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【题目】碱式碳酸铋[( BiO)2CO3·0.5H2O]又名碳酸氧铋,高温灼烧时会分解为Bi2O3,其用途包括制备其它铋化合物、分析试剂、制备胃药等,工业生产( BiO)2CO3·0.5H2O的流程如下图所示,请回答下列相关问题。

(1)(BiO)2CO3·0.5H2O中铋的化合价是___________,铋在周期表中的位置是___________。

(2)酸溶过程生成的气体是NO,该反应的离子方程式是______________________。工厂在生产中将NO与适量空气混合后通入水中得到稀硝酸,该操作的优点是___________、___________。

(3)水解过程中为了增大Bi(NO3)3的水解程度,可采用的措施是___________(任写一项)。

(4)过滤得到的(BiO)2CO3·0.5H2O要在烘箱中烘干,烘干时工作人员未控制好关键条件致使产品不纯,导致纯度下降的化学方程式是______________________。

(5)铋的冶炼方法之一是火法炼铋,但得的铋纯度较低,粗铋可通过电解法进行精炼,其原理如下图所示,其中电极a的材料是___________,电极b上发生的电极反应为___________。

【答案】+3 第六周期VA族 Bi+4H++NO3-=Bi3++NO↑+2H2O 硝酸可循环利用(节约成本) 减少污染 适当加热、加水稀释、适当升高溶液pH(答案合理即可) (BiO)2CO3·0.5H2OBi2O3+CO2↑+0.5 H2O 粗铋 Bi3++3e-=Bi

【解析】

(1)根据化合价代数和为零计算铋的化合价;铋和氮在周期表中处于同一主族,在第六周期,以此确定铋在元素周期表中的位置;

(2)由图可知酸溶过程是铋与硝酸反应生成硝酸铋和NO,根据得失电子守恒,写出离子方程式;将NO与适量空气混合后通入水中得到稀硝酸,硝酸可以循环利用且减少污染;

(3)盐的水解反应是吸热反应,根据影响水解平衡的条件分析可采用的措施;

(4)由题给信息可知,导致纯度下降的原因是(BiO)2CO3·0.5H2O受热发生分解;

(5)由图可知,电解法精炼铋,电极a为阳极,材料是粗铋,电极b为阴极,发生Bi3+的还原反应,以此写出电极反应式。

(1)根据化合价代数和为零,(BiO)2CO3·0.5H2O中O为-2价,C为+4价,则铋的化合价为+3,铋和氮在周期表中处于同一主族,在第六周期,所以铋在元素周期表中位于第六周期VA族;

因此,本题正确答案为:+3;第六周期VA族;

(2)由图可知酸溶过程是铋与硝酸反应生成硝酸铋和NO,根据得失电子守恒,离子方程式为Bi+4H++NO3-=Bi3++NO↑+2H2O;将NO与适量空气混合后通入水中得到稀硝酸,硝酸可以循环利用且减少污染;

因此,本题正确答案为:Bi+4H++NO3-=Bi3++NO↑+2H2O;硝酸可循环利用(节约成本);减少污染;

(3)盐的水解反应是吸热反应,根据影响水解平衡的条件,为了增大Bi(NO3)3的水解程度,可采用的措施为适当加热、加水稀释、适当升高溶液pH等;

因此,本题正确答案为:适当加热、加水稀释、适当升高溶液pH;

(4)由题给信息可知,导致纯度下降的原因是(BiO)2CO3·0.5H2O受热发生分解,化学方程式为(BiO)2CO3·0.5H2OBi2O3+CO2↑+0.5 H2O;

因此,本题正确答案为:(BiO)2CO3·0.5H2OBi2O3+CO2↑+0.5 H2O;

(5)由图可知,电解法精炼铋,电极a为阳极,材料是粗铋,电极b为阴极,发生Bi3+的还原反应,电极反应为Bi3++3e-=Bi。

因此,本题正确答案为:粗铋;Bi3++3e-=Bi。

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(1)已知:I.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(1) =2H2SO4(aq) △H1;

Ⅱ.Cl2(g)+H2O(1)HCl(aq)+HClO(aq) △H2;

Ⅲ.2HClO(aq) =2HCl(aq)+O2(g) △H3

SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(1)=2HCl(aq)+H2SO4 (aq) △H4=__________(用含有△H1、△H2和△H3的代数式表示)。

(2)25℃时,H2SO3溶液中各含硫微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的变化关系如图所示。

已知25℃时,NaHSO3的水溶液pH<7,用图中的数据通过计算解释原因 ____________________。

(3)利用“ Na-CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“ Na-CO2”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图所示:

①放电时,正极的电极反应式为______。

②选用高氯酸钠—四甘醇二甲醚做电解液的优点是_______(至少写两点)。

(4)氯氨是氯气遇到氨气反应生成的一类化合物,是常用的饮用水二级消毒剂,主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2C1、NHC12和NC13),副产物少于其它水消毒剂。

①一氯胺(NH2Cl)的电子式为_______。一氯胺是重要的水消毒剂,其原因是由于一氯胺在中性、酸性环境中会发生水解,生成具有强烈杀菌作用的物质,该反应的化学方程式为_______。

②在恒温条件下,2molCl2和1molNH3发生反应2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g),测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:

计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)= _______ (Kp是平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)

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