【題目】實(shí)驗(yàn)室以工業(yè)廢渣(主要含CaSO4·2H2O,還含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)為原料制取輕質(zhì)CaCO3和(NH4)2SO4晶體,其實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)室溫下,反應(yīng)CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq)達(dá)到平衡,則溶液中=________[Ksp(CaSO4)=4.8×105,Ksp(CaCO3)=3×109]。
(2)將氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其離子方程式為________;浸取廢渣時(shí),向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的是________。
(3)廢渣浸取在如圖所示的裝置中進(jìn)行。控制反應(yīng)溫度在60~70 ℃,攪拌,反應(yīng)3小時(shí)。溫度過高將會(huì)導(dǎo)致CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降,其原因是________;保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,實(shí)驗(yàn)中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作有________。
(4)濾渣水洗后,經(jīng)多步處理得到制備輕質(zhì)CaCO3所需的CaCl2溶液。設(shè)計(jì)以水洗后的濾渣為原料,制取CaCl2溶液的實(shí)驗(yàn)方案:______[已知pH=5時(shí)Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5時(shí)Al(OH)3開始溶解。實(shí)驗(yàn)中必須使用的試劑:鹽酸和Ca(OH)2]。
【答案】1.6×104 +NH3·H2O++H2O(或+NH3·H2O++H2O) 增加溶液中的濃度,促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化 溫度過高,(NH4)2CO3分解 加快攪拌速率 在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產(chǎn)生后,過濾,向?yàn)V液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH試紙測(cè)量溶液pH,當(dāng)pH介于5~8.5時(shí),過濾
【解析】
(1)反應(yīng)CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常數(shù)表達(dá)式為,結(jié)合CaSO4和CaCO3的Ksp計(jì)算;
(2)氨水與NH4HCO3反應(yīng)生成(NH4)2CO3;加入氨水抑制(NH4)2CO3的水解;
(3)溫度過高,(NH4)2CO3分解,使CaSO4轉(zhuǎn)化率下降;保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,提高CaSO4轉(zhuǎn)化率即提高反應(yīng)速率,結(jié)合反應(yīng)的特點(diǎn)從影響反應(yīng)速率的因素分析;
(4)根據(jù)工業(yè)廢渣中的成分知,浸取、過濾后所得濾渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3;若以水洗后的濾渣為原料制取CaCl2溶液,根據(jù)題給試劑,首先要加入足量鹽酸將CaCO3完全轉(zhuǎn)化為CaCl2,同時(shí)Al2O3、Fe2O3轉(zhuǎn)化成AlCl3、FeCl3,過濾除去SiO2,結(jié)合題給已知,再利用Ca(OH)2調(diào)節(jié)pH除去Al3+和Fe3+。
(1)反應(yīng)CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)達(dá)到平衡時(shí),溶液中====1.6×104。答案:1.6×104
(2)NH4HCO3屬于酸式鹽,與氨水反應(yīng)生成(NH4)2CO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4HCO3+NH3·H2O=(NH4)2CO3+H2O[或NH4HCO3+NH3·H2O(NH4)2CO3+H2O],離子方程式為HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O);浸取廢渣時(shí),加入的(NH4)2CO3屬于弱酸弱堿鹽,溶液中存在水解平衡:CO32-+NH4++H2OHCO3-+NH3·H2O,加入適量濃氨水,水解平衡逆向移動(dòng),溶液中CO32-的濃度增大,反應(yīng)CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)正向移動(dòng),促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化。答案:HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O) 增加溶液中CO32-的濃度,促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化
(3)由于銨鹽具有不穩(wěn)定性,受熱易分解,所以溫度過高,(NH4)2CO3分解,從而使CaSO4轉(zhuǎn)化率下降;由于浸取過程中的反應(yīng)屬于固體與溶液的反應(yīng)(或發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化),保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,提高CaSO4轉(zhuǎn)化率即提高反應(yīng)速率,結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)過程中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作為加快攪拌速率(即增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高浸取率)。答案:溫度過高,(NH4)2CO3分解 加快攪拌速率
