摘要:纯碱是重要化工产品.工业上的侯氏制碱法是用食盐.水.氨.二氧化碳为原料制取的.已知①NaCl.NaHCO3.NH3.CO2的溶解度曲线如图示意,②生产纯碱可分两个阶段:Ⅰ.向饱和食盐水中导入NH3.CO2.便有小苏打晶体析出,Ⅱ.煅烧小苏打晶体便得纯碱.问(1)写出制得纯碱的有关反应的化学方程式.(2)第Ⅰ阶段向饱和食盐水中通入的两种气体应先通CO2还是先通NH3.还是两者同时通入?为什么?

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(一)选择题

1.C2.C3.A4.B5.C6.B7.D8.A、B9.D10.AB11.B、C12.C13.D14.C15.C16.C17.D18.B19.A、D20.A21.B22.D23.B24.C25.D26.C27.B28.D29.A、D30.B

(二)非选择题

1.有关反应为

Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO+2H2O……(1)

Fe(NO3)3Fe2O3+3NO2+O2……(2)

3NO2+O2+H2O3HNO3……(3)

NO+O2+H2OHNO3……(4)

由逆向推,反应(4)中n(NO)=这正好是反应(1)中消耗的n(Fe)。故耗铁的质量m(Fe)=0.04mol×56g/mol=2.24gA中溶质为(3)、(4)反应中生成的HNO3,根据氮原子守恒规则,正好是反应(1)中消耗的HNO3,所以A中HNO3质量:m(HNO3)=0.04mol×4×63g/mol=8.82g答(略)

2.NH3?H2O+SO2=NH4+HSO3或2NH3?H2O+SO2=2HN4+SO+H2O

2NO2+2OH=NO3+NO2+H2O

CaCO3+2H=Ca2+H2O+CO2?

3.解析题目给予的条件较多,海水中有D物质存在,且A、B元素均为常见的元素,可推知D可能为MgCl2。并由此推出A单质是Ba,B单质是Mg,X为Cl2或HCl,E为BaCl2

答案:(1)Cl2或HCl

(2)MgCl2+Ba(OH2)BaCl2+Mg(OH)↓(3)Ba2+SOBaSO4

4.P4、X:P2O5Y:HPOZ:H3PO4

5.(1)S~CaSO4?2H2O

1mol172g

x

x=76780g=76.78kg

(2)若溶液中溶质全为Na2SO3,则Na=2mol?L-1×0.2L=0.4mol,Na2SO3质量为0.2mol×126g/mol=25.2g<33.4g;

若溶质是NaHSO3,则质量是:

0.4mol×104g/mol=41.6g>33.4g

所以,33.4g溶质是Na2SO3和NaHSO3的混合物。

设Na2SO3的物质的量为x,NaHSO3为y

解得:x=0.1mol,y=0.2mol

6.(1)6HCl+KClO3KCl+3Cl2+3H2O(2)0.5mol电子(3)73.3

7.①以防止试管C内Na2O2和外界相通时发生吸潮现象②浓H2SO4Na2O2与干燥的CO2不反应③带火星的小木条在试管B的液面上剧烈燃烧,同时黄色粉末变成白色粉末④2Na2O2+2C18O2+2H=2Na2C18O3+2H2O+O2?

8.(1)从周期表位置上下关系看,金属性Mg>Li,从周期表位置左右关系看,金属性Li>Mg,所以处在以上图对角关系的两个元素,化学性质往往相似。

(2)两性H2BeO2+2OHBeO+2H2O,Be(OH)2+2HBe2+2H2O(3)原子

9.(1)球碳分子C60?(2)星际中存在的应是球碳分子C60,火山口发现的应是金刚石。

10.(1)含Ba2、Ca2离子中的一种或两种,因BaSO4难溶,CaSO4微溶。(2)Fe(OH)3(3)2AlO2+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+CO或AlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3

11.(1)D,3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH2K2CrO4+3K2SO4+8H2O(2)C(3)A

12.(1)Cu+H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O

(2)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

(3)H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+H2O

(4)Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O

13.“不另加固体或液体物质”说明可以通入气体试剂。依题意通NH3可使溶液中的Al3沉淀;通CO2气可使溶液中的AlO2沉淀;也可用Al3和AlO2在溶液中相混合产生沉淀的方法。

(1)设往A溶液中至少通入xmolNH3,则

Al3+3NH3+3H2OAl(OH)3?+3NH4

11

axx=3amol

(2)设往B溶液中至少通入ymolCO2,则

2AlO2+CO2+3H2O2Al(OH)3+CO

21

byy=0.5bmol

(3)将A溶液与B溶液混合,则

Al3+3AlO2+6H2O4Al(OH)3?

