(8分,每空2分)用MnO2和浓盐酸反应制Cl2,当有0.4molHCl被氧化时,生成的Cl2全部用石灰水吸收,回答下列问题:
(1)写出用MnO2和浓盐酸反应制Cl2的离子方程式:
(2)计算生成Cl2的体积是多少L(标准状况下)?
(3)写出生成漂白粉的化学反应方程式 ,
利用生成的Cl2可制得漂白粉的质量是 克。
含氮废水进入水体中对环境造成的污染越来越严重。某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水中的NO3-还原成N2,从而消除氮污染。
(1)配平以下有关的离子反应方程式:
NO3-+
Al+
H2O―→
N2↑+
Al(OH)3+
OH-
(2)以上反应中失电子的物质是 ,每生成1 mol还原产物,将有 电子发生转移。
(3)现需除去1 m3含氮0.3 mol的废水中的NO3-(设氮元素都以NO3-的形式存在),则至少需要消耗金属铝的物质的量为
(4)该小组对某无色溶液所含离子进行分析,若溶液中只含有下列8种离子中的某几种:Na+、H+、Mg2+、Ag+、Cl-、OH-、HCO3-、NO3-。已知该溶液可与Al2O3反应则:
①该溶液与Al2O3反应后有Al3+生成,则原溶液中一定含有________,一定不会含有大量的________。
②该溶液与Al2O3反应后有AlO2-生成,则原溶液中一定含有________,可能含有大量的________。
③写出该溶液与Al2O3反应生成AlO2-的离子方程式:___________________。
甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒,两池中均为饱和NaCl溶液,请回答下列问题:
(1)甲池中碳极上电极反应式是________________,甲池铁极上电极反应属于 。(填“氧化反应”或“还原反应”)
(2)写出乙池中总反应的离子方程式______________________。
(3)将湿润的淀粉KI试纸放在乙池碳极附近,发现试纸变蓝,待一段时间后又发现蓝色褪去。这是因为过量的Cl2将生成的I2又氧化。若反应的Cl2和I2物质的量之比为5∶1,且生成两种酸,该反应的化学方程式为______________________________。
现有一包白色粉末,其中可能含有Ba(NO3)2、CaCl2、K2CO3、Na2SO4现做以下实验:
①将部分粉末加入水中,振荡,有白色沉淀产生:
②向①的悬浊液中加入过量稀盐酸,白色沉淀部分溶解,并有气泡放出:
③取少量②的上层清液滴入硝酸银溶液,有白色沉淀生成。
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1)判断原白色粉末中肯定含有, ,可能含有 。
(2)写出上述实验中一定发生的有关反应的离子反应方程式: 。
工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,Fe2O3等)提取Al2O3做冶炼铝的原料,由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下图所示:(已知:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)
(1)钢材镀铝后,抗腐蚀性能会大大增强,其原因是 。
(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮而除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有 ,固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在 _。
(3)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,则铝和氧化铁反应的化学方程式为 。
(4)向滤液中通入过量CO2所发生反应的离子方程式为 。
(5)镀铝电解池中,金属铝为阳极,熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4-形式存在,则阳极的电极反应式为_ 。
(15分)铝及其化合物用途广泛
(1)铝元素的离子结构示意图为
(2)下列实验能说明Al的金属性(原子失电子能力)小于Na的是 (填序号)。
a.分别将Na和Al同时放人冷水中
b.测定等物质的量的Na和A1与酸反应生成H2的体积
c.向Al(OH)3悬浊液中加人足量NaOH溶液
d.用pH计测量NaCl溶液与AlC13溶液的pH
(3)工业上,用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝,每生产1吨Al,阳极大约会损失0.6吨的石墨,则石墨被氧化为 (填化学式)。
(4)碳在高温下与Al2O3反应生成Al4C3固体和CO2该反应每转移1 mol电子,吸热a kJ,该反应的热化学方程式为____
(5)室温下,往0.2 mol·L-1 Al2 ( SO4)3溶液中逐滴加人1.0 mol·L-1 NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图所示
①a点溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示)_______
②c→d时,A1元素的主要存在形式是 (填化学式)
③根据图中数据计算,A1(OH)3的KSP ≈ 。
CuCl是应用广泛的有机合成催化剂,可采取不同方法制取。