(4)工業(yè)廢渣主要含CaSO4·2H2O,還含有少量SiO2、Al2O3和Fe2O3,加入(NH4)2CO3溶液浸取,其中CaSO4與(NH4)2CO3反應(yīng)生成CaCO3和(NH4)2SO4,SiO2、Al2O3和Fe2O3都不反應(yīng),過濾后所得濾渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3;若以水洗后的濾渣為原料制取CaCl2溶液,根據(jù)題給試劑,首先要加入足量鹽酸將CaCO3完全轉(zhuǎn)化為CaCl2,發(fā)生的反應(yīng)為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,與此同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,SiO2不反應(yīng),經(jīng)過濾除去SiO2;得到的濾液中含CaCl2、AlCl3、FeCl3,根據(jù)“pH=5時(shí)Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全,pH=8.5時(shí)Al(OH)3開始溶解”,為了將濾液中Al3+、Fe3+完全除去,應(yīng)加入Ca(OH)2調(diào)節(jié)溶液的pH介于5~8.5[加入Ca(OH)2的過程中要邊加邊測(cè)定溶液的pH],然后過濾即可制得CaCl2溶液。答案:在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產(chǎn)生后,過濾,向?yàn)V液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH試紙測(cè)得溶液pH,當(dāng)pH介于5~8.5時(shí),過濾
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】環(huán)戊二烯()是重要的有機(jī)化工原料,廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn);卮鹣铝袉栴}:
(1)已知:(g)= (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol 1 ①
H2(g)+ I2(g)=2HI(g) ΔH2=﹣11.0 kJ·mol 1 ②
對(duì)于反應(yīng):(g)+ I2(g)=(g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·mol 1。
(2)某溫度下,等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)③,起始總壓為105Pa,平衡時(shí)總壓增加了20%,環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為_________,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_________Pa。達(dá)到平衡后,欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有__________(填標(biāo)號(hào))。
A.通入惰性氣體 B.提高溫度
C.增加環(huán)戊烯濃度 D.增加碘濃度
(3)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體,該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下,溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是__________(填標(biāo)號(hào))。
A.T1>T2
B.a點(diǎn)的反應(yīng)速率小于c點(diǎn)的反應(yīng)速率
C.a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率
D.b點(diǎn)時(shí)二聚體的濃度為0.45 mol·L1
(4)環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵(Fe(C5H5)2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為),后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如下圖所示,其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機(jī)溶劑)。
該電解池的陽極為____________,總反應(yīng)為__________________。電解制備需要在無水條件下進(jìn)行,原因?yàn)?/span>_________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某有機(jī)物含有C、H、O三種元素,其質(zhì)譜如圖所示。將4.3 g該有機(jī)物在O2中充分燃燒,使生成物依次通過足量濃硫酸和堿石灰,濃硫酸增重2.7 g,堿石灰增重8.8 g,則:
(1)該有機(jī)物的摩爾質(zhì)量為____________g/mol。
(2)該有機(jī)物的分子式為 。
(3)1mol該有機(jī)物與足量的金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生1mol氫氣,核磁共振氫譜有兩個(gè)峰,且面積比為2∶1,請(qǐng)寫出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化合物Y具有抗菌、消炎作用,可由X制得。
下列有關(guān)化合物X、Y的說法正確的是
A. 1 mol X最多能與2 mol NaOH反應(yīng)
B. Y與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)可得到X
