题目内容

(12分)、高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下:

已知:①  2KOH + Cl2 → KCl + KClO + H2O(条件:温度较低)
②  6KOH + 3Cl2 → 5KCl + KClO3 + 3H2O(条件:温度较高)
③  2Fe(NO3)3 + 2KClO + 10KOH → 2K2FeO4 + 6KNO3 + 3KCl + 5H2O
回答下列问题:
⑴该生产工艺应在   __   (填“温度较高”或“温度较低”)的情况下进行;
⑵写出工业上制取Cl2的化学方程式        __          
⑶配制KOH溶液时,是在每100 mL水中溶解61.6 g KOH固体(该溶液的密度为1.47 g/mL),它的物质的量浓度为     __     
⑷在“反应液I”中加KOH固体的目的是           __             
A.与“反应液I”中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO
B.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
C.为下一步反应提供反应物
D.使副产物KClO3转化为 KClO
⑸从“反应液II”中分离出K2FeO4后,会有副产品   _     (写化学式),它们都是重要的化工产品,具体说出其中一种物质的用途   _    
(1)温度较低(2分)
(2)2NaCl + 2H2O  2NaOH + H2↑ + Cl2↑(2分)
(3)10 mol/L(2分)(4)AC(2分)
(5)KNO3  KCl(2分),  KNO3可用于化肥,炸药等(合理就给分)(2分)
⑴根据工艺流程图,反应液I除去KCl主要是KClO溶液,氯气在较低温度下和KOH反应才得到KClO,所以,应在较低温度下进行。
⑵工业上制取Cl2是电解饱和的食盐水,化学方程式:2NaCl + 2H2O  2NaOH + H2↑ + Cl2
⑶所配KOH溶液的物质的量浓度为:n(KOH )="61.6" /56="1.1mol" 溶液体积V=(100+61.6)/1.47=110ml  C(KOH)=" 1.1mol/0.11L=10" mol/L
⑷在“反应液I”中加KOH固体的目的是:除去“反应液I”中过量的Cl2;为下一步反应提供反应物,所以选AC
⑸从“反应液II”中分离出K2FeO4后,根据元素守恒,会有副产品KNO3、 KCl,其中KNO3的主要用途是制化肥、制炸药等。
练习册系列答案
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(12分)随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”。为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。
部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示:
物质
VOSO4
V2O5
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
可溶
难溶
难溶
易溶
该工艺的主要流程如下。

请回答下列问题:
(1)请写出加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式                     
(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率,此过程中产生了一连串的中间体(如下左图)。其中a、c二步的化学方程式可表示为
                                                             

(3)该工艺中沉矾率是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据上右图试建议控制氯化铵系数和温度:                     
(4)经过热重分析测得:NH4VO3在焙烧过程中,固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如右图所示。则NH4VO3在分解过程中        

A.先分解失去H2O,再分解失去NH3 
B.先分解失去NH3,再分解失去H2O
C.同时分解失去H2O和NH3                 
D.同时分解失去H2、N2和H2O
(本题共15分)空气中CO2浓度的持续走高引起人们的高度重视。一些科学家认为,人类不仅要努力减少CO2的排放,还要尽快想办法清除空气中过多的CO2。为此,他们设想了一系列“捕捉”和“封存” CO2的方法。
小题1:方法Ⅰ:一些科学家利用太阳能加热的反应器“捕捉”空气中的CO2,如下图所示。

(1)步骤一中的CaO俗称            
(2)步骤二中发生反应的化学方程式是            ,该反应            (填“是”或“不是”)步骤一中反应的逆反应。
小题2:方法Ⅱ:另一些科学家利用NaOH溶液的喷淋“捕捉”空气中的CO2,如右图所示。

(1)NaOH溶液喷成雾状是为了                 
(2)右图a环节中,物质分离的基本操作是          
(3)为了尽量减少成本,在整个流程中,循环利用的物质有CaO和            
小题3:下列溶液中,同样能用于“捕捉”二氧化碳的是(   )。
A.KNO3溶液B.CaCl2溶液C.CuSO4溶液D.Na2CO3溶液
小题4:研究发现,上述两种方法虽然在化学原理上都是可行的,但在实际应用中仍存在很多问题,例如:(  )。
①方法Ⅰ将受到地域的限制
②方法Ⅱ的能耗太大
③方法Ⅰ中使用的是氧化钙颗粒而不是氧化钙粉末
④方法Ⅱ中的物质可以循环利用,但方法Ⅰ中的却不能
A.①③B.①②C.②④D.③④
小题5:“捕捉”到的二氧化碳,一部分可以用于生产;一部分则设想注入深海中“封存”起来。但过多的二氧化碳会导致海水水质的变化,最终殃及海洋生物,其原因是           (用化学方程式表示)。
可见,要真正实现“碳捕捉”和“碳封存”的设想,科学家任重而道远。

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