方法一 铜粉还原CuSO4溶液
已知:CuCl难溶于水和乙醇,在水溶液中存在平衡:CuCl(白色)+ 2Cl- [CuCl3]2-(无色溶液)。
(1)将废铜板浸入热的H2SO4溶液中,并通入空气,可以生成CuSO4。该反应的离子方程式为 。
(2)①中,“加热”的目的是 ,当观察到 现象,即表明反应已经完全。
(3)②中,加入大量水的作用是 。
(4)潮湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化。上述流程中,为防止水解和氧化所添加的试剂或采取的操作是 。
方法二 铜电极电解饱和食盐水(实验装置如图)
(5)阳极的电极反应式为 。
(6)实验开始时,阳极附近没有产生CuOH沉淀的原因是 。(已知:Ksp(CuCl)=1.2×10-6,Ksp(CuOH)=1.2×10-14)
研究碳及其化合物有重要意义。
(1)科学家用CO2和H2生产甲醇做燃料。
已知:甲醇的燃烧热ΔH= -726.5kJ/mol;氢气的燃烧热ΔH= -285.8kJ/mol;
则常温常压下,CO2(g)和H2(g)反应生成CH3OH(l)的热化学方程式 。
(2)460℃时,在4L密闭容器中充入1mol CO2和3.25mol H2,在一定条件下反应,测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化关系如图所示。
①从反应开始到3min时,H2O(g)的平均反应速率 ,
②下列措施中既能加快反应速率又能使H2的转化率增大的是 ,
A.使用更有效的催化剂 |
B.在原容器中再充入1mol CO2 |
C.在原容器中再充入1mol He |
D.缩小容器的体积 |
E、将甲醇及时分离出来
③若该反应的焓变为ΔH,则下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。
④该条件下,此反应的化学平衡常数为 。
(3)科学家研究发现,还可以用电催化法将CO2还原为碳氢化合物。原理如下图所示(电解质溶液是一种钾盐)。若CxHy为C2H4,则该原理的总反应式为为: 。
(4)已知
化学式 |
电离平衡常数 |
HCN |
K=4.9×10-10 |
H2CO3 |
K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11 |
①25℃时,测得HCN和NaCN的混合溶液的pH=11,则c(HCN)/c(CN-)=_________。
②向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的离子方程式为:________________。
(1)已知下列反应在一定条件下可以发生:
H 2 O 2 +2Fe 2+ +2H + ="2Fe" 3+ +2H 2 O H 2 O 2 +2Fe 3+ ="2Fe" 2+ +O 2 ↑+2H +
(1)在以上反应中Fe 2+ 实际上起着_________作用,总反应式为______________。
(2)I 2 也与Fe 2+ 一样发生上述类似反应,类比(1)在下面填入配平的合适的化学反应方程式:
H2O2 +I2 =2HIO______________总反应式为_______________。
(3)在H 2 SO 4 和KI的混合溶液中加入足量的H2O2 ,放出大量的无色气体,溶液呈棕色,并可以使淀粉变蓝。有学生认为该反应的离子方程式为:H2O2 +2I-=I2 +O2↑+2H+ ,这个方程式正确吗?__________。若正确,理由是(若认为不正确,该步不必作答)___________。若不正确,原因是(若认为正确,该步不必作答)__________________,并写出正确的化学反应方程式为(若是离子反应,写出离子反应式,没有离子反应的,写出化学反应方程式):________________。
黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe3O4。
(1)将0.5molSO2(g)和0.48molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.48mol/L。则该条件下SO2的平衡转化率为 。
(2)若锻烧12gFeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出19.66kJ热量,产生的SO3与水全部化合生成H2SO4,放出26.06kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式: 。
(3)将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于稀H2SO4后,加入铁粉,可制备FeSO4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性,其目的是 。
(4)从吸收塔排出的尾气中SO2先用足量氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐,写出有关反应的化学方程式: 、 。
SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于海水提溴过程中吸收潮湿空气中的Br2,则SO2吸收Br2的离子方程式是 。
Al2O3、Al(OH)3都是重要化工原料。根据要求回答问题:
Ⅰ、电解法制高品质Al(OH)3装置如下(中间用离子交换膜隔开):
