现有一瓶明矾溶液,试设计实验验证其中含有的离子。
用CaSO4代替O2与燃料反应是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,如图1所示。 燃烧器中反应① 1/4CaSO4(s) + H2(g) = 1/4CaS(s) + H2O(g) △H1 (主反应) 反应② CaSO4(s) + H2(g) = CaO(s) + SO2(g)+ H2O(g) △H2(副反应) 再生器中反应:1/2 CaS(s) + O2(g) = 1/2CaSO4(s) △H3 (1)气化反应器中发生反应的化学方程式是。 (2)燃烧器中SO2物质的量分数随温度T、压强p (MPa)的变化曲线见图2,从图2中可以得出三条主要规律: ①其他条件不变,温度越高,SO2含量越高;②;③; 由图2,为减少SO2的排放量,可采取的措施是。 (3)该燃烧技术中可循环的物质除CaSO4、CaS外,还有(写名称)。 (4)在一定条件下,CO可与甲苯反应,在其苯环对位上引入一个醛基,产物的结构简式为。 (5)欲采用氯化钯(PdCl2)溶液除去H2中的CO,完成以下实验装置图: (注:CO + PdCl2 + H2O = CO2 + Pd + 2HCl)
氯气是重要的化工原料,有广泛的用途。 (1)氯气的电子式是______。 (2)电解饱和食盐水制氯气的离子方程式是______。 (3)工业上用H2和Cl2反应制HCl,反应的能量变化如图所示: ①该反应的热化学方程式是______。 ②实验室配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在稀盐酸中,请结合离子方程式用平衡移动原理解释原因______。 (4)新制饱和氯水中存在:Cl2+H2OHCl+HClO,为使平衡向正反应方向移动,下列措施可行的是______。 a.加少量NaOH固体b.加CaCO3固体c.加NaCl固体 (5)“氯胺(NH2Cl)消毒法”是在用液氯处理自来水的同时通入少量氨气,发生反应:Cl2+NH3=NH2Cl+HCl。NH2Cl能与水反应生成可以杀菌消毒的物质,该反应中元素的化合价不变。 ①NH2Cl与水反应的化学方程式是______。 ②在Cl2+NH3=NH2Cl+HCl中,每消耗11.2 L Cl2(标准状况下),转移电子______mol。
某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂(LiCoO2)的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的,可以再生利用。某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。 (1)25℃时,用图1所示装置进行电解,有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出,且两极均有气泡产生,一段时间后正极粉与铝箔剥离。 ①阴极的电极反应式为:LiCoO2 + 4H+ + e- ="==" Li+ + Co2+ + 2H2O 、。 阳极的电极反应式为。 ②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响,一定条件下,测得其变化曲线如图2所示。当c(H2SO4) > 0.4 mol·L-1时,钴的浸出率下降,其原因可能为。 (2)电解完成后得到含Co2+的浸出液,且有少量正极粉沉积在电解槽底部。用以下步骤继续回收钴。 ①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式。该步骤一般在80℃以下进行,温度不能太高的原因是。 ②已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,下列关系中正确的是(填字母序号)。 a.c (NH4+)> c(C2O42-)>c (H+)>c (OH-) b.c (H+) +c (NH4+) ="c" (OH-) + c(HC2O4-)+c(C2O42-) c.c (NH4+)+ c (NH3•H2O) = 2[c(C2O42-) + c(HC2O4-) + c(H2C2O4)] (3)已知所用锂离子电池的正极材料为x g,其中LiCoO2(M =" 98" g·mol-1)的质量分数为a%,则回收后得到CoC2O4•2H2O (M =" 183" g·mol-1)的质量不高于g。
含氮化合物是重要的化工原料。存在如下转化关系: (1)工业上常用浓氨水检验氯气管道是否泄漏。 ①氨气溶于水的过程中存在的平衡有(用离子方程式表示)。 ②向固体氧化钙中滴加浓氨水,可用于实验室制取少量氨气,简述原理。 (2)转化Ⅱ中发生的系列反应,在工业上可以用来制备硝酸,写出①中反应的化学方程式为。 (3)现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱。转化Ⅲ中部分反应如下: NH3+CO2+H2O NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl(饱和) NaHCO3↓+NH4Cl。 ①转化Ⅲ中有NaHCO3沉淀析出的原因是。 ②欲测定某工业纯碱样品中Na2CO3的质量分数,某同学设计方案如下: 准确称取10.00g样品,加入过量的盐酸,充分反应,蒸干、冷却后称量。反复加热、冷却、称量,直至所称量的固体质量几乎不变为止,此时所得固体的质量为10.99g。样品中碳酸钠的质量分数为。 (4)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2一)燃料电池,具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点。工作原理如图所示: ①固体氧化物作为电池工作的电解质,O2一移向(填字母)。 A.电极a B.电极b ②该电池工作时,电极a上发生的电极反应为。
高纯硅晶体是信息技术的重要材料。 (1)在周期表的以下区域中可以找到类似硅的半导体材料的是______(填字母)。 A.过渡元素区域B.金属和非金属元素的分界线附近 (2)工业上用石英和焦炭可以制得粗硅。已知: 写出用石英和焦炭制取粗硅的热化学方程式______。 (3)某同学设计下列流程制备高纯硅: ①Y的化学式为______。 ②写出反应Ⅰ的离子方程式。 ③写出反应Ⅳ的化学方程式。 ④步骤Ⅵ中硅烷(SiH4)分解生成高纯硅,已知甲烷分解的温度远远高于硅烷,用原子结构解释其原因是。 (4)将粗硅转化成三氯硅烷(SiHCl3),进一步反应也可以制得粗硅。其反应: SiHCl3 (g) + H2(g) Si(s) + 3HCl(g),不同温度下,SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比(反应初始时各反应物的物质的量之比)的变化关系如图所示。下列说法正确的是(填字母)。 A.该反应是放热反应 B.横坐标表示的投料比应该是 C.该反应的平衡常数随温度升高而增大 D.实际生产中为提高SiHCl3的利用率,可以适当增大压强