【題目】純堿是一種非常重要的化工原料,在玻璃、肥料、合成洗滌劑等工業(yè)中有著廣泛的應用。工業(yè)上“候氏制堿法”以NaCl、NH3、CO2及水等為原料制備純堿,其反應原理為:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下:
完成下列填空:
(1)粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(沉淀劑A來源于石灰窯廠),寫出A、B的化學式。A_____________,B_____________。
(2)碳酸化后過濾,濾液D最主要的成分是__________(填寫化學式),檢驗這一成分的陰離子的具體方法是: ______。
(3)該工藝流程中可回收再利用的物質是_______。
(4)產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉,如果取m1 kg純堿加熱分解后剩余固體質量為m2 kg,純堿中碳酸氫鈉的質量分數(shù)可表示為:__________。
【答案】CaO Na2CO3 NH4Cl 取溶液少許于試管中,加入硝酸酸化的硝酸銀,出現(xiàn)白色沉淀,說明溶液中有氯離子 CO2
【解析】
根據(jù)除雜原則需先除去鎂離子與鈣離子,先加在氨化飽和的氯化鈉溶液里通CO2氣體,因碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小,有碳酸氫鈉沉淀生成,經(jīng)過濾、洗滌干燥后,再將碳酸氫鈉加熱分解可得純堿,同時生成的CO2氣體循環(huán)利用。
(1)粗鹽水中有鈣離子、鎂離子,除去鈣離子、鎂離子,沉淀劑A來自石灰窯廠,則可知應為碳酸鈣煅燒以后的生石灰,及CaO,可除去鎂離子,再加入碳酸鈉以除去過量的鈣離子,
故答案為CaO; Na2CO3;
(2)碳酸化后過濾,有題意方程式NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl可知,濾液中有氯化銨,電離出氯離子,氯離子的檢驗方法是加入硝酸酸化的硝酸銀,
故答案為NH4Cl;取溶液少許于試管中,加入硝酸酸化的硝酸銀,出現(xiàn)白色沉淀,說明溶液中有氯離子;
(4)2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2 加熱損失的質量
168 106 168-106=62
x m1- m2
x=
純堿中碳酸氫鈉的質量分數(shù)可表示為: ;
故答案為。
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【題目】一種用草酸泥渣(含73.75%PbC2O4、24.24%PbSO4)制備PbCrO4的工藝流程如下:
回答下列問題:
已知:①PbC2O4完全分解的化學方程式為。
②PbCrO4難溶于水。
(1)泥渣“粉磨篩分”的目的是___________________________________。
(2)用Na2CO3將PbSO4轉化為PbCO3的目的是_______________________;若在水溶液中進行,該反應的平衡常數(shù)K=______________________________________[已知KSP(PbCO3)=6.4×10-14,KSP(PbSO4)=1.6×10-8]。
(3)步驟Ⅵ“合成”時發(fā)生反應的化學方程式為____________________。
(4)“步驟Ⅶ”包含的實驗操作有___________________________________及干燥。
(5)某工廠用10t該草酸泥渣制備PbCrO4,最終得到9.69t產(chǎn)品,Pb元素的轉化率為_______(精確到小數(shù)點后2位)。
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【題目】為檢驗溶液中是否含有常見的四種無機離子,進行了下圖所示的實驗操作。其中檢驗過程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。由該實驗能得到的正確結論是
A.原溶液中一定含有離子B.原溶液中一定含有
C.原溶液中一定含有Cl-離子D.原溶液中一定含有Fe3+離子
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【題目】控制、治理氮氧化物對大氣的污染是改善大氣質量的重要方法。回答下列與霧霾治理有關的問題:
Ⅰ.(1)在催化劑作用下,甲烷可還原氮氧化物,從而達到治理氮氧化物污染的目的。已知:①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1;②4NO2(g)+2N2(g)= 8NO(g) ΔH=+586 kJ·mol-1。則CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=________ kJ·mol-1。
(2)工業(yè)煙氣中的氮氧化物可用NH3催化還原,反應原理如圖所示。
其中X為一種無毒的氣體,則NH3催化還原氮氧化物的化學方程式為______。
(3)用NH3催化還原煙氣中的氮氧化物時,當=x,用Fe作催化劑時,在NH3充足的條件下,不同x值對應的脫氮率α(被還原的氮氧化物的百分率)不同,在不同溫度下其關系如圖所示,當x=_____時,脫氮效果最佳,最佳的脫氮溫度是____ ℃。
