海洋是资源的宝库,海水中几乎存在所有的天然元素。海洋资源化学就是研究从海洋中提取化学物质的学科,除了研究从海洋中提取常量元素外,还研究从海洋中提取微量元素(浓度小于1mg/L)。

(1)海洋中含量最高的卤素元素在周期表中的位置为                       ;与其同周期相邻且单质为固体的元素原子的核外电子排布式为                    

(2)海洋中元素含量位于前列的元素有氧、氯、钠、镁、硫,其离子半径从大到小的顺序为         (用离子符号表示),其中形成的化合物中能发生潮解的是                    (用电子式表示)。

(3)微量元素铍在海水中主要以Be(OH)+形式存在,其性质与铝元素相似,目前是从绿宝石(主要成分为铍铝硅酸盐Be3Al2Si6O18)中提取,由于铍是航空、电子、汽车等工业不可替代的战略金属材料,因此海水提铍会成为海洋资源化学新的研究方向。请写出:

①铍铝硅酸盐的氧化物形式的化学式:                                      

②Be(OH)+与强碱溶液反应的离子方程式:                                    

(4)下列从海洋中提取或提纯物质的生产或实验流程中,不合理的是      (选填编号)。

a.海水提溴:海水浓缩溴蒸气液溴

b.海水提镁:海滩贝壳石灰乳MgO

c.海带提碘:海带灼烧滤液含碘有机溶液碘晶体

d.海盐提纯:海盐精盐滤液食盐晶体

 

2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部,该地区PM2.5严重超标。研究表明,PM2.5约60%来源于某些气体污染物在空气中转变而成的二次颗粒物。这些气体污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物。因此,控制、治理PM2.5污染源成为环保的重要课题。

(1)研究表明,TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH,如图所示,OH与NO2的反应为NO2+OHHNO3。写出OH与NO反应的化学方程式:_____________,该反应中被氧化的元素是       

(2)如图所示的电解装置能吸收和转化NO2、NO和SO2。阴极排出的溶液中含S2O42-离子,能吸收NOx气体,生成的SO32-可在阴极区再生。请将S2O42-吸收NO2的离子方程式配平,并标明电子转移的方向和数目。

____S2O42-+____NO2+____OH     SO32-+____N2+____

(3)已知上述电解装置阳极反应为:SO2-2e+2H2OSO42-+4H,阴极生成的吸收液每吸收标准状况下7.84 L的气体,阳极区新生成质量分数为49%的硫酸100 g,则被吸收气体中NO2和NO的物质的量之比为             

(4)PM2.5产生的主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质。一般而言,粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自扬尘等;2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物的排放等。请你结合信息,给出降低PM2.5排放的对策(至少两条):           ______     

 

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了高热值的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)−131.4 kJ。

(1)在容积为3L的密闭容器中发生上述反应,5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L,用H2O表示0~5miin的平均反应速率为_________________________。

(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________(选填编号)。

a.v (C)= v(H2O)    b.容器中CO的体积分数保持不变

c.c(H2)=c(CO)        d.炭的质量保持不变

(3)若上述反应在t0时刻达到平衡(如图),在t1时刻改变某一条件,请在右图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化:

①缩小容器体积,t2时到达平衡(用实线表示);

②t3时平衡常数K值变大,t4到达平衡(用虚线表示)。

(4)在一定条件下用CO和H2经如下两步反应制得甲酸甲酯:

①CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)    ②CO(g) + CH3OH(g)HCOOCH3(g)

①反应①中CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是                                 

②已知反应①中CO的转化率为80%,反应②中两种反应物的转化率均为85%,则5.04kgCO最多可制得甲酸甲酯         kg。

 

对实验过程中出现的异常现象进行探究,是实施素质教育、培养创新精神的有效途经。

【实验1】用下图实验装置进行铜与浓硫酸的反应,实验中发现试管内除了产生白色硫酸铜固体外,在铜丝表面还有黑色固体甲生成,甲中可能含有黑色的CuO、CuS、Cu2S。查阅资料:CuS和Cu2S均为黑色固体,常温下都不溶于稀盐酸,在空气中煅烧,均转化为CuO和SO2。为了探究甲的成分,该小组同学在收集到足够量的固体甲后,进行了如下实验:

(1)上述实验装置除了有尾气吸收装置外,还有一个显著的优点是                  

(2)固体乙在空气中煅烧时,使用的实验仪器除了玻璃棒、三脚架、酒精灯外,还必须有              

(3)确定乙是否煅烧完全的操作是                                             

(4)煅烧过程中一定发生的化学反应方程式为                                   

【实验2】某化学兴趣小组设计了如下实验装置(尾气吸收装置未画出),探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱。

(5)根据下列实验操作和现象,填写实验结论。

实验操作

实验现象

结论

打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯。

D装置中:溶液变红

E装置中:水层溶液变黄, 振荡后,CCl4层无明显变化。

Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为:

                       

 

(6)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了异常的变化:D装置中,红色慢慢褪去;E装置中,CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。

为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:

ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性:Cl2>(SCN)2

ⅱ.Cl2和Br2反应生成的BrCl呈红色,沸点约5℃,与水发生水解反应。

ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。

 

①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因____             

请设计简单实验证明上述解释                                           

②欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因                               

 

 0  67896  67904  67910  67914  67920  67922  67926  67932  67934  67940  67946  67950  67952  67956  67962  67964  67970  67974  67976  67980  67982  67986  67988  67990  67991  67992  67994  67995  67996  67998  68000  68004  68006  68010  68012  68016  68022  68024  68030  68034  68036  68040  68046  68052  68054  68060  68064  68066  68072  68076  68082  68090  203614 

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