)的是_____(填化學(xué)式);C組物質(zhì)與水反應(yīng)的離子方程式為_____;D組物質(zhì)與水反應(yīng)中,氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為1∶2的物質(zhì)是___(填化學(xué)式)。
(二)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸(密度為1.84 g·cm3)配制240 mL濃度為0.5 mol·L-1的硫酸溶液,選用到的儀器正確的是______(填序號(hào))。
下列操作會(huì)使配制結(jié)果偏高的是_______(填序號(hào))
A 容量瓶用蒸餾水洗凈后,未進(jìn)行干燥處理
B 稀釋的硫酸轉(zhuǎn)移到容量瓶中后未洗滌燒杯
C 未冷卻,即將溶液注入容量瓶并定容
D定容時(shí),俯視容量瓶的刻度線
(三)某小組用如下裝置比較氯、溴、碘的非金屬性強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗(yàn))。
實(shí)驗(yàn)步驟:
①打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸;
②當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí),夾緊彈簧夾;
③當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時(shí),關(guān)閉活塞a;
④打開活塞b,將少量C中溶液滴入試管D中,關(guān)閉活塞b,取下試管D振蕩,靜置后CCl4層變?yōu)樽霞t色。
請(qǐng)回答:
(1)裝置A中證明氯的非金屬性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________。
(2)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________。
(3)步驟③實(shí)驗(yàn)的目的是確認(rèn)C的黃色溶液中無_____(填化學(xué)式)。步驟④能否說明非金屬性:Br>I_______(填“能”或“否”)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有H2與O2的混合氣體共0.6mol,該混合氣體相對(duì)H2的密度為11,則下列說法正確的是( )
A.該混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為11g/mol
B.混合氣體中H2的物質(zhì)的量為0.3mol
C.混合氣體中O2的質(zhì)量為12.8g
D.混合氣體中H2和 O2的體積之比為2:1
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