题目内容

7．钼（Mo）是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能．如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图，已知钼酸难溶于水．

（1）写出反应①的化学方程式：2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MoO3+4SO2 ．
（2）写出反应②的化学方程式：MoO3+2NH3•H2O=（NH4）2MoO4．
（3）反应①的尾气可以用碳酸钠溶液吸收．已知
化学式电离常数
H2SO3K1=1.3×10-2，K2=6.2×10-8
H2CO3K1=4.3×10-7，K2=5.6×10-11
根据表中提供的数据可知，在溶液中不能大量共存的微粒是CD
A．HCO3-、HSO3-    B HCO3-、SO32-
C．HCO3-、H2SO3   D HSO3-、CO32-
向过量碳酸钠溶液中通人少量二氧化硫，写出反应的离子方程式：2CO32-+SO2+H2O=SO32-+2HCO3-．
（4）如果在实验室模拟操作1和操作2，则需要使用的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（5）工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2+CH4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO+2H2，CH4+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+3H2．含甲烷体积分数为80%的10L（标准状况）天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应，甲烷转化率为90%，用产生的还原性气体（CO和H2）还原MoO3制钼，理论上能生产钼的质量为41.1g（小数点后保留1位，钼的相对原子质量为96）．

分析 辉钼矿（主要成分是MoS2）在空气中燃烧生成MoO3和SO2，二氧化硫属于酸性氧化物，能被碱液吸收，所以尾气含SO2用浓氨水吸收，二氧化硫具有还原性，则同时通入氧气生成硫酸铵；MoO3加浓氨水生成钼酸铵溶液，过滤除去杂质，在钼酸铵溶液中加足量盐酸，发生复分解反应生成钼酸和氯化铵，钼酸为难溶于水和酸的黄色晶体，过滤得到钼酸晶体高温分解生成MoO3，在高温条件下用氢气还原得到金属钼．
（1）反应①为MoS2与氧反应生成MoO3和SO2，根据元素守恒书写化学方程式；
（2）反应②为MoO3与浓氨水反应生成（NH4）2MoO4；
（3）根据题中电离常数可知，HCO3-与H2SO3反应生成H2CO3、HSO3-，HSO3-与CO32-反应生成 HCO3-、SO32-，据此判断；向过量碳酸钠溶液中通人少量二氧化硫，生成亚硫酸钠和碳酸氢钠；
（4）根据流程分析可知，操作1和操作2均为过滤，过滤需要使用的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，据此答题；
（5）含甲烷体积分数为80%的10L（标准状况）天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应，甲烷转化率为90%，则参加反应的甲烷的物质的量为$\frac{10×0.8×0.9}{22.4}$mol=0.32mol，根据方程式CO2+CH4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO+2H2，CH4+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+3H2可知，每摩尔甲烷能生成CO、H2总物质的量为4mol，根据电子得失守恒可知，每摩尔CO或H2都能产生$\frac{1}{3}$molMo，所以有关系式CH4～$\frac{4}{3}$Mo，据此可计算出理论上能生产钼的质量．

