工业上用硫铁矿石(主要成分FeS2)在沸腾炉中焙烧,经过一系列反应,得到硫酸,焙烧后的矿渣用于炼铁。其转化过程如下图所示(部分条件、反应物和产物已略去):
请回答下列问题:
(1)在上面转化过程中,硫元素被氧化的反应是________(填反应编号)。
(2)写出反应②中炼铁的化学方程式_____________。若用1000t含杂质28%的矿渣炼铁,理论上可得到含铁96%的生铁质量为_____________ t.
(3)写出反应①的化学方程式 ,若有12.0g FeS2参加反应,则发生转移的电子数为 。
(4)烟气中SO2的排放会造成酸雨,工业上常用Na2SO3溶液来吸收SO2以减少对环境的危害。
①常温下,将SO2通入一定体积的1.0mol·L-1Na2SO3溶液中,溶液pH不断减小。当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降,此时溶液中c(SO32-)的浓度是0.2mol·L-1,则溶液中c(HSO3-)是 mol·L-1。用化学平衡原理解释此时溶液显酸性的原因 。
②向①中pH约为6时的吸收液中通入足量O2充分反应。取反应后溶液10mL与10mLBaCl2溶液混合,欲使混合时能生成沉淀,所用BaCl2溶液的浓度不得低于 mol·L-1。[已知25℃时,Ksp(BaSO3)=5.48×10-7, Ksp(BaSO4)= 1.08×10-10]
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钢铁中含有C、N、Mn等元素,实验中常用过硫酸盐氧化法测定钢铁中锰的含量,反应原理为2Mn2++5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+
(1)Mn原子的价层电子的轨道衷达式(电子排布图)为______。
(2)已知H2S2O8的结构简式如图所示。
①H2S2O8中S的轨道杂化方式为______,H、O、S三种元素中,电负性最大的元素是_________(填元素符号)。
②S基态原子中电子的运动状态有_________种。
③上述反应中S2O82-断裂的共价键类型为________,(填“σ键”或“π键”) ,每生成1molMnO4-,断裂的共价键数目为_________NA。
(3)C和N能形成多种结构的晶体。一种新型的超硬材料类似于金刚石的结构,但硬度比金刚石大,其晶胞如图所示(图示原子都包含在晶胞内),其化学式为________。已知晶胞参数a=0.64nm, b=0.55nm,c=0.24nm,则该晶体的密度为________(列出式子即可,但式子中不包含字母)g/cm3。
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有机物A、B、C、D、E之间的转化关系如图所示。
已知:
回答下列问题:
(l)A中含有的官能团名称为_________。
(2)由C 生成D 的反应类型为________。
(3)X 的结构简式为_________。
(4)由D 生成E 的化学方程式为_________。
(5)F是D的同分异构体,符合下列条件的F 的结构共有________种(不考虑立体异构)。
①能与NaHCO3溶液发生反应 ②能与FeCl3溶液发生显色反应 ③苯环上只有2个取代基
(6)写出以环戊烷和2-丁烯为原料(其他无机试剂任选)制备化合物的合成路线_______。
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以软锰矿(主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)为原料(已知两种原料中均不含有单质杂质)制备高纯度硫酸锰的工艺流程如图所示。
(1)已知滤渣1中含有一种非金属单质,该非金属单质的化学式为_____________________。
(2)已知二氧化锰与硫化锰的物质的量之比对酸浸时的浸出率有影响,相关实验数据如下表所示。当二氧化锰与硫化锰的物质的量之比为______________时,为最优反应配比。
号 | 二氧化锰与硫化锰的物质的量之比 | 浸出液的pH | 浸出率% |
1 | 1.25:1 | 2.5 | 95.30 |
2 | 1.75:1 | 2.5 | 97.11 |
3 | 2.25:1 | 2.5 | 99.00 |
4 | 2.5:1 | 2.5 | 98.40 |
(3)操作X为蒸发浓缩、______________、过滤,洗涤、烘干,在洗涤操作中,常用酒精洗涤MnSO4·H2O晶体,其主要目的是_________。
(4)现有10t锰矿,其中MnO2和MnS的含量均为29%,若流程中Mn的损耗率为10%,则最终制得硫酸锰(MnSO4·H2O)_________t。
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已知甲苯可以进行如下转化:
回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为__________,反应③的反应类型为_____________。
(2)化合物A的结构简式为____________。化合物D的分子式为_____________。
(3)反应②的化学方程式为_______________________________。
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NH3、N2H4在工业生产和国防建设中都有广泛应用。回答下列问题:
(1)①N2H4 (g) N2(g)+2H2(g) △H1
②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2
③7N2H4(g) 8NH3(g)+3N2(g)+2H2(g) △H3
△H3=___________(用含△H1和△H2的代数式表示),反应③的平衡行数表达式为K=___________。
(2)纳米钴的催化作用下,N2H4可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。当反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。
该反应的△H_____________(填“>”或“<”)0,N2H4发生分解反应的化学方程式为________。
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Cu2S 可用于制防污涂料,其可由热的铜在硫蒸气或H2S 中反应制得。
(1)铜元素在元素周期表中的位置为 ____________,Cu+的核外电子排布式为_________,基态铜原子核外电子共有__________种运动状态。
