【題目】實驗室以工業(yè)廢渣(主要含CaSO4·2H2O,還含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)為原料制取輕質(zhì)CaCO3(NH4)2SO4晶體,其實驗流程如下:

1)室溫下,反應CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq)達到平衡,則溶液中=________[Ksp(CaSO4)=4.8×105,Ksp(CaCO3)=3×109]。

2)將氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其離子方程式為________;浸取廢渣時,向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的是________。

3)廢渣浸取在如圖所示的裝置中進行?刂品磻獪囟仍60~70 ℃,攪拌,反應3小時。溫度過高將會導致CaSO4的轉化率下降,其原因是________;保持溫度、反應時間、反應物和溶劑的量不變,實驗中提高CaSO4轉化率的操作有________。

4)濾渣水洗后,經(jīng)多步處理得到制備輕質(zhì)CaCO3所需的CaCl2溶液。設計以水洗后的濾渣為原料,制取CaCl2溶液的實驗方案:______[已知pH=5Fe(OH)3Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5Al(OH)3開始溶解。實驗中必須使用的試劑:鹽酸和Ca(OH)2]。

【答案】1.6×104 +NH3·H2O++H2O(+NH3·H2O++H2O) 增加溶液中的濃度,促進CaSO4的轉化 溫度過高,(NH4)2CO3分解 加快攪拌速率 在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產(chǎn)生后,過濾,向濾液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH試紙測量溶液pH,當pH介于5~8.5時,過濾

【解析】

1)反應CaSO4s+CO32-aqCaCO3s+SO42-aq)的平衡常數(shù)表達式為,結合CaSO4CaCO3Ksp計算;

2)氨水與NH4HCO3反應生成(NH42CO3;加入氨水抑制(NH42CO3的水解;

3)溫度過高,(NH42CO3分解,使CaSO4轉化率下降;保持溫度、反應時間、反應物和溶劑的量不變,提高CaSO4轉化率即提高反應速率,結合反應的特點從影響反應速率的因素分析;

4)根據(jù)工業(yè)廢渣中的成分知,浸取、過濾后所得濾渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3Fe2O3;若以水洗后的濾渣為原料制取CaCl2溶液,根據(jù)題給試劑,首先要加入足量鹽酸將CaCO3完全轉化為CaCl2,同時Al2O3、Fe2O3轉化成AlCl3、FeCl3,過濾除去SiO2,結合題給已知,再利用CaOH2調(diào)節(jié)pH除去Al3+Fe3+

1)反應CaSO4s+CO32-aqCaCO3s+SO42-aq)達到平衡時,溶液中====1.6×104。答案:1.6×104

2NH4HCO3屬于酸式鹽,與氨水反應生成(NH42CO3,反應的化學方程式為NH4HCO3+NH3·H2O=NH42CO3+H2O[NH4HCO3+NH3·H2ONH42CO3+H2O],離子方程式為HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O);浸取廢渣時,加入的(NH42CO3屬于弱酸弱堿鹽,溶液中存在水解平衡:CO32-+NH4++H2OHCO3-+NH3·H2O,加入適量濃氨水,水解平衡逆向移動,溶液中CO32-的濃度增大,反應CaSO4s+CO32-aqCaCO3s+SO42-aq)正向移動,促進CaSO4的轉化。答案:HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O) 增加溶液中CO32-的濃度,促進CaSO4的轉化

3)由于銨鹽具有不穩(wěn)定性,受熱易分解,所以溫度過高,(NH42CO3分解,從而使CaSO4轉化率下降;由于浸取過程中的反應屬于固體與溶液的反應(或發(fā)生沉淀的轉化),保持溫度、反應時間、反應物和溶劑的量不變,提高CaSO4轉化率即提高反應速率,結合外界條件對化學反應速率的影響,實驗過程中提高CaSO4轉化率的操作為加快攪拌速率(即增大接觸面積,加快反應速率,提高浸取率)。答案:溫度過高,(NH42CO3分解 加快攪拌速率

4)工業(yè)廢渣主要含CaSO4·2H2O,還含有少量SiO2、Al2O3Fe2O3,加入(NH42CO3溶液浸取,其中CaSO4與(NH42CO3反應生成CaCO3和(NH42SO4SiO2、Al2O3Fe2O3都不反應,過濾后所得濾渣中含CaCO3、SiO2Al2O3Fe2O3;若以水洗后的濾渣為原料制取CaCl2溶液,根據(jù)題給試劑,首先要加入足量鹽酸將CaCO3完全轉化為CaCl2,發(fā)生的反應為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,與此同時發(fā)生反應Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OSiO2不反應,經(jīng)過濾除去SiO2;得到的濾液中含CaCl2、AlCl3FeCl3,根據(jù)“pH=5FeOH3AlOH3沉淀完全,pH=8.5AlOH3開始溶解,為了將濾液中Al3+Fe3+完全除去,應加入CaOH2調(diào)節(jié)溶液的pH介于5~8.5[加入CaOH2的過程中要邊加邊測定溶液的pH],然后過濾即可制得CaCl2溶液。答案:在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產(chǎn)生后,過濾,向濾液中分批加入少量CaOH2,用pH試紙測得溶液pH,當pH介于5~8.5時,過濾

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料,廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。回答下列問題:

1)已知:(g)= (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol 1

H2(g)+ I2(g)=2HI(g) ΔH2=11.0 kJ·mol 1

對于反應:(g)+ I2(g)=(g)+2HI(g) ΔH3=___________kJ·mol 1。

2)某溫度下,等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應③,起始總壓為105Pa,平衡時總壓增加了20%,環(huán)戊烯的轉化率為_________,該反應的平衡常數(shù)Kp=_________Pa。達到平衡后,欲增加環(huán)戊烯的平衡轉化率,可采取的措施有__________(填標號)。

A.通入惰性氣體 B.提高溫度

C.增加環(huán)戊烯濃度 D.增加碘濃度

3)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體,該反應為可逆反應。不同溫度下,溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應時間的關系如圖所示,下列說法正確的是__________(填標號)。

AT1T2

Ba點的反應速率小于c點的反應速率

Ca點的正反應速率大于b點的逆反應速率

Db點時二聚體的濃度為0.45 mol·L1

4)環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵(Fe(C5H5)2結構簡式為),后者廣泛應用于航天、化工等領域中。二茂鐵的電化學制備原理如下圖所示,其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機溶劑)。

該電解池的陽極為____________,總反應為__________________。電解制備需要在無水條件下進行,原因為_________________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】有機物含有C、H、O三種元素,其質(zhì)譜如圖所示。將4.3 g該有機物在O2中充分燃燒,使生成物依次通過足量濃硫酸和堿石灰,濃硫酸增重2.7 g,堿石灰增重8.8 g,則

(1)有機物的摩爾質(zhì)量為____________g/mol。

(2)該有機的分子式為

(3)1mol該有機物與足量的金屬鈉反應產(chǎn)生1mol氫氣,核磁共振氫譜有兩個峰,且面積比為21,請寫出其結構簡式

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】化合物Y具有抗菌、消炎作用,可由X制得。

下列有關化合物XY的說法正確的是

A. 1 mol X最多能與2 mol NaOH反應

B. Y與乙醇發(fā)生酯化反應可得到X

C. X、Y均能與酸性KMnO4溶液反應

D. 室溫下XY分別與足量Br2加成的產(chǎn)物分子中手性碳原子數(shù)目相等

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列分離和提純的實驗中,所選用的方法或儀器不正確的是(  )

序號

A

B

C

D

實驗目的

分離食鹽水與泥沙

分離水和CCl4

制取蒸餾水

從濃食鹽水中得到氯化鈉晶體

分離方法

過濾

萃取

蒸餾

蒸發(fā)

選用儀器

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】我國古代勞動人民在生產(chǎn)生活中積累了豐富的經(jīng)驗,很多生產(chǎn)過程的操作方法與化學實驗中的物質(zhì)分離除雜方法相似。下列加有著重號的文字與對應分離方法正確的是(  )

《本草集經(jīng)注》

《通州煮海錄》

《名醫(yī)別錄》

《續(xù)遵義府志》

凡漬藥酒,皆須細切……便可漉出

海陸取鹵,日曬火煎,煮海熬波,鹵水成鹽

凡煮湯,欲微火,令小沸……箅渣取液

經(jīng)月畫出蒸之……終乃得酒可飲

A.過濾、蒸餾、萃取、蒸發(fā)B.過濾、蒸發(fā)、萃取、蒸餾

C.蒸發(fā)、萃取、蒸餾、過濾D.萃取、蒸發(fā)、過濾、蒸餾

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】觀察下列實驗裝置圖,按要求作答:

1)寫出圖中實驗操作的名稱:__________

2)裝置中所有玻璃儀器的名稱:_____,_____

3)下列實驗需要在哪套裝置中進行:(填序號,每套裝置僅使用一次)

KCl溶液中獲取KCl晶體_____;從海水中提取水_____;分離CaCO3和水_____;分離植物油和水_____

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】氨催化氧化是硝酸工業(yè)的基礎,氦氣在Pt催化劑作用下發(fā)生主反應Ⅰ和副反應Ⅱ:

Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H1=-905 kJ/mol

Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H2

(1)已知:

物質(zhì)中斷裂1mol化學鍵需要的能量/kJ

NO

O2

N2

629

496

942

則△H2=___________。

(2)以Pt為催化劑,在1L密閉容器中充入1mol NH3和2mol O2,測得有關物質(zhì)的量與溫度的關系如下圖:

①該催化劑在高溫時對反應__________更有利(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②520℃時,NH3的轉化率為____________。

③520℃時,反應Ⅱ的平衡常數(shù)K=________(數(shù)字計算式)。

④下列說法正確的是____________(填標號)。

A 工業(yè)上氨催化氧化生成NO時,最佳溫度應控制在840℃左右

B 增大NH3和O2的初始投料比可以提高NH3生成NO的平衡轉化率

C 投料比不變,增加反應物的濃度可以提高NH3生成NO的平衡轉化率

D 使用催化劑時,可降低反應的活化能,加快其反應速率

⑤溫度高于840℃時,NO的物質(zhì)的量減少的原因可能是____________。

(3)在有氧條件下,新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。

①NH3與NO2生成N2的反應中,當生成1mol N2時,轉移的電子數(shù)為___________mol。

②將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體,勻速通入裝有催化劑的反應器中反應。

反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如下圖所示,在50-250℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是_______________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】有機物Y(乙酰氧基胡椒酚乙酸酯)具有抗氧化、抗腫瘤作用,可由化合物X在一定條件下合成:

下列說法正確的是(  )

A. X分子中所有原子一定在同一平面上

B. X、Y分子中均含有1個手性碳原子

C. 1molX與溴水充分反應,最多消耗Br2的物質(zhì)的量為2mol

D. 1molYNaOH溶液充分反應,最多消耗NaOH的物質(zhì)的量為4mol

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