13

ab

讨论:①若b=3a,则混合后两溶液中的Al元素正好全部转化为沉淀;

②若b<3a,则只有AlO2完全转化。

Al3+3AlO2+6H2O4Al(OH)2?

13

b

则剩余Al3(a-)mol,还需要通入NH3为3(a-)=(3a-b)mol。

③若b>3a,则只有Al3完全转化。

Al3+3AO2+6H2O4Al(OH)3

13

a3a

则剩余AlO2(b-3a)mol,还需通入CO2气体为mol。

14.(1)A、C、D(2)Cu+NO2+2HCu2+NO↑+H2O

(3)3NONO2+N2O

(4)生成的NO2又发生如下反应:2NO2N2O4,而使压力略小于原压力的

15.(1)稀,a、c(2)a、c(3)b,Fe(OH)3,Cu(OH)2

16.解析(1)从图中可以看出,在由硅氧四面体形成的环上,每个硅原子保留了两个没有被共用的氧原子,另外还有两个氧原子分别在相邻的左右两个硅氧四面体共用,因此在每个硅氧四面体内占有的氧原子数为:

即,如果硅原子的数目为n,则氧原子的数目为3n.构成硅氧四面体内的硅原子呈+4价,氧原子呈-2价,据此可计算出酸根的化合价,从而写出通式(2)将n=6代入通式,可知绿柱石的酸根为(Si6O18)12-,因此两种金属的化合价之和应为+12。设绿柱石化学式为BexAlySi6O18,元素Be为+2价,元素Al为+3价,由此可得2x+3y=12,经讨论解得x=3,y=2是合理答案,这样可确定绿柱石的化学式为Be3Al2Si6O18,最后可写出氧化物形式:3BeO?Al2O3?6SiO2.

17.(1)孔雀石CuCO3?Cu(OH)2石青2CuCO3?Cu(OH)2

(2)化学组成:CuCO3?Cu(OH)2与2CuCO3?Cu(OH)2混合物

(3)36g

(4)A=124

18.(1)(略)(2)先通NH3,因其溶解度远大于CO2.在通CO2时发生NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,使[HCO3]大增,而NaHCO3溶解度不是很大,故析出。若反之由于CO2溶解度小,再通NH3时,不能使[HCO3]大增,故不析出。若同时通气则会浪费CO2.

19.解析Fe3对Zn、Fe、Cu均显氧化性,故有Fe3就无金属残留,溶液中离子为Zn2、Fe2、Cu2、Fe3。溶液显蓝色,有Cu2,则Fe、Zn不能存在,故②中Cu可能剩余,溶液中离子为Cu2、Fe2、Zn2。③有Fe则无Cu2、Fe3,Fe质量不变说明Fe3恰好和Zn反应掉(Fe3先与还原能力强的Zn反应),否则存在如有Zn存在则Zn+Fe2Fe,会使Fe质量增加,所以固体是Cu、Fe混合物。因Zn+2Fe3Zn2+2Fe2,故反应后Cu∶Fe∶Fe2∶Zn2∶Cl=1∶1∶2∶1∶6。④还有Zn剩余,则溶液里无Fe3、Fe2、Cu2只有Zn2。Cu、Fe均未消耗,相反Fe质量还要增加。

20.(1)FeS、FeS2(2)(3)略

21.E:C;G:O;D:Fe;A:Kx=3;y=1;z=3K3Fe(C2O4)3

22.①②④③⑥(2)K2CO3溶液(3)不能,KOH溶液,AgNO3溶液,小于

23.C2Cl?5F,C2H2F4

24.(1)1,0<x<w(2)2,x≥w(3)

25.(1)甲:x表示Cl2的物质的量

乙:x表示原有Cl2的体积

丙:x表示被氧化的NH3的物质的量

丁:x表示原混合气中的Cl2的体积分数

(2)0.34g

26.(1)a=,b==1.306

(2)m1(H2O)=20g?mol-1?n1(SO3)

m2(H2O)=13.8g?mol-1?n2(SO3)

(3)

(4)m(H2O)=

27.(SinO3n+1)(2n+2)-

28.(1)BH4+2H2O=BO2+4H2↑(2)3BH4+8Au3+24OH=3BO2+8Au+18H2O

29.(1)C+CO22CO(2)FeO和Fe,CO2(3)C和Fe,CO(4)1/2<n<1(5)n=2/3

30.(1)B+3HNO3H3BO3+3NO2

(2)

(3)B2H6

31.(1)Cu2O+Fe2(SO4)3+H2SO42CuSO4+2FeSO4+H2O

(2)10FeSO4+2KMnO4+8H2SO45Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O

(3)Cu2O~Fe2(SO4)3~2FeSO4KMnO4

mCu2o=

Cu2O%=×100%=72%

32.(1)①4Al+3O22Al2O3+Q

②2NH4ClO42O2↑+N2↑+Cl2↑+4H2O↑

(2)1mol高氯酸铵分解所产生的气体有4mol.

