(2)Y中为浓氨水与生石灰反应产生氨气,发生反应的化学反应式为NH3·H2O+CaO= Ca(OH)
2
+NH3↑,故答案为:NH3·H2O+CaO= Ca(OH)2+NH3↑;
(3)装置W用以制备二氧化碳,因二氧化碳中混有氯化氢,应用盛有饱和NaHCO3溶液的X装置除去氯化氢,防止干扰反应,故答案为:饱和NaHCO3溶液;
(4)因为NH3在水的溶解度大,二氧化碳在水中的溶解度较小,但是在氨水中溶解度较大,则Z中应先通入NH3,后通入过量的CO2,以溶解更多的CO2,得到浓度较大的碳酸氢铵溶液,提高反应速率和碳酸镧的产率,故答案为:NH3在水的溶解度大,先通NH3可以溶解更多的CO2;
(5)一般正盐的稳定性强于对应的酸式盐,所以欲探究La2(CO3)3和La(HCO3)3的稳定性强弱,可以在相同温度下探究两者的稳定性,也可以给正盐更高的温度加热进行探究。若设计题中的实验装置,则甲试管中盛放的物质受热温度较低,应为La(HCO3)3;根据乙试管中固体质量与灼烧时间的关系曲线可知,碳酸镧在一定温度下会发生分解,所以碳酸氢镧一定在更低的温度下发生分解,所以实验过程中可以观察到的现象为B中澄清石灰水先变混浊,A中后变混浊,故答案为:La(HCO3)3;B中澄清石灰水先变混浊,A中后变混浊。
【点睛】本题考查了性质实验方案的设计与评价,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力,注意掌握化学实验基本操作方法,明确常见物质的性质及化学实验方案设计原则是解答关键。
9.钼是电子工业的重要材料,制备它的主要原料为辉钼精矿,其主要成分是MoS2 (Mr=160),其中主要杂质为方解石(CaCO3)、石英、黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、方铅矿(PbS)。某学习小组模拟工业流程设计了制备二硫化钼过程,具体流程图如下:
已知Cu2+、Fe2+、Fe3+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如表所示:
Cu2+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀时的pH 沉淀完全时的pH
请回答下列问题:
1.9 3.2 7.0 9.0 4.7 6.7 (1)请写出电解CaCl2溶液的化学方程式:______;该反应不适合应用于氯碱工业的主要原因可能是_______(答出其中一个原因即可)。
(2)加强酸性FeCl3溶液时,所涉及反应的离子方程式:___________;__________。 (3)第(5)步加双氧水的目的是___________。 (4)第(6)步应该调节pH的范围是________。
(5)第(8)步通空气并控制一定的温度的目的是_______。
(6)假设用1t辉钼精矿制备纯的MoS2,得到质量为0.8t,则该辉钼精矿中Mo的含量为________。
【答案】 (1). CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+H2↑+Cl2↑ (2). 氢氧化钙微溶于水,容
3+2+2+易堵塞交换膜 (3). CuFeS2+4Fe=Cu+5Fe+2S (4).
FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S (5). 氧化亚铁离子 (6). 3.2≤pH<4.7 (7). 去硫单
质 (8). 48% 【解析】 【分析】
由流程图可知,辉钼精矿中加入盐酸共热,CaCO3和PbS溶于盐酸,MoS2、石英、FeS2和CuFeS2不溶于盐酸,过滤得到滤液1和滤渣1;滤液1利用结晶法得到氯化铅晶体和氯化钙溶液,电解氯化钙溶液得到氢氧化钙、氯气和氢气;滤渣1中含有未溶于盐酸的MoS2、石英、FeS2和CuFeS2,向滤渣1中加强酸性FeCl3溶液,FeS2和CuFeS2溶解,反应生成S沉淀、氯化铜和氯化亚铁,MoS2、石英不溶,过滤得滤液2和含有S、MoS2和石英的滤渣;向滤液2中加入双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,再加入氢氧化钠溶液调节pH,分步沉淀,过滤得到氢氧化铜和氢氧化铁;向含有S、MoS2和石英的滤渣中加入氢氟酸,二氧化硅溶于氢氟酸,过滤得到含有S和MoS2的滤渣2;向滤渣2中通空气并控制一定的温度除去硫单质得到MoS2。 【详解】(1)电解CaCl2溶液时,阳极上氯离子失电子发生氧化反应生成氯气,阴极上水得
电子发生还原反应生成氢气和氢氧根,电解总方程式为CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+H2↑+Cl2↑,由于氢氧化钙微溶于水,生成的氢氧化钙沉淀容易堵塞交
Ca(OH)2+H2↑+Cl2↑;氢氧化钙
换膜,影响电解的继续进行,故答案为:CaCl2+2H2O微溶于水,容易堵塞交换膜;
(2)向滤渣1中加强酸性FeCl3溶液,FeS2和CuFeS2溶解,FeS2和FeCl3溶液反应生成S沉
3+2+淀、氯化亚铁,反应的离子方程式为FeS2+2Fe=3Fe+2S;CuFeS2和FeCl3溶液反应生3+2+2+成S沉淀、氯化铜和氯化亚铁,反应的离子方程式为:CuFeS2+4Fe=Cu+5Fe+2S,3+2+2+3+2+故答案为:CuFeS2+4Fe=Cu+5Fe+2S;FeS2+2Fe=3Fe+2S;
(3)向滤液2中加入双氧水的目的是将亚铁离子氧化为铁离子,故答案为:氧化亚铁离子; (4)向加入双氧水的溶液中再加入氢氧化钠溶液调节pH,分步沉淀,过滤得到氢氧化铜和氢氧化铁,则调节pH的范围是3.2≤pH<4.7,使铁离子先沉淀完全,故答案为:3.2≤pH<4.7; (5)向含有S和MoS2的滤渣2中通空气并控制一定的温度除去硫单质,故答案为:除去硫单质;
(6)将质量单位统一调整为g,则0.8g MoS2的物质的量为0.05mol,由Mo原子个数守恒可知Mo的物质的量为0.05mol,,则该辉钼精矿中Mo的含量为
0.05mol?96g/mol×100%=48%,故答案为:48%。
1g【点睛】本题考查化学工艺流程,是对学生综合能力的考查,涉及了物质分离提纯过程分析判断、氧化还原反应等,理解工艺流程原理是解题的关键。
10.工业上利用N2和H2可以实现合成氨气,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。请回答下列有关问题:
(1)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH =+180.5kJ·mol N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH =-92.4kJ·mol-1
-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =-483.6kJ·mol-1
写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸气的热化学方程式为___________。 (2)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)衡常数K与温度t的关系如下表:
2NH3(g),其化学平
t/K K/(mol/L)
完成下列问题:
2298 4.1×10 6398 K1 498 K2 ①比较K1、K2的大小:K1______K2(填“>”、“=”或“<”);
②在恒温恒压下判断该反应达到化学平衡状态的依据是______(填序号); A. 2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆) B. 2v(N2) (正)=v(H2) (逆) C. 容器内压强保持不变 D. 混合气体的密度保持不变 (3)硝酸工业的尾气NO可用于制备NH4NO3,其工作原理如图。
①其阴极的电极反应式为___________。
②常温下,1L pH=6的NH4NO3溶液中c(NH3·H2O)+c(OH)=________mol·L。 (4)工业上生产尿素的化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(l)。在T℃,
-
-1
体积为4L的密闭容器中,通入6mol NH3和3mol CO2,反应达到平衡时,c(NH3)=0.5mol·L
-1
,c(CO2)=0.25mol·L。若此时保持T℃和平衡时容器的压强不变,再向体积可变的容器
-1
中充入3mol NH3,则此时反应的v正____ v逆(填“>”“<”或“=”)。再次平衡后,平衡常数为______。
【答案】 (1). 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.0 kJ·mol (2).
-++> (3). AD (4). NO+5e+6H=NH4+H2O (5). 1×10-6 (6). <
-1
(7). 16 【解析】 【分析】
(1)根据盖斯定律书写氨气经催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸气的热化学方程式; (2) ①合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动;
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