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18.用化学方法除去下列物质中混有的少量杂质,写出反应的离子方程式.
(1)铁粉中混有少量铝粉2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2)FeCl2溶液中混有少量FeCl3Fe+2Fe3+═3Fe2+
(3)Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3OH-+HCO3-=H2O+CO32-
(4)Mg(OH)2混有少量Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O.

分析 (1)铝与氢氧化钠溶液反应;
(2)FeCl3可与铁反应生成FeCl2
(3)NaHCO3与氢氧化钠溶液反应;
(4)Al(OH)3与氢氧化钠溶液反应.

解答 解:(1)Mg和Al都是金属,都和酸反应,但铝和氢氧化钠溶液反应,镁和氢氧化钠溶液不反应,所以可以选取氢氧化钠溶液作除杂剂,离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,
故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2)Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁,且Fe不能溶于水,选Fe来除杂,发生的离子反应为Fe+2Fe3+═3Fe2+,故答案为:Fe+2Fe3+═3Fe2+
(3)NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3,反应的离子方程式为OH-+HCO3-=H2O+CO32-,故答案为:OH-+HCO3-=H2O+CO32-
(4)氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,离子方程式:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,故答案为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O.

点评 本题考查除杂及离子反应方程式的书写,为高考常见题型,注意除杂的原则及物质的性质即可解答,侧重氧化还原反应的考查,题目难度不大.

练习册系列答案
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9.化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用.
(1)工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应,已知下列3个热化学方程式(K为平衡常数):
①4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)△H1=-1266.8kJ•mol-1  K1
②N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H2=180.5kJ•mol-1   K2
③4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H3  K3
则△H3=-905.8kJ•mol-1,K3=K1 •K22(用K1、K2表示).
(2)工业合成氨所用的氢气主要来自天然气与水的反应,但这种原料气中往往混有一氧化碳杂质,工业生产中通过如下反应来除去原料气中的CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2 (g)△H<0.
①一定条件下,反应达到平衡后,欲提高CO 的转化率,可采取的措施有可降低温度或增加水蒸气的浓度、降低二氧化碳或氢气的浓度等.
②在容积为2L的密闭容器中发生上述反应,其中c(CO)随反应时间(t)的变化如图甲中曲线Ⅰ,如果在t0时刻将容器容积扩大至4L,请在图甲中画出t0时刻后c(CO)随反应时间(t)的变化曲线.

(3)氨气的重要用途是合成尿素,一定条件下,NH3和CO2合成尿素的反应为2NH3+CO2?CO(NH22+H2O.当加料比例n(NH3):n(CO2)=4 时,CO2的转化率随反应时间(t)的变化如图乙所示,a点v (CO2)<b 点v(CO2)(填“>”、“<”或“=”),NH3的平衡转化率为30%.
(4)硫酸工业生产过程中产生的尾气可用氨水吸收,生成的(NH42SO3再与硫酸反应,将生成的SO2返回车间作生产硫酸的原料,而生成的(NH42SO4可作肥料.常温下,0.1mol•L-1(NH42SO4溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c(NH4+)>c(SO4 2-)>c(H+)>c(OH-);若某工厂中使用的是室温下0.1mol•L-1的氨水,那么该氨水的pH=11.15.(已知Kb(NH3•H2O)=2.0×10-5,$\sqrt{2}$=1.414,lg1.414=0.15)
13.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题.
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值.
 反应 大气固氮N2(g)+O2(g)?2NO(g) 工业固氮N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
 温度/℃ 27 2000 25 400 450
 K 3.8×10-310.1  5×108 0.5070.152 
①分析数据可知:大气固氮反应属于吸热(填“吸热”或“放热”)反应.
②分析数据可知;人类不适合大规模模拟大气固氮的原因K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产.
③从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因从反应速率角度考虑,高温更好,但从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适.
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下随温度变化的曲线,如图所示的图示中,正确的是A(填“A”或“B”);比较p1、p2的大小关系р2>р1

(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是N2+6e-+6H+=2NH3
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=+1530 kJ•mol-1(已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ.mol-1,2H2(g)+O2(g)?2H2O(l) H=-571.6kJ.mol-1

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