Ⅱ.(4)甲醇是一種綠色燃料,甲醇的工業(yè)合成方法較多,如CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在2 L恒容密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2混合原料氣,充分反應達到平衡,測得平衡時混合物中CH3OH的體積分數(shù)與壓強、溫度的關系如圖所示。
①圖中壓強p1、p2、p3的大小關系是_______。
②C點平衡常數(shù)K=___,A、B、D三點的平衡常數(shù)K(分別用KA、KB、KD表示)的大小關系是_____。
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【題目】工業(yè)合成氨反應為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),對其研究如下:
(1)已知H—H鍵能為436kJ·mol-1,N—H鍵能為391kJ·mol-1,N≡N鍵的鍵能是946kJ·mol-1,則上述反應的ΔH=_________________。
(2)上述反應的平衡常數(shù)K的表達式為____________,若反應方程式改寫為NH3(g)N2(g)+H2(g),則平衡常數(shù)K1=____________________(用K表示)。
(3)在773K時,分別將2mol N2和6mol H2充入一個固定容積為1L的密閉容器中,隨著反應的進行,氣體混合物中n(H2)、n(NH3)與反應時間t的關系如下表:
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
n(H2)/mol | 6.00 | 4.50 | 3.60 | 3.30 | 3.03 | 3.00 | 3.00 |
n(NH3)/mol | 0 | 1.00 | m | 1.80 | 1.98 | 2.00 | 2.00 |
①表格中m=_______________/span>,15~25min內,v(N2)=_______________。
②該溫度下,若向同容積的另一容器中投入的N2、H2、NH3濃度均為3mol·L-1,此時v正_______v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③由表中的實驗數(shù)據(jù)計算得到“濃度~時間”的關系可用圖中的曲線表示,表示c(N2)~t的曲線是______________(填“甲”、“乙”或“丙”)。在此溫度下,若起始充入4mol N2和12mol H2,反應剛達到平衡時,表示c(H2)的曲線上相應的點為_________________。
(4)Marnellos和Stoukides采用電解法合成氨,實現(xiàn)了常壓合成和氮氣的高轉化率。該方法用SCY陶瓷將兩極隔開,SCY陶瓷具有高質子導電性,其作用是傳導H+,則陰極的電極反應為____________________。
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【題目】科學家用氮化鎵(GaN)材料與銅作電極組裝如圖所示的人工光合系統(tǒng),成功地實現(xiàn)了以CO2和H2O合成CH4。下列說法不正確的是( )
A.電子由GaN沿著導線流向Cu
B.電解液中H+從質子交換膜右側向左側遷移
C.GaN表面發(fā)生氧化反應,有O2產(chǎn)生
D.Cu表面電極反應式:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
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【題目】關于乙醇在化學反應中斷鍵位置說法錯誤的是 ( )
A. 乙醇與濃硫酸在170℃時,在②③位置斷裂,以水分子的形式消去,屬于消去反應。
B. 乙醇與鈉反應,在④位置斷裂,對比鈉與水反應,乙醇比水更難失去氫離子。
C. 乙醇與濃硫酸在140℃時,在③或④位置斷裂,該反應屬于取代反應。
D. 乙醇在銅催化下與氧氣反應,在②④位置斷裂,所以只有與羥基直接相連的碳原子上有氫原子才能發(fā)生催化氧化。
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【題目】在一密閉容器中,反應aA(g)bB(g)達到平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當達到新的平衡時,B的濃度是原來的60%,則( )
A.平衡向正反應方向移動了
B.物質B的質量分數(shù)減小了
C.物質A的轉化率減小了
D.a>b
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【題目】實驗室需要0.2mol·L-1Na2CO3溶液250mL和0.5mol·L-1鹽酸溶液450mL。根據(jù)這兩種溶液的配制情況回答下列問題:
(1)如圖是某同學用Na2CO3·10H2O配制0.2mol·L-1Na2CO3溶液250mL的過程,其中錯誤的步驟有___。(填實驗操作序號)
(2)根據(jù)計算,用托盤天平稱取Na2CO3·10H2O的質量為__g。若定容時液面高于刻度線,應采取的措施是___。
(3)配制0.5mol·L-1鹽酸溶液450mL 溶液需要玻璃儀器除燒杯、膠頭滴管、量筒外還需要___。
(4)由計算知,該實驗中配制0.5mol·L-1鹽酸時需用量筒量取質量分數(shù)為36.5%、密度為1.2g/cm3的濃鹽酸___mL。在實驗中其它操作均正確,若定容時俯視刻度線,則所得鹽酸溶液濃度___0.5mol·L-1(填“大于”、“等于”或“小于”)。
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