33.加液氨后HClO与NH3反应转化为较稳定的NH2Cl,可在水中存在较长时间,而且随着HClO的开始消耗,上述平衡向左移动,产生HClO,又起杀菌作用。

34.(1)3Br2+6OHBrO3+5Br+3H2O

(2)BrO3+5Br+6H3Br2+3H2O

35.(1)Be+2OHBeO+H2

(2)NaOH溶液,Be(OH)2+2OH+2H2O

(3)共价化合物,∶Cl∶Be∶∶,Be2+2H2OBe(OH)2+2H

 

 

工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图1所示.

(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,粗制后可得饱和NaCl溶液,精制时通常在溶液中依次中加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液,过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性.请写出加入Na2CO3溶液后相关化学反应的离子方程式:
Ba2++CO32-=BaCO3↓;Ca2++CO32-=CaCO3↓;
Ba2++CO32-=BaCO3↓;Ca2++CO32-=CaCO3↓;

(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4、Mg(OH)2,能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备?
(填“能”或“否”),原因是
如果先沉淀Mg(OH)2,则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀,产品不纯
如果先沉淀Mg(OH)2,则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀,产品不纯

(3)氯化钠是重要的氯碱工业化工的原料.电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽.离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是
B
B

A.Cl-      B.Na+       C.OH-        D.Cl2
(4)饱和食盐水电解时与电源正极相连的电极上发生的反应为
氧化反应,2Cl--2e-=Cl2
氧化反应,2Cl--2e-=Cl2
,与电源负极线连的电极附近溶液pH
变大
变大
(变大、不变、变小).
(5)氯化钠的可用于生产纯碱,我国化学家侯德榜改革国外生产工艺,生产流程简要表示如图2:

①上述生产纯碱的方法称
联合制碱法
联合制碱法
,副产品的一种用途为
做化肥
做化肥

写出上述流程中X物质的分子式
CO2
CO2
.使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了
(填上述流程中的编号)的循环.从沉淀池中取出沉淀的操作是
过滤
过滤

②合成氨原料气中氮气制备的方法之一为
液态空气依据沸点分离
液态空气依据沸点分离
,另一原料气氢气的制取化学方程式为
C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2,CO+H2O
 高温 
.
 
CO2+H2
C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2,CO+H2O
 高温 
.
 
CO2+H2

③沉淀池中发生的化学反应方程式是
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3
.要实现该反应,你认为应该如何操作:
向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳气体得到碳酸氢钠晶体
向氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳气体得到碳酸氢钠晶体

④为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加
用硝酸酸化的硝酸银,观察产生白色沉淀
用硝酸酸化的硝酸银,观察产生白色沉淀
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纯碱在日常生活和工业生产中用途广泛,需求量很大,因此纯碱的制备一直是科学家工作的一个重要方面。19世纪欧洲有个吕布兰制碱法,其主要反应原理是:

Na2SO4+2C Na2S+2CO2

Na2S+CaCO3====CaS+Na2CO3

这种方法的最大缺点是:①此反应是高温固体反应,不能连续生产;②浪费原料,CO2不能回收利用;③污染环境,CaS没有任何用处,只能抛至野外。由于这些缺点的存在和后来化学工业的发展,吕布兰法被索尔维法代替。索尔维法的生产流程如下:

索尔维法能实现连续生产,但其食盐利用率只有75%,且所得副产品CaCl2没有用处,污染环境。

我国化学家侯德榜经过一年的努力,做了500多次循环实验,终于设计出新的制碱工艺,于1943年11月在完成实验室规模的流程实验基础上,在工厂顺利试产,食盐的利用率达96%以上,得到了纯碱和氯化铵两种重要产品。氯化铵主要用作氮肥。侯德榜制碱法原理是:

①在30~50 ℃的饱和食盐水中,先通入氨至饱和,再通入二氧化碳得到碳酸氢钠沉淀;

②过滤,将滤渣加热而得到产品;

③滤液中加入细食盐末,在10~15 ℃,使NH4Cl沉淀,滤液为饱和食盐水。

据此回答下列问题:

