“分子篩”可作為催化劑、催化劑載體或吸附劑.以高嶺土(主要成分為Al2O3、SiO2等)、石灰石、海水為原料生產(chǎn)“分子篩”的工藝流程如圖所示.回答下列問(wèn)題:

(1)海水中含Mg2+、Ca2+和SO2-4雜質(zhì).為制取NaOH,雜質(zhì)離子必須除去.“除雜”時(shí)需按一定順序加入下列試劑:①過(guò)量的NaOH溶液;②過(guò)量的Na2CO3溶液;③適量的鹽酸;④過(guò)量的BaCl2溶液.正確的添加順序是______.要使Ca2+完全沉淀(即溶液中c(Ca2+)<1×10-5mol/L),溶液中c(CO2-3)應(yīng)不小于______已知 Ksp(CaCO3)=2.9×10-9).
(2)氣體M(過(guò)量)和濾液N生成B的離子方程式是______.
(3)寫(xiě)出副產(chǎn)物A溶于水所得溶液中各離子濃度從大到小的順序?yàn)開(kāi)_____.
(4)上述流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是______.
(5)已知:某高嶺土中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%,則1t高嶺土在理論上可制得化學(xué)式為Na2O?Al2O3?2SiO2?9/2H2O(Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%)的分子篩______t.

解:(1)物質(zhì)除雜的原則是“不增、不減、易分、復(fù)原”.必須了解各個(gè)步驟的目的,才能分清操作順序.加入過(guò)量的NaOH溶液是為了除去Mg2+,加入過(guò)量的BaCl2溶液是為了除去SO42-,加入過(guò)量的Na2CO3溶液是為了除去過(guò)量的Ca2+和多余的Ba2+,然后進(jìn)行過(guò)濾,除去生成的難溶物,然后加入適量的鹽酸,除去多余的CO32-和調(diào)節(jié)溶液的酸堿性,最后進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶得到純凈的NaCl晶體.所以其操作順序的要點(diǎn)是Na2CO3溶液必須在BaCl2溶液之后加入,最后加入鹽酸,根據(jù)碳酸鈣的溶度積常數(shù)計(jì)算,要使Ca2+完全沉淀,應(yīng)有
c(Ca2+)×c(CO2-3)≥2.9×10-9,則c(CO2-3)≥=2.9×10-4mol/L,故答案為:④①②③或①④②③;2.9×10-4mol/L;
(2)石灰石煅燒生成的氣體M為CO2.高嶺土焙燒后的產(chǎn)物主要是SiO2和Al2O3,加NaOH過(guò)濾后得到的慮液N主要含有NaAlO2和Na2SiO3,所以通入足量CO2后發(fā)生反應(yīng)的方程式為:NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3;Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3+2NaHCO3.離子方程式為:SiO32-+2CO2+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3-;AlO2-+2H2O+CO2═Al(OH)3↓+HCO3-,
故答案為:SiO32-+2CO2+2H2O═H2SiO3↓+2HCO3-;AlO2-+2H2O+CO2═Al(OH)3↓+HCO3-;
(3)碳酸鈉水解呈堿性,并且CO32-離子存在兩步水解,且第一步水解大于第二步水解,則有:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),
故答案為:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);
(4)石灰石分解生成二氧化碳?xì)怏w,用于工業(yè)生成,生成的濾液N中含有碳酸氫鈉,加熱后又生成二氧化碳?xì)怏w,可循環(huán)利用,故答案為:CO2;
(5)根據(jù)氧化鋁的質(zhì)量守恒計(jì)算,設(shè)生成分子篩的質(zhì)量為x,則有1t×35%=28%×xt,x=t,
故答案為:1.25.
分析:(1)物質(zhì)除雜的原則是“不增、不減、易分、復(fù)原”.注意一點(diǎn),那就是最后加入加入過(guò)量的Na2CO3溶液是為了除去過(guò)量的Ca2+和多余的Ba2+,然后進(jìn)行過(guò)濾,除去生成的難溶物,然后加入適量的鹽酸,除去多余的CO32-和調(diào)節(jié)溶液的酸堿性,最后進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶得到純凈的NaCl晶體;根據(jù)碳酸鈣的溶度積常數(shù)計(jì)算;
(2)石灰石煅燒生成的氣體M為CO2.高嶺土焙燒后的產(chǎn)物主要是SiO2和Al2O3,加NaOH過(guò)濾后得到的慮液N主要含有NaAlO2和Na2SiO3,以此書(shū)寫(xiě)離子方程式;
(3)碳酸鈉水解呈堿性,并且CO32-離子存在兩步水解,且第一步水解大于第二步水解,以此判斷離子濃度大小順序;
(4)石灰石分解生成二氧化碳?xì)怏w,用于工業(yè)生成,生成的濾液N中含有碳酸氫鈉,加熱后又生成二氧化碳?xì)怏w,可循環(huán)利用;
(5)根據(jù)氧化鋁的質(zhì)量守恒計(jì)算.
點(diǎn)評(píng):本題是一道以“分子篩”的制備為背景的化學(xué)工藝流程題,背景取材較新,但考查的仍是化學(xué)基本知識(shí);結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際,以解決化學(xué)實(shí)際問(wèn)題作思路進(jìn)行設(shè)問(wèn),使問(wèn)題情境真實(shí),充分體現(xiàn)化學(xué)與STSE的關(guān)系,還化學(xué)以本色,能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用的學(xué)習(xí)觀;試題考察的知識(shí)點(diǎn)多,也非常靈活,思維容量較大,題目對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用知識(shí)能力解決化工生產(chǎn)中有關(guān)問(wèn)題的遷移推理能力要求較高;試題新穎,閱讀量大,能考查學(xué)生的閱讀能力和資料的收集處理能力,同時(shí)對(duì)學(xué)生的審題能力、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、文字表達(dá)等方面的能力都要求非常高,是一道綜合性試題,對(duì)學(xué)生以后的學(xué)習(xí)可以起到良好的指導(dǎo)作用.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