4Na[Al(OH)4]+2H2O4Al(OH)3↓+4NaOH+O2↑+2H2↑
(1)产物Al(OH)3在 区(填“阴极”或“阳极”)沉积;
(2)电解中转移2mol e—时,将制得__________mol的Al(OH)3。
Ⅱ、制取纳米Al2O3需要纯净的硫酸铝。现有0.05mol·L-1硫酸铝溶液,经检测,含有Fe2+、Fe3+。可按下述操作提纯:往溶液中加足量H2O2充分反应,再用试剂X调节溶液pH=3.5。(室温下,0.1mol·L-1的Fe2+、Al3+开始沉淀的pH分别为7.0和3.7,Fe3+完全沉淀的pH=3.2)
(3)纳米氧化铝分散在分散剂中将形成胶体。则纳米氧化铝的直径约为_________m。
(4)检验硫酸铝溶液含有Fe3+时,所采用的试剂及现象是_____________________。
(5)往溶液中加入H2O2的作用是 (用离子方程式表示)。
(6)加入的X试剂(填选项编号)是 。
A.CuO | B.Al(OH)3 | C.NaOH | D.NaHCO3 |
若调节后溶液的pH偏离3.5,可能带来的后果是__________________________。
元素铬及其化合物工业用途广泛,但含+6价铬的污水会损害环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的,处理该废水常用直接沉淀法或还原沉淀法。
I.直接沉淀法
(1)已知含铬废水中存在着平衡:。在实际工业生产中,加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成,则生成沉淀的化学式为 。
Ⅱ,还原沉淀法
(2)下列溶液中可以代替上述流程中溶液的是 (填选项序号)。
A.FeSO4溶液 | B.浓H2SO4溶液 |
C.酸性KMnO4溶液 | D.Na2SO3溶液 |
(3)上述流程中,每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole-,则加入Na2S2O3溶液时发送反应的离子方程式为 。
(4)Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,原因可用离子方程式表示: 。
(5)实际工业生产中有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量,其原理是Mn++nNaR=nNa++MRn,其中NaR为阳离子交换树脂,Mn+为要测定的离子。
①阳离子交换树脂的原材料质疑是聚苯乙烯,其单体为苯乙烯(),聚苯乙烯的化学式为 。
②某次测定过程中,将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后,测的溶液中Na+比交换前增加了4.6×10-2g/L,则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为 。
(10分)硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业.某研究小组设计SnSO4制备路线如下:
查阅资料:
Ⅰ.酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化.
Ⅱ.SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡
回答下列问题:
(1)锡原子的核电荷数为50,与碳元素属于同一主族,锡元素在周期表中的位置是 .
(2)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解,请用平衡移动原理解释原因 .
(3)加入Sn粉的作用有两个:①调节溶液pH ② .
(4)反应Ⅰ得到沉淀是SnO,得到该沉淀的离子反应方程式是 .
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,发生反应的离子方程式是 .
(12分)某反应中反应物与生成物有:FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。
(1)将上述反应设计成原电池如图甲所示,请回答下列问题:
①图中X溶液的溶质是____(填化学式),Cu电极上发生的电极反应方程式为 。
②原电池工作时,盐桥中的_____________ (填“K+”或“Cl-”)不断进入X溶液中。
(2)将上述反应设计成电解池如图乙所示,乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量关系如图丙,请回答下列问题:
①M是直流电源的__________极;图丙中的②线是_________的物质的量的变化。
②当电子转移为2mol时,向乙烧杯中加入________ L5mol·L-1NaOH溶液,才能使溶液中所有的金属阳离子沉淀完全。
(3)铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂,具有很多优点。
①高铁酸钠生产方法之一是电解法,其原理为Fe+2NaOH+2H2ONa2FeO4+3H2↑,则电解时阳极的电极反应方程式为__________________________________。
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化钠和水,该反应的离子方程式为___________________________________。