31. (8分)(化学-化学与技术)
海水资源丰富,海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-、CO32-、HCO3-等离子。合理利用海水资源和保护环境是我国可持续发展的重要保证。
Ⅰ. 火力发电燃煤排放的SO2会造成一系列环境和生态问题。利用海水脱硫是一种有效的方法,其工艺流程如下图所示:
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(1)天然海水的pH≈8,呈弱碱性。用离子方程式解释原因 。
(2)天然海水吸收了含硫烟气后,要用O2进行氧化处理,其反应的化学方程式是
;氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放,该操作的主要目的是 。
Ⅱ. 重金属离子对河流及海洋造成严重污染。某化工厂废水(pH=2.0,ρ≈1g·mL-1)中含有Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度各约为0.01mol·L-1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子,查找有关数据如下:
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难溶电解质 |
AgI |
AgOH |
Ag2S |
PbI2 |
Pb(OH)2 |
PbS |
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KSP |
8.3×10-17 |
5.6×10-8 |
6.3×10-50 |
7.1×10-9 |
1.2×10-15 |
3.4×10-28 |
(3)你认为往废水中投入 (填字母序号),沉淀效果最好。
A. NaOH B. Na2S C. KI D. Ca(OH)2
(4)如果用生石灰处理上述废水,使溶液的pH=8.0,处理后的废水中c(Pb2+)= 。
(5)如果用食盐处理其只含Ag+的废水,测得处理后的废水中NaCl的质量分数为0.117%。若环境要求排放标准为c(Ag+)低于1.0×10-8mol·L-1,问该工厂处理后的废水中c(Ag+)= ,是否符合排放标准 (填“是”或“否”)。已知KSP(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2。
30. (12分)A、B、D、E四种元素均为短周期元素,原子序数逐渐增大。A元素原子的核外电子数、电子层数和最外层电子数均相等。B、D、E三种元素在周期表中相对位置如图①,只有E元素的单质能与水反应生成两种酸。甲、乙、M、W、X、Y、Z七种物质均由A、B、D三种元素中的一种或几种组成,其中只有M分子同时含有三种元素;W为A、B两元素组成的18电子分子,可做火箭燃料;甲、乙为非金属单质;X分子含有10个电子。它们之间的转化关系如图②。
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B |
D |
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E |
图① 图②
回答下列问题:
(1)Z的化学式为 ;
(2)E的单质与水反应的离子方程式为 ;
(3)W-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%-30%的KOH溶液。W-空气燃料电池放电时,正极反应式为 ,负极反应式为 ;
(4)将一定量的A2、B2的混合气体放入1L闭密容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡。测得平衡气体的总物质的量为0.50mol,其中A2为0.3mol,B2为0.1mol。则该条件下A2的平衡转化率为 ,该温度下的平衡常数为 。
[选做部分]
29. (15分)现有氧化铜和铜粉组成的混合物。某同学利用下图所示装置,通过测定混合物质量、实验前后U型管质量变化来确定混合物中氧化铜的质量分数。
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回答下列问题:
(1)U形管中可以加入的物质是 (填序号);
A. 浓H2SO4 B. 无水硫酸铜粉末 C. 无水氯化钙颗粒
(2)下列步骤按实验操作顺序应为 (填字母);
a. 停止通氢气;b. 电热丝通电;c. 通入氢气;d. 装置气密性检查;e. 电热丝停止通电。
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(4)实验结束后,该同学交给老师的实验报告主要项目
如图(具体内容已略)。请你根据实验报告的撰写要求,
对此份报告作出评价,若已完整,则无需填写,若不完
整,请在下面的空格中写出所缺项目 ;
(5)老师看完实验报告后指出,改变实验原理可以设计
出更加简便的实验方案。请用化学方程式表示你设计的
新方案的反应原理 ,该方案需测定的
数据是 。
28. (15分)氢氧化镁用于制药工业,还是重要的绿色阻燃剂。
Ⅰ. 治疗胃酸过多药物Stmoache的有效成分为Mg(OH)2。
(1)该药物治疗胃酸(主要成分为盐酸)过多症时反应的离子式方程式为 ;
Ⅱ. 已知:Mg(s)+2H2O(g)===Mg(OH)2(s)+H2(g) ΔH1=-441kJ·mol-1
H2O(g)=H2(g)+O2(g) ΔH2=242kJ·mol-1
Mg(s)+O2(g)===MgO(s) ΔH3=-602kJ·mol-1
(2)氢氧化镁分解的热化学方程式为 ;
Ⅲ. 某工厂用六水合氯化镁和粗石灰制取的氢氧化镁含有少量氢氧化铁杂质,通过如下流程进行提纯精制,获得阻燃剂氢氧化镁。
(3)步骤①中每消耗0.1mol保险粉(Na2S2O4)转移0.6mol e-,则此反应的离子方程式为 ;
(4)已知EDTA只能与溶液中的Fe2+反应生成易溶于水的物质,不与Mg(OH)2反应。虽然Fe(OH)2难溶于水,但步骤②中随着EDTA的加入,最终能够将Fe(OH)2除去并获得纯度高的Mg(OH)2。请从沉淀溶解平衡的角度加以解释 ;
Ⅳ. 为研究不同分离提纯条件下所制得阻燃剂的纯度从而确定最佳提纯条件,某研究小组各取等质量的下列4组条件下制得的阻燃剂进行含铁量的测定,结果如下:
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精制阻燃剂的条件 |
阻燃剂铁含量 |
|||
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序号 |
提纯体系温度/℃ |
加入EDTA质量/g |
加入保险粉质量/g |
W(Fe)/10-4g |
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1 |
40 |
0.05 |
0.05 |
7.63 |
|
2 |
40 |
0.05 |
0.10 |
6.83 |
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3 |
60 |
0.05 |
0.10 |
6.83 |
|
4 |
60 |
0.10 |
0.10 |
6.51 |
(5)若不考虑其它条件,根据上表数据,制取高纯度阻燃剂最佳条件是 (填字母)。
①40℃ ②60℃ ③EDTA质量为0.05g
④EDTA质量为0.10g ⑤保险粉质量为0.05g ⑥保险粉质量为0.10g
A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ①④⑥ D. ②③⑤