很多無(wú)機(jī)物可作為有機(jī)反應(yīng)的催化劑,如:Cu、濃硫酸、FeCl3、Ni(鎳)、分子篩固體酸、P2O5、Al2O3、MnO2等等,請(qǐng)指出下列化學(xué)反應(yīng)的催化劑(填在后面橫線上)
(1)乙醇消去反應(yīng)生成乙烯
濃硫酸或Al2O3或P2O5
濃硫酸或Al2O3或P2O5

(2)乙醇催化氧化生成乙醛
Cu
Cu

(3)苯與氫氣加成生成環(huán)己烷
Ni
Ni

(4)苯與氯氣反應(yīng)生成氯苯
FeCl3
FeCl3

(5)苯與丙烯反應(yīng)生成丙苯
分子篩固體酸
分子篩固體酸

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

研究煙氣的脫硫(除SO2)和脫硝(除NOx)具有重要意義,請(qǐng)回答下列問(wèn)題.
(1)煙氣脫硫、脫硝的環(huán)境意義是
防止酸雨、光化學(xué)煙霧的發(fā)生
防止酸雨、光化學(xué)煙霧的發(fā)生
;
(2)新型氨法煙氣脫硫技術(shù)的化學(xué)原理是采用氨水吸收煙氣中SO2,再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng),得到一種復(fù)合肥(含有兩種或以上營(yíng)養(yǎng)元素),該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式
NH4H2PO4或(NH42HPO4 或(NH43PO4
NH4H2PO4或(NH42HPO4 或(NH43PO4
(只寫(xiě)一種);
(3)火力發(fā)電廠的燃煤排煙中含大量的氮氧化物(NOx),可利用甲烷和NOx在一定條件下反應(yīng)消除其污染,寫(xiě)出CH4與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式
2NO2+CH4═N2+CO2+2H2O;
2NO2+CH4═N2+CO2+2H2O;
;
(4)脫硝反應(yīng)2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g)△H<0,在低溫恒容的密閉容器中進(jìn)行并達(dá)平衡,下列說(shuō)法正確的是
A
A
;(填序號(hào))
A.降低溫度平衡常數(shù)變大
B.充入NH3,NO和NO2轉(zhuǎn)化率變大,平衡常數(shù)變大
C.使用催化劑,達(dá)平衡的時(shí)問(wèn)縮短,△H變小
D.充入惰性氣體,壓強(qiáng)變大,平衡向左移動(dòng)
(5)使用催化技術(shù)利用反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g),根據(jù)傳感器在某溫度下測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制如圖.
①前1S內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=
5.4×10-3mol/(L?s)
5.4×10-3mol/(L?s)
.②該溫度下的平衡常數(shù)K=
5×103(mol/L) -1
5×103(mol/L) -1
;
(6)目前科學(xué)家正研究以乙烯作為還原劑的脫硝(NO)原理,其脫硝機(jī)理及脫硝率與溫度、負(fù)載率(分子篩中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù))的關(guān)系如圖:為達(dá)脫硝最佳效果,你認(rèn)為應(yīng)選用的條件是
350℃、負(fù)載率3%
350℃、負(fù)載率3%

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

很多無(wú)機(jī)物可作為有機(jī)反應(yīng)的催化劑,如:Cu、濃硫酸、FeCl3、Ni(鎳)、分子篩固體酸、P2O5、Al2O3、MnO2等等,請(qǐng)指出下列化學(xué)反應(yīng)的催化劑(填在后面橫線上)

(1)乙醇消去反應(yīng)生成乙烯____________________

(2)乙醇催化氧化生成乙醛____________________

(3)苯與氫氣加成生成環(huán)己烷_(kāi)_________________

(4)苯與氯氣反應(yīng)生成氯苯____________________

(5)苯與丙烯反應(yīng)生成丙苯____________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

很多無(wú)機(jī)物可作為有機(jī)反應(yīng)的催化劑,如:Cu、濃硫酸、FeCl3、Ni(鎳)、分子篩固體酸、P2O5、Al2O3、MnO2等等,請(qǐng)指出下列化學(xué)反應(yīng)的催化劑(填在后面橫線上)
(1)乙醇消去反應(yīng)生成乙烯________
(2)乙醇催化氧化生成乙醛________
(3)苯與氫氣加成生成環(huán)己烷_(kāi)_______
(4)苯與氯氣反應(yīng)生成氯苯________
(5)苯與丙烯反應(yīng)生成丙苯________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2010-2011學(xué)年浙江省杭州市七校聯(lián)考高二(上)期中化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

很多無(wú)機(jī)物可作為有機(jī)反應(yīng)的催化劑,如:Cu、濃硫酸、FeCl3、Ni(鎳)、分子篩固體酸、P2O5、Al2O3、MnO2等等,請(qǐng)指出下列化學(xué)反應(yīng)的催化劑(填在后面橫線上)
(1)乙醇消去反應(yīng)生成乙烯   
(2)乙醇催化氧化生成乙醛   
(3)苯與氫氣加成生成環(huán)己烷   
(4)苯與氯氣反應(yīng)生成氯苯   
(5)苯與丙烯反應(yīng)生成丙苯   

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