(09年江苏化学·16)(8分)以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:
(1)反应I前需在FeSO4溶液中加入 (填字母),以除去溶液中的Fe3+。
A.锌粉 B.铁屑 C.KI溶液 D.H2
(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃,其目的是 。
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是 。
(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生的电极反应可表示为 。
高二化学填空题困难题
(09年江苏化学·16)(8分)以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:
(1)反应I前需在FeSO4溶液中加入 (填字母),以除去溶液中的Fe3+。
A.锌粉 B.铁屑 C.KI溶液 D.H2
(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃,其目的是 。
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是 。
(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生的电极反应可表示为 。
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(12分) 工业上以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料可得到硫酸钾、过二硫酸钠和铁红颜料等产品,该方法原料的综合利用率较高。
(1)原子序数为22基态钛原子的核外电子排布式为________。
(2)TiCl4在常温下是一种无色液体,而FeCl3可用升华法提纯,则两种氯化物均属于
晶体。
(3)SO42-和 S2O82-(过二硫酸根)结构中,硫原子均位于由氧原子组成的四面体的中心,且所有原子的最外层电子均满足8电子结构。下列说法正确的是________。
A. SO42-中存在σ键和π键且与PO43-离子互为等电子体
B.S2O82-中存在非极性键且有强氧化性
C.S2O82-比SO42- 稳定且两者的氧元素的化合价相同
(4)KCl与MgO的晶体结构跟NaCl的晶体结构相似,则KCl与MgO两者中熔点高的是________,原因是。
(5)硫与氯可形成化合物SCl2,则该分子中硫原子的杂化方式为________,分子的空间构型为________。
(6)在一定条件下铁形成的晶体的基本结构单元如下图1和图2所示,则图1和图2的结构中铁原子的配位数之比为________。
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二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
某温度下,SO2的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。
根据图示回答下列问题:
①将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,
体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于_______。
②若改在容器中加入1.0 mol SO2、0.5mol O2和amol SO3,保持温度不变反应达平衡后,体系总压强也为0.10MPa,则a=_________mol。SO2的平衡转化率为_________________。[
③平衡状态由A变到B时.平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+C02(g)+2H20(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H20(g) △H=-1160 kJ·mol-1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2整个过程中,放出的热量为______kJ。
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二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
某温度下,SO2的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列问题:
(1)将2.0mol SO2和1.0molO2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于___________。
(2)若改在容器中加入1.0 mol SO2、0.5mol O2和amol SO3,保持温度不变反应达平衡后,体系总压强也为0.10MPa,则a=_________mol。SO2的平衡转化率为_________________。
(3)平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)____ ______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
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(12分)以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:
氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题:
(1)写出制备 NH4Cl的化学方程式:。
(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有________、带铁圈的铁架台、玻璃棒、酒精灯等。
(3)实验过程中趁热过滤的目的是________。冷却结晶后的过滤采用抽滤,其装置如图1所示,请指出该装置中的错误之处________;
图1 图2
(4)趁热过滤后,滤液冷却结晶。一般情况下,下列哪些因素有利于得到较大的晶体________。
A.缓慢冷却溶液 B.溶液浓度较高
C.溶质溶解度较小 D.缓慢蒸发溶剂
(5)为定粗产品的含氮量,称取11.2gNH4Cl粗产品,用图2装置进行实验,充分反应后,测得B装置增重3.4g。则该粗产品中含氮的质量分数为________。
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工业上利用硫酸废渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)并回收(NH4)2SO4,具体生产流程如图所示:
注:铵黄铁矾的化学式为(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12
回答下列问题:
(1)在废渣溶解操作中,加速废渣溶解的措施有________。
(2)物质A是一种氧化剂。
①工业上物质A最好选用________(填序号)。
A.空气 B.Cl2 C.MnO2 D.KMnO4
②简述工业上这样选择A的理由:__________________________________。
③写出A参与反应的离子方程式:__________________________________。
(3)往铵黄铁矾溶液(含Fe3+)中加入溶液B至pH为5时产生沉淀,请写出产生沉淀的离子方程式:__________________________________。
(4)回收所得的(NH4)2SO4晶体中可能含有的杂质是_______________________。
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(10分)硫酸是工业生产中最为重要的产品之一,也是化学工业的重要原料。
(1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料(与氧气反应)生产SO2,进料前必须将黄铁矿粉碎,目的是________。
(2)实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是 。
(3)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。
已知在T2温度时:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);△H=-196.6kJ·mol-1,
①在T1温度时,该反应的平衡常数,若在此温度下,向10L的恒容密闭容器中,充入0.3 mol SO2(g)、1.6mol O2(g) 和0.3 mol SO3(g),则反应开始时正反应速率 逆反应速率(填“<”、“>”或“=”)。
②在T2温度时,开始在10L的密闭容器中加入4. 0 mol SO2(g)和10mol O2(g),一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196.6kJ。此时二氧化硫的转化率为 。
③在②中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原减小的是 (填字母)。
A.保持温度和容器体积不变,充入1mol O2(g)
B.保持温度和容器体积不变,充入2mol SO3 (g)
C.降低温度
D.在其他条件不变时,减小容器的容积
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氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。工业上用粗氧化铜(含Fe2O3、FeO、Cu2O以及少量不溶性杂质)为原料制取氯化铜晶体 (CuCl2·2H2O)的为生产流程如下:
己知:Cu2O在酸性环境中可以生成Cu2+和Cu 回答下列问题:
(1)己知“浸渣”中不含铜单质,写出Cu2O在“盐酸浸出”中发生反应的化学方程式:___________________________________________
(2)“盐酸浸出”中,铜的浸出率与浸出时间的关系如下图所示。由图可得出如下变化规律:
①____________________________
②______________________________。
(3) “净化除杂”需先加入C1O2,其作用是(用离子方程式表示)______________。
然后再调节溶液的pH约为4,可选用的试剂是(填选项字母)______________。
A. CuSO4 B.CuO C.Cu2(OH)2CO3 D.NH3·H2O
(4)“操作I”包含多步实验基本操作,依次是__________、洗涤和风干等。工业上常采用无水乙醇代替水进行洗涤的主要原因是______________。
(5)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)中x值,称取ag晶体,加入足量10%的氢氧化钠溶液,过滤、洗涤后,用酒精灯加热至质量不再减轻为止,冷却、称量所得固体质量为bg。计算得x= ______________。(用含a、b的代数式表示)。
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