(2)Cu2S在一定条件下可被氧化为CuSO4。
①在SO42—中S原子的杂化轨道类型为________;SiO44—、PO43—与 SO42—互为________;其中Si、P、S第一电离能由大到小顺序为________________ ;
②硅酸盐与二氧化硅一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元,硅氧四面体可以用图a 表示,图中b、c 是硅氧四面体结合成环状结构的两个例子,若在环状结构中硅的原子数为n,写出环状结构中硅酸根离子的通式_______________。
(3)甲醇(CH3OH)中的羟基被硫羟基取代生成甲硫醇(CH3SH),二者部分物理性质如下:
甲醇和甲硫醇在熔沸点和水溶性方面性质差异的原因是__________________________。
(4)某化合物由S、Fe、Cu 三种元素组成,其晶胞结构如下图所示(1 pm=10-10cm),该晶胞上下底面为正方形,侧面与底面垂直,则该晶体的密度ρ=_________g/cm3(保留三位有效数字)。
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海水淡化及海水资源的提取利用是当今化工行业重要课题。
回答下列问题:
(1)下列属于海水淡化常见工艺的是________(填序号)。
①电渗析法 ②蒸馏法 ③离子交换法 ④沉淀法
(2)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2,并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是 Br2+Na2CO3+H2O→ NaBr+NaBrO3+NaHCO3,吸收1 mol Br2时,转移的电子为________mol。
(3)海水提镁的一段工艺流程如下图:
浓海水的主要成分如下:
该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为____________________________________________,产品2 的化学式为________,1 L 浓海水最多可得到产品2 的质量为________g。
(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为:_______________。电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学方程式:__________________
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硫-氨热化学循环制氢示意图如下:
(1)反应Ⅱ是将太阳能转化为电能,再转化为化学能,电解池阳极的电极反应式 _______________;
(2)反应Ⅲ中控制反应条件很重要,不同条件下硫酸铵分解产物不同。连接装置A-B-C,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400℃加热装置A 至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、B之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置B内溶液中有SO32-,无SO42-。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。
(NH4)2 SO4在400℃分解的化学方程式是:________________________________________;
(3)反应Ⅳ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O (l) △H=+462kJ/mol
它由两步反应组成:i.H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) △H=+177kJ/mol
ii.SO3(g)分解。
iii.H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/mol
①L(L1、L2),X可分别代表压强或温度。下图表示 L一定时,ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。
i.X代表的物理量是:________________,
ii.判断L1、L2的大小关系,并简述理由:________________________________________;
②反SO3分解的热化学方程式为:__________________________________________________;
(4)恒温密闭容器中,控制不同温度进行SO3分解实验。SO3起始浓度均为 cmol·L-1,测定SO3的转化率,结果如图,图中Ⅰ曲线为SO3的平衡转化率与温度的关系,Ⅱ曲线表示不同温度下反应经过相同反应时间且未达到化学平衡时SO3的转化率。
①图中点X点平衡常数:K=_____ ;
②Y点对应温度下的反应速率:v(正)______v(逆)(选填:>,<,=);随温度的升高,Ⅱ曲线逼近Ⅰ曲线的原因是:_____________________________________。
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某工业生产的废渣中有 CuCO3、Al2O3、Fe3O4、SiO2,现利用下列流程实验废弃物再利用:
(1)操作Ⅰ所需玻璃仪器有:________________________;
(2)反应Ⅰ的产物NaBH4是有机合成常见的还原剂,该反应的还原剂为________,调节pH 的目的:________________________________;
(3)沉淀2为_____________,高铁酸钠(Na2FeO4)与明矾净水的主要区别为:________________;
(4)若原料中CuCO3和Al2O3的 物质的量之比为1:1,为了提高原料利用率,则试剂x的选择可以为( )
A.CuO B.NaOH C.NH3·H2O D.Cu2(OH)2CO3
(5)CuAlO2是一种新型无机材料,已知反应Ⅱ中还生产一种具有助燃性气体单质,写出反应Ⅱ的化学方程式:______________________;
(6)废弃物中Al2O3的物质的量为1mol,最终制得CuAlO2的质量为184.5g,该制备流程的产率为_______。
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