30.(15分)白云石的主要成分为CaCO3·MgCO3,还含有少量Fe、Si的化合物。实验室以白云石为原料制备Mg(OH)2及CaCO3。步骤如下:
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实验过程中需要的数据见下表:
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氢氧化物开始沉淀时的pH |
氢氧化物沉淀完全时的pH |
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Fe3+
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1.9 |
3.2 |
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Fe2+ |
7.0 |
9.0 |
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Mg2+ |
9.5 |
11.0 |
请回答下列问题:
(1)溶液A中含有Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+,则试剂①可选择_________(填字母,下同);试剂②可选择_________;试剂③可选择_________。
(A)KMnO4(B)Cl2(C)MgO(D)CaO
(2)若要利用反应过程中生成的CO2,从溶液D中制取CaCO3,需要先通入的一种气体是_______,然后通入CO2。通入CO2气体应选择的最佳装置为_______(填字母)。
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(3)根据表中提供的数据判断,Fe(OH)3、Fe(OH)2和Mg(OH)2的溶度积常数由小到大的排列顺序为________________________________。
(4)将制取的Mg(OH)2煅烧得到MgO,然后在还原炉(真空)中,1200℃条件下,用硅铁(铁不参与反应)还原生成镁蒸气。在还原过程中反应温度对生成金属镁的影响如下图:
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煅烧Mg(OH)2所需要的仪器除三角架、酒精灯外,还必须选择___________。MgO与硅铁发生的反应达到平衡后,平衡常数表达式为_______________________。由图可知,还原反应的△H ____0(填“>”或“<”)。
29.(12分)过氧化氢是一种重要的化工原料,它具有氧化性、还原性、不稳定性和弱酸性。
(1)废旧印刷电路板经粉碎处理,分离得到金属粉末和非金属粉末。控制其他条件相同,将金属粉末用10% H2O2和3.0mol·L-1 H2SO4混合溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)。
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温度(℃) |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
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铜的平均溶解速率 (×10-3mol·L-1 ·min-1) |
7.34 |
8.01 |
9.25 |
7.98 |
7.24 |
6.73 |
5.76 |
由表中数据可知,当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着温度的升高而下降,其主要原因是________________________________________________________________。
(2)在酸性条件下,过氧化氢可以氧化Fe2+;过氧化氢也可以被Fe3+氧化。通过改变反应途径,Fe2+和H+实际对H2O2的分解起着催化剂的作用。试用离子方程式表示Fe2+和H+对H2O2分解反应的催化过程________________________________;__________________________。
(3)下列试剂能够证明过氧化氢具有还原性的是________________(填序号)。
①酸性高锰酸钾溶液 ②KI溶液 ③亚硫酸溶液 ④Ba(OH)2溶液
(4)将H2O2溶液逐滴加入含有酚酞的NaOH溶液中,红色消失。甲同学认为是由于H2O2是弱酸性,消耗OH-,而使红色褪去;乙同学认为是由于H2O2具有强氧化性,将酚酞氧化,而使红色褪去。请设计一个实验验证甲、乙同学的解释谁正确,简述实验方案______________________________________________________________________________________________________。
28.(15分)运用化学反应原理研究碳的氧化物的性质具有重要意义。
(1)CO2是一种重要的物质,但其过量排放,可能导致全球气温升高。下列措施不能够有效控制CO2所导致的温室效应的是_________(填序号)
①大力发展低碳产业,提倡低碳生活,依法控制CO2的过量排放
②禁止滥砍滥伐,植树造林,恢复生态
③开发利用各种新型能源代替煤、石油、天然气等化石能源
④提倡使用脱硫煤、无铅汽油等清洁燃料
(2)常温下,碳酸在水中的电离常数Ka1=4.2×10-7 ,Ka2=5.6×10-11;次氯酸在水中的电离常数Ka =4.7×10-8。写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式__________________________
__________________________。
(3)CO具有还原性,某同学设计图示装置(固定装置及胶管略去)验证CO气体能否与Na2O2反应。
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已知:H2C2O4====== CO2↑+CO↑+H2O,则实验选择的最简单的装置接口连接顺序为________;
若CO能够与Na2O2发生反应,则预测反应产物为____________。实验后用球形干燥管中的固体进行验证可选择的试剂是_______________________________。
(4)已知C(s)+O2(g)=CO2(g),△H=-393.5 kJ·mol -1 ;CO(g)+
O2(g)=CO2(g),△H=-283.0 kJ·mol -1,写出CO2
和C(s)反应的热化学方程式_____________________________________。以CO为燃料制作燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入CO,电解质是熔融碳酸盐,放电时负极反应式为______________________。若使用该电池电解饱和食盐水制取1molNaClO,则理论上需要氧气的体积为(标准状况下)________L。