题目内容
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5+H2O等多步反应。
(1)实验室制取氨气的化学方程式: 。
(2)“灼烧”时发生反应的化学方程式: 。
(3)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2,其离子方程式为: 。
(4)副产品X的化学式是: ;可循环利用的物质是:_____________。
(5)为了减少产品Na2S2O5中杂质含量,需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约
为 。
(6)检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是 (填编号)
①酸性高锰酸钾 ②品红溶液 ③澄清石灰水 ④饱和碳酸氢钠溶液 ⑤NaOH ⑥稀硫酸
(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O (2分)
(2)2CuS+3O22CuO+2SO2 (2分)
(3)S2O52-+2H+=2SO2↑+H2O (2分)
(4)CuSO4?5H2O (2分) CO2、H2O (2分)
(5)2∶1 (3分)
(6)①③⑥或①②③⑥ (3分)
解析试题分析:(1)实验室采取加热氯化铵和氢氧化钙来制取氨气,方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)CuS中S是-2价,有较强还原性,在空气中焙烧容易被氧化为SO2,所以发生的焙烧反应方程式为:2CuS+3O22CuO+2SO2
(3)Na2S2O5 中S的化合价为+4价,所以加硫酸放出SO2气体的过程中没有发生氧化还原反应,所以反应方程式为:S2O52-+2H+=2SO2↑+H2O
(4)因为CuS在空气中焙烧后得到的黑色固体是CuO,所以加入硫酸后反应生成了CuSO4 ,所以结晶后可得的副产品为CuSO4?5H2O晶体。
(5)反应Ⅰ为侯氏制碱法制取NaHCO3,制得的NaHCO3又加热得到Na2CO3,所以制取产品Na2S2O5 的反应物为Na2CO3和SO2,由产物化学式Na2S2O5 可知Na:S=1:1,所以控制n(Na2CO3):n(SO2)=1:2。
(6)因为Na2S2O5 具有还原性,所以加硫酸容易产生SO2气体,也能使澄清石灰水变浑浊。所以要排除SO2的干扰应该先加强氧化剂酸性高锰酸钾,然后加硫酸,若存在杂质碳酸钠,则会产生无色气体(不能使品红溶液褪色),通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则说明有碳酸钠杂质。
考点:本题考查的是化工生产流程。
【化学选修-化学与技术】(15分)
电石浆是氯碱工业中的一种废弃物,其大致组成如下表所示:
用电石浆可生产无水CaCl2,某化工厂设计了以下工艺流程:
已知氯化钙晶体的化学式是:CaCl2·6H2O;H2S是一种酸性气体,且具有还原性。
⑴反应器中加入的酸应选用___________________。
⑵脱色槽中应加入的物质X是_______________;设备A的作用是______________;设备B的名称为________________;设备C的作用是____________________。
⑶为了满足环保要求,需将废气H2S通入吸收池,下列物质中最适合作为吸收剂的是____________ _。反应的化学方程式为_________________。
A.水 | B.浓硫酸 | C.石灰乳 | D.硝酸 |
⑸氯碱工业离子方程式_____________________。
钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率。
请回答下列问题:
(1)氢写出Ti原子的核外电子排布式______。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭、氯气反应得到四氯化钛的化学方程式 。
(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因: 。
(4)由TiCl4→Ti 需要在Ar气中进行,反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于 ℃即可。
| TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti |
熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
(5)CH3OH(l)的燃烧热△H=-726.5kJ/mol,请写出甲醇燃烧的热化学方程式 。以甲醇和氧气(或空气)、电解液为Li2CO3和K2CO3的熔融物组成燃料电池,该电池负极反应式为__________________。
由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g)。若不考虑生产过程中物质的任何损失,上述产业链中每合成9mol甲醇,至少需额外补充H2 mol。
(11分)Ⅰ.“中东有石油,中国有稀土”。稀土金属是我国战略性资源,应加以保护。稀土金属是周期表中ⅢB族中钪、钇和镧系十七种元素的总称,都是很活泼的金属,性质极为相似,常见化合价为+3价。钇(Y)元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的钇矿石(Y2FeBe2Si2O10),以此矿石为原料生产氧化钇(Y2O3)的主要流程如下:
已知:①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表:
离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
Y3+ | 6.0 | 8.2 |
②在周期表中,铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似。
(1)欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。则最好选用盐酸和 (填字母)
两种试剂,通过必要的操作即可实现。
A.NaOH溶液 B、氨水 C、CO2 D、HNO3
(2)流程图中用氨水调节pH=a时生成沉淀的化学式为 ,继续加氨水调至pH=b,此时发生反应的离子方程式为 。
(3)沉淀C为草酸钇,写出草酸钇隔绝空气加热生成Y2O3的化学方程式: 。
Ⅱ镧系元素铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素,在加热的条件下CeCl3易发生水解。
(4)无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备,其中NH4Cl的作用是___
。
(5)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节pH≈3,Ce3+通过反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离, 写出反应的离子方程式 。
某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4,其工艺流程如下:
下列推断不合理的是 ( )。
A.生成1 mol(NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3 |
B.CO2可被循环使用 |
C.往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4的生成 |
D.直接蒸干滤液即可得到纯净的(NH4)2SO4 |
某地农田土壤胶体的胶粒带负电荷,若在该农田里施加含氮量相等的下列化肥,有效成分利用率最差的是( )
A.(NH4)2SO4 | B.NH4HCO3 | C.NH4NO3 | D.NH4Cl |