某兴趣小组的学生根据活泼金属Mg与CO2发生反应，推测活泼金属钠也能与CO2发生反应，因此实验小组用下列装置进行“钠与二氧化碳反应”的实验探究（尾气处理装置已略去）。
已知：常温下，CO能使一些化合物中的金属离子被还原。
例如：PdCl2＋CO＋H2O＝Pd↓＋CO2＋2HCl
反应生成黑色的金属钯，此反应也可用来检测微量CO的存在。
请回答下列问题：
（1）通常实验室制取CO2气体的离子方程式是 ，为了使制气装置能“随开随用，随关随停”，上图A处应选用的装置是 （填写“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）。若要制取干燥、纯净的CO2气体，装置B中应盛放的试剂是 溶液，装置C中应盛放的试剂是 。
（2）假设CO2气体为足量，在实验过程中分别产生以下①、②两种不同情况，请分析并回答问题：
①若装置F中溶液无明显变化，装置D中生成两种固体物质，取少量固体生成物与盐酸反应后，有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式是 。
②若装置F中有黑色沉淀生成，装置D中只生成一种固体物质，取少量该固体与盐酸反应后，也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式是 。
(17分)海水是巨大的资源宝库，工业上从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）可以用淀粉-KI试纸检验操作I中是否有溴生成，其操作方法是___________________。
（2）操作Ⅱ发生反应的离子方程式为_____________；可以用碳酸钠溶液代替操作Ⅱ中的二氧化硫水溶液，生成物中溴的化合价分别为+5和-1价，操作Ⅲ中如果用稀硫酸代替氯气，则操作Ⅲ中发生反应的离子方程式为______。
（3）溴苯是一种化工原料，可以用溴和苯反应合成。实验室合成溴苯的装置示意图如下：
下表为苯、溴和溴苯的相关数据：
| |
苯 |
溴 |
溴苯 |
| 密度/g·cm-3 |
0.88 |
3.10 |
1.50 |
| 沸点/℃ |
80 |
59 |
156 |
| 水中溶解度 |
微溶 |
微溶 |
微溶 |
回答下列问题：
（4）在A中加入30 .0mL无水苯和少量铁屑。在B中小心加入8.0 mL液态溴。向A中滴加液溴，反应一段时间后，点燃酒精灯加热蒸馏。
①在该实验中，B装置的名称是__________，A的容积最适合的是_________(填编号)
a．25mL b．50mL c．100mL d．250mL
②收集溴苯时，应根据_________(填“C1”或“C2”)所显示的温度，其温度应为_________。
③在反应开始后到收集溴苯之前，应先将F装置连接在D装置后，用它可承接的物质有_______(填化学式)。
④某化学小组设计如下实验方案，证明苯和溴发生的是取代反应而不是加成反应。
第一步：取少量反应后F装置中的溶液于试管中；第二步：向其中加入过量的稀硝酸；第三步：继续滴加少量的硝酸银溶液。如果有浅黄色沉淀生成则证明苯和溴发生的是取代反应。
该实验方案__________(填“合理”或“不合理”)，理由是__________________。
(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。
（1）利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下前实现如下变废为宝的过程：
mCeO2
(m-x)CeO2
xCe+xO2
(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2
mCeO2+xH2+xCO
上述过程的总反应平衡常数表达式为 。该反应能量转化方式为 。
（2）CH3OH、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极电极反应式为 。该电池反应可获得K2CO3溶液，某温度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12，若忽略CO32-的第二级水解，则CO32- +H2O
HCO3-+OH-的平衡常熟Kh= 。
（3）氯碱工业是高耗能产业，下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30％以上。
①电解过程中发生反应的离子方程式是 ，阴极附近溶液PH (填“不变”、“升高”或“下降”)。
②如果粗盐中SO42-含量较高，精制过程需添加钡试剂除去SO42-，证明SO42‾已经完全沉淀的方法是 。
现代工艺中更多使用BaCO3除SO42-，请写出发生反应的离子方程式 。
③图中氢氧化钠溶液的质量分数a％ b％(填“>”、‘‘=”或“<”)，，燃料电池中正极上发生的电极反应为 。
B．制备水杨酸对正辛基苯基酯（
）如下：
步骤一：将水杨酸晶体投入三颈烧瓶中，再加入氯苯，搅拌溶解后，加入无水三氯化铝。