C. X、Y均能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)
D. 室溫下X、Y分別與足量Br2加成的產(chǎn)物分子中手性碳原子數(shù)目相等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列分離和提純的實(shí)驗(yàn)中,所選用的方法或儀器不正確的是( )
序號(hào) | A | B | C | D |
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span> | 分離食鹽水與泥沙 | 分離水和CCl4 | 制取蒸餾水 | 從濃食鹽水中得到氯化鈉晶體 |
分離方法 | 過濾 | 萃取 | 蒸餾 | 蒸發(fā) |
選用儀器 |
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國(guó)古代勞動(dòng)人民在生產(chǎn)生活中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),很多生產(chǎn)過程的操作方法與化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的物質(zhì)分離除雜方法相似。下列加有著重號(hào)的文字與對(duì)應(yīng)分離方法正確的是( 。
《本草集經(jīng)注》 | 《通州煮海錄》 | 《名醫(yī)別錄》 | 《續(xù)遵義府志》 |
凡漬藥酒,皆須細(xì)切……便可漉出 | 海陸取鹵,日曬火煎,煮海熬波,鹵水成鹽 | 凡煮湯,欲微火,令小沸……箅渣取液 | 經(jīng)月畫出蒸之……終乃得酒可飲 |
A.過濾、蒸餾、萃取、蒸發(fā)B.過濾、蒸發(fā)、萃取、蒸餾
C.蒸發(fā)、萃取、蒸餾、過濾D.萃取、蒸發(fā)、過濾、蒸餾
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】觀察下列實(shí)驗(yàn)裝置圖,按要求作答:
(1)寫出圖中實(shí)驗(yàn)操作的名稱:①_____ ③_____
(2)裝置④中所有玻璃儀器的名稱:_____,_____
(3)下列實(shí)驗(yàn)需要在哪套裝置中進(jìn)行:(填序號(hào),每套裝置僅使用一次)
從 KCl溶液中獲取KCl晶體_____;從海水中提取水_____;分離CaCO3和水_____;分離植物油和水_____.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氨催化氧化是硝酸工業(yè)的基礎(chǔ),氦氣在Pt催化劑作用下發(fā)生主反應(yīng)Ⅰ和副反應(yīng)Ⅱ:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H1=-905 kJ/mol
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H2
(1)已知:
物質(zhì)中斷裂1mol化學(xué)鍵需要的能量/kJ | NO | O2 | N2 |
629 | 496 | 942 |
則△H2=___________。
(2)以Pt為催化劑,在1L密閉容器中充入1mol NH3和2mol O2,測(cè)得有關(guān)物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系如下圖:
①該催化劑在高溫時(shí)對(duì)反應(yīng)__________更有利(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②520℃時(shí),NH3的轉(zhuǎn)化率為____________。
③520℃時(shí),反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K=________(數(shù)字計(jì)算式)。
④下列說法正確的是____________(填標(biāo)號(hào))。
A 工業(yè)上氨催化氧化生成NO時(shí),最佳溫度應(yīng)控制在840℃左右
B 增大NH3和O2的初始投料比可以提高NH3生成NO的平衡轉(zhuǎn)化率
C 投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度可以提高NH3生成NO的平衡轉(zhuǎn)化率
D 使用催化劑時(shí),可降低反應(yīng)的活化能,加快其反應(yīng)速率
⑤溫度高于840℃時(shí),NO的物質(zhì)的量減少的原因可能是____________。
(3)在有氧條件下,新型催化劑M能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。
①NH3與NO2生成N2的反應(yīng)中,當(dāng)生成1mol N2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為___________mol。
②將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體,勻速通入裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)。
反應(yīng)相同時(shí)間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如下圖所示,在50-250℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是_______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機(jī)物Y(乙酰氧基胡椒酚乙酸酯)具有抗氧化、抗腫瘤作用,可由化合物X在一定條件下合成:
下列說法正確的是( )
A. X分子中所有原子一定在同一平面上
B. X、Y分子中均含有1個(gè)手性碳原子
C. 1molX與溴水充分反應(yīng),最多消耗Br2的物質(zhì)的量為2mol
D. 1molY與NaOH溶液充分反應(yīng),最多消耗NaOH的物質(zhì)的量為4mol
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