解答 解：（1）反应①为MoS2与氧反应生成MoO3和SO2，反应的化学方程式为2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MoO3+4SO2 ，
故答案为：2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MoO3+4SO2 ；
（2）反应②为MoO3与浓氨水反应生成（NH4）2MoO4，反应方程式为MoO3+2NH3•H2O=（NH4）2MoO4，
故答案为：MoO3+2NH3•H2O=（NH4）2MoO4；
（3）根据题中电离常数可知，HCO3-与H2SO3反应生成H2CO3、HSO3-，所以HCO3-与H2SO3不能共存，HSO3-与CO32-反应生成 HCO3-、SO32-，所以HSO3-与CO32-不能共存，故选CD，向过量碳酸钠溶液中通人少量二氧化硫，生成亚硫酸钠和碳酸氢钠，反应的离子方程式为2CO32-+SO2+H2O=SO32-+2HCO3-，
故答案为：CD；2CO32-+SO2+H2O=SO32-+2HCO3-；
（4）根据流程分析可知，操作1和操作2均为过滤，过滤需要使用的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，
故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（5）含甲烷体积分数为80%的10L（标准状况）天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应，甲烷转化率为90%，则参加反应的甲烷的物质的量为$\frac{10×0.8×0.9}{22.4}$mol=0.321mol，根据方程式CO2+CH4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO+2H2，CH4+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+3H2可知，每摩尔甲烷能生成CO、H2总物质的量为4mol，根据电子得失守恒可知，每摩尔CO或H2都能产生$\frac{1}{3}$molMo，所以有关系式CH4～$\frac{4}{3}$Mo，所以理论上能生产钼的质量为0.321mol×$\frac{4}{3}$×96g/mol=41.1g，
故答案为：41.1．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确每一步发生的反应、操作方法是解本题关键，难点是（5）题计算，注意甲烷和氢气与CO以及钼之间的关系，为易错点，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
5．在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4（g）?2NO2（g），随温度升高，混合气体的颜色变深．
回答下列问题：
（1）反应的△H大于0（填“大于”“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示．在0～60s时段，反应速率v（N2O4）为0.001mol•L-1•s-1，100℃时反应的平衡常数为0.36mol/L．
（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c（N2O4）以0.0020mol•L-1•s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡．
①T大于100℃（填“大于”“小于”），判断理由是正反应方向吸热，反应向吸热方向移动，故温度升高．
②计算温度T时反应的平衡常数K1.28mol/L
（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向逆反应（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是对气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动．
（4）在恒温恒压条件下，向体系中通入氖气，该反应的速率将变慢（变快、不变、变慢），平衡将正反应（填正反应、逆反应、不移动）方向移动．
18．苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料，某化学小组采用如图装置以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯．有关物质的物理性质见下表所示：
苯甲酸甲醇苯甲酸甲酯
熔点/℃122.4-97-12.3
沸点/℃24964.3199.6
密度/g．cm-31.26590.7921.0888
水溶性微溶互溶不溶
Ⅰ．合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol 甲醇，再小心加入 3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒沸石，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品．
（1）甲装置的作用是：冷凝回流；冷却水从b（填“a”或“b”）口进入．
（2）化学小组在实验中用过量的反应物甲醇，其理由是该合成反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇投料量提高产率，提高苯甲酸的转化率．
Ⅱ．粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，现拟用下列流程进行精制

（1）试剂1可以是B（填编号），作用是洗去苯甲酸甲酯中过量的酸．
A．稀硫酸                    B．碳酸钠溶液                C．乙醇
（2）操作2中，收集产品时，控制的温度应在199.6℃左右．
（3）实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g，则苯甲酸的转化率为73.5%（结果保留三位有效数字）．
（4）本实验制得的苯甲酸甲酯的产量低于理论产量，可能的原因是C（填编号）．
A．蒸馏时从100℃开始收集产品
B．甲醇用量多了
C．制备粗品时苯甲酸被蒸出．
15．氯化亚铜广泛用作有机合成催化剂，用低品位铜矿（含CuS、Cu2S、CuO以及杂质FeO、Fe2O3）制备氯化亚铜的工艺如下：

回答下列问题：
（1）步骤①浸取时，发生的反应之一为CuS被MnO2氧化为S，MnO2被还原为MnSO4，该反应的离子方程式为CuS+MnO2+4H+=Cu2++Mn2++S+2H2O
（2）滤渣2的成分为Fe（OH）3（填化学式，下同）．
（3）步骤⑤发生反应的化学方程式为Cu（NH3）4CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+4NH3↑+CO2↑；热解生成的CO2的电子式为．
（4）制取Na[CuCl2]时，发生反应的化学方程式为Cu+CuO+2NaCl+2HCl=2 Na[CuCl2]+H2O，滤液4中溶质的成分为NaCl或NaCl和HCl（填化学式）．
（5）步骤⑧中醇洗的目的是除去表面的酸并使产品快速干燥．
2．已知：I2+2S2O32-═S4O62-+2I-．相关物质的溶度积常数见下表：
物质Cu（OH）2Fe（OH）3CuClCuI
Ksp2.2×10-202.6×10-391.7×10-71.3×10-12
（1）某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl2•2H2O晶体，加入Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3 ，调至pH=4，使溶液中的Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，此时溶液中的c（Fe3+）=2.6×10-9mol/L．
过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2•2H2O晶体．
（2）在空气中直接加热CuCl2•2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2，由CuCl2•2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是在干燥的HCl气流中加热脱水．
（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2•2H2O晶体的试样（不含能与I-发生反应的氧化性杂质）的纯度，过程如下：取0.36g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀．用0.100 0mol•L-1 Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL．
①可选用淀粉溶液作滴定指示剂，滴定终点的现象是蓝色褪去，溶液中30s内不恢复原色；
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；
③该试样中CuCl2•2H2O的质量百分数为95%．
12．硫代硫酸钠（Na2S2O3•5H2O）俗名“大苏打”，又称为“海波”，可用于照相业作定影剂，也可用于纸浆漂白作脱氯剂等．它易溶于水，难溶于乙醇，加热、遇酸均易分解．工业上常用亚硫酸钠法、硫化碱法等制备．
某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如图1：