(1)标出反应Na2SO4+2CNa2S+2CO2↑的电子转移方向和数目。

(2)写出索尔维制碱法的各步反应的化学反应方程式:

①_________________________

②_________________________

③_________________________

④_________________________

(3)写出侯德榜制碱法第①步反应的化学方程式_________________________

(4)在索尔维制碱法中____________物质可循环利用。

(5)在侯德榜制碱法中____________物质可循环利用。

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(17分)纯碱在日常生活和工业生产中用途广泛,需求量很大,因此纯碱的制备一直是科学家工作的一个重要方面。19世纪欧洲有个吕布兰制碱法,其主要反应原理是:
Na2SO4+2C Na2S+2CO2
Na2S+CaCO3====CaS+Na2CO3
这种方法的最大缺点是:①此反应是高温固体反应,不能连续生产;②浪费原料,CO2不能回收利用;③污染环境,CaS没有任何用处,只能抛至野外。由于这些缺点的存在和后来化学工业的发展,吕布兰法被索尔维法代替。索尔维法的生产流程如下:

索尔维法能实现连续生产,但其食盐利用率只有75%,且所得副产品CaCl2没有用处,污染环境。
我国化学家侯德榜经过一年的努力,做了500多次循环实验,终于设计出新的制碱工艺,于1943年11月在完成实验室规模的流程实验基础上,在工厂顺利试产,食盐的利用率达96%以上,得到了纯碱和氯化铵两种重要产品。氯化铵主要用作氮肥。侯德榜制碱法原理是:
①在30~50 ℃的饱和食盐水中,先通入氨至饱和,再通入二氧化碳得到碳酸氢钠沉淀;
②过滤,将滤渣加热而得到产品;
③滤液中加入细食盐末,在10~15 ℃,使NH4Cl沉淀,滤液为饱和食盐水。
据此回答下列问题:
(1)标出反应Na2SO4+2CNa2S+2CO2↑的电子转移方向和数目。
(2)写出索尔维制碱法的各步反应的化学反应方程式:
①_________________________
②_________________________
③_________________________
④_________________________
(3)写出侯德榜制碱法第①步反应的化学方程式_________________________
(4)在索尔维制碱法中____________物质可循环利用。
(5)在侯德榜制碱法中____________物质可循环利用。
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我国化工专家侯德榜,勇于创新,改进氨碱法设计了“联合制碱法”,为世界制碱工业作出了突出贡献。请完成下列问题:
(1)“联合制碱法”制得的“碱”是              (填化学式)。
(2)氨碱法和联合制碱法是两大重要的工业制碱法,下列表达中,不正确的是          

 
 
氨碱法
联合制碱法
A
原料
食盐、氨气、生石灰
食盐、氨气、二氧化碳
B
可能的副产物
氯化钙
氯化铵
C
循环物质
氨气、二氧化碳
氯化钠
D
评价
原料易得;设备复杂;能耗高
原料利用率高;废弃物少
 
某实验小组,利用下列装置模拟“联合制碱法”。

(3)取上述仪器连接装置,顺序为:(a)接(    )、(    )接(    );(b)接(    );
检验气密性后装入药品,应该先让              装置(填上述字母)先发生反应,直到产生的气体不能再在C中溶解时,再通入另一装置中产生的气体。
(4)C中用球形干燥管而不用直导管,其作用是                      ,D中应选用的液体为     
(5)C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为                                     
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:                       (注明你的表达式中所用的有关符号的含义)。

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我国化工专家侯德榜,勇于创新,改进氨碱法设计了“联合制碱法”,为世界制碱工业作出了突出贡献。请完成下列问题:
(1)“联合制碱法”制得的“碱”是              (填化学式)。
(2)氨碱法和联合制碱法是两大重要的工业制碱法,下列表达中,不正确的是          
 
 
氨碱法
联合制碱法
A
原料
食盐、氨气、生石灰
食盐、氨气、二氧化碳
B
可能的副产物
氯化钙
氯化铵
C
循环物质
氨气、二氧化碳
氯化钠
D
评价
原料易得;设备复杂;能耗高
原料利用率高;废弃物少
 
某实验小组,利用下列装置模拟“联合制碱法”。

(3)取上述仪器连接装置,顺序为:(a)接(    )、(    )接(    );(b)接(    );
检验气密性后装入药品,应该先让              装置(填上述字母)先发生反应,直到产生的气体不能再在C中溶解时,再通入另一装置中产生的气体。
(4)C中用球形干燥管而不用直导管,其作用是                      ,D中应选用的液体为     
(5)C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为                                     
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:                       (注明你的表达式中所用的有关符号的含义)。
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