步骤二：按图所示装置装配好仪器，水浴加热控制温度在20～40℃之间，在搅拌下滴加SOCl2，反应制得水杨酰氯。
该反应为：
（水杨酸）＋SOCl2—→
（水杨酰氯）＋HCl↑＋SO2↑
步骤三：将三颈烧瓶中的混合液升温至80℃，再加入对正辛苯酚[
]，温度控制在100℃左右，不断搅拌。
步骤四：过滤、蒸馏、减压过滤；酒精洗涤、干燥。
（1）步骤一中加入三氯化铝的作用是 。
（2）实验时，冷凝管中的水应从 进 出（选填“a”或“b”）；装置c的作用是 。
（3）步骤三中发生反应的化学方程式为 。
（4）步骤四减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用的硅酸盐材料的仪器有 。
（5）步骤四减压过滤时，有时滤纸会穿孔，避免滤纸穿孔的措施是 。
目前正在研究和已经使用的储氢合金有镁系合金、稀土系合金等。
（1）已知：Mg(s)+H2(g)＝MgH2(s) △H1＝－74.5 kJ·mol－1
Mg2Ni(s)+2H2(g)＝Mg2NiH4(s) △H2 ＝－64.4 kJ·mol－1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)＝2Mg(s)+ Mg2NiH4(s) △H3，则△H3 = kJ·mol－1。
（2）工业上用电解熔融的无水氯化镁获得镁。其中氯化镁晶体脱水是关键工艺之一，一种氯化镁晶体脱水的方法是：先将MgCl2·6H2O转化为MgCl2·NH4C1·nNH3（铵镁复盐），然后在700℃脱氨得到无水氯化镁，脱氨反应的化学方程式为 。
（3）储氢材料Mg(AlH4)2在110～200℃的反应为：Mg(AlH4)2＝MgH2+2Al+3H2↑。生成2.7gAl时，产生的H2在标准状况下的体积为 L。
（4）采用球磨法制备Al与LiBH4的复合材料，并对Al－LiBH4体系与水反应产氢的特性进行下列研究：
①下图为25℃水浴时每克不同配比的Al－LiBH4复合材料与水反应产生H2体积随时间变化关系图。由下图可知，下列说法正确的是 （填字母）。
a．25℃时，纯铝与水不反应
b．25℃时，纯LiBH4与水反应产生氢气
c．25℃时，Al－LiBH4复合材料中LiBH4含量越高，1000s内产生氢气的体积越大
②下图为25℃和75℃时，Al－LiBH4复合材料[w (LiBH4)=25%]与水反应一定时间后产物的X－射线衍射图谱（X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。
从图中可知，25℃时Al－LiBH4复合材料中与水完全反应的物质是 （填化学式）。
（5）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：
①某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度为a mol·L－1，平衡时苯的浓度为b mol·L－1，该反应的平衡常数K＝ 。
②一定条件下，下图装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。生成目标产物的电极反应式为 。
(15分)利用废铝箔(主要成分为Al、少量的Fe、Si等)既可制取有机合成催化剂AlBr3又可制取净水剂硫酸铝晶体[A12(SO4)3•18H2O]。
I．实验室制取无色的无水AlBr3(熔点：97.5℃，沸点：263.3～265℃)可用如图所示装置，主要实验步骤如下：
步骤l：将铝箔剪碎，用CCl4浸泡片刻，干燥，然后投入到烧瓶6中。
步骤2：从导管口7导入氮气，同时打开导管口l和4放空，一段时间后关闭导管口7和1；导管口4接装有P2O5的干燥管。
步骤3：从滴液漏斗滴入一定量的液溴于烧瓶6中，并保证烧瓶6中铝过剩。
步骤4：加热烧瓶6，回流一定时间。
步骤5：将氮气的流动方向改为从导管口4到导管口l。将装有P2O5的干燥管与导管口1连接，将烧瓶6加热至270℃左右，使溴化铝蒸馏进入收集器2。
步骤6：蒸馏完毕时，在继续通入氮气的情况下，将收集器2从3处拆下，并立即封闭3处。
（1）步骤l中，铝箔用CCl4浸泡的目的是 。
（2）步骤2操作中，通氮气的目的是 。
（3）步骤3中，该实验要保证烧瓶中铝箔过剩，其目的是 。
（4）步骤4依据何种现象判断可以停止回流操作 。
（5）步骤5需打开导管口l和4，并从4通入N2的目的是 。
II．某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH关系如图所示。
实验中可选用的试剂：①处理过的铝箔；②2.0 mol•L-1硫酸；③2.0mol•L-1NaOH溶液。
（6）由铝箔制备硫酸铝晶体的实验步骤依次为：
①称取一定质量的铝箔于烧杯中，分次加入2.0 mol•L-1NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止。
②过滤。
③ 。
④过滤、洗涤。
⑤ 。
⑥蒸发浓缩。
⑦冷却结晶。
⑧过滤、洗涤、干燥。
粤公网安备 44130202000953号