实验具体操作步骤为：
①开启分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，适当调节分液的滴速，使反应产生的SO2气体较均匀地通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，同时开启电动搅拌器搅动，水浴加热，微沸．
②直至析出的浑浊不再消失，并控制溶液的pH接近7时，停止通入SO2气体．
③趁热过滤，将滤液加热浓缩，冷却析出Na2S2O3•5H2O．
④再经过滤、洗涤、干燥，得到所需的产品．
（1）写出仪器A的名称蒸馏烧瓶，步骤④中洗涤时，为了减少产物的损失用的试剂可以是乙醇；
（2）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中不能让溶液pH＜7，请用离子方程式解释原因S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O；
（3）写出三颈烧瓶B中制取Na2S2O3反应的总化学反应方程式4SO2+2Na2S+Na2CO3=CO2+3Na2S2O3；
（4）最后得到的产品中可能含有Na2SO4杂质．请设计实验检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质；
（5）测定产品纯度准确称取1.00g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.1000mol•L-1碘的标准溶液滴定．反应原理为2S2O32-+I2═S4O62-+2I-．滴定终点的现象为：滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不再褪色，
滴定起始和终点的液面位置如图2：则消耗碘的标准溶液体积为16.00 mL，产品的纯度为79.36%．
19．实验室制备1，2-二溴乙烷的反应原理如下：
CH3CH2OH$\stackrel{H_{2}SO_{4}（浓）}{→}$CH2=CH2
CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚．
（1）用少量的溴和足量的乙醇制备1，2-二溴乙烷的装置如图所示．回答下列问题：在此制各实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右，其最主要目的是d；（填正确选项前的字母）
a．引发反应         b．加快反应速度
c．防止乙醇挥发　　 d．减少副产物乙醚生成
（2）在装置C中应加入c，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体：（填正确选项前的字母）
a．亚硫酸钠溶液　 b．浓硫酸　　　c．氢氧化钠溶液　　d．饱和碳酸氢钠溶液
（3）判断该制各反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去；
（4）将1，2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在下层（填“上”、“下”）；
（5）若产物中有少量未反应的Br2，最好用b洗涤除去；（填正确选项前的字母）
a．水　　　 b．氢氧化钠溶液　　　 c．碘化钠溶液　　　 d．乙醇
（6）若产物中有少量副产物乙醚．可用蒸馏的方法除去；
（7）反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是避免溴大量挥发；但又不能过度冷却（如用冰水），其原因是产品1，2-二溴乙烷的沸点低，过度冷却会凝固而堵塞导管．
16．CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂．一种利用水钴矿（主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等）制取CoCl2•6H2O的工艺流程如下：
已知：
①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0.01mol/L）
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3
开始沉淀2.77.67.64.0
完全沉淀3.79.69.25.2
③CoCl2•6H2O熔点为86℃，加热至110-120℃时，失去结晶生成无水氯化钴．
（1）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O
写出NaClO3发生反应的主要离子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O．
不慎向“浸出液”中加了过量NaClO3，可能会生成有毒气体．写出生成该有毒气体的离子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O．
（3）“加加Na2CO3调pH至a”，过滤所得到的沉淀成分为Fe（OH）3、Al（OH）3．加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn2+，防止Co2+转化为Co（OH）2沉淀．
（4）制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度，防止产品分解．
（5）为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量HNO3酸化的AgNO3溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量．通过计算发现粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%，其原因可能是粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水（答一条即可）．
17．下列有关有机物的说法正确的是（　　）
A．苯、氯乙烯、丙烯分子中所有原子均在同一平面
B．汽油、柴油、植物油都是碳氢化合物
C．2-甲基丁烷也称异丁烷
D．乙醇、甲苯和溴苯可用水鉴别

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