高二化学解答题中等难度题
(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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(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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(9分) 硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是生产硫酸的工业废渣,其综合利用对环境保护具有现实意义。利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如下:
已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如下图所示:
回答下列问题:
(1)酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是________________。
(2)煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为________________________________。实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外,还有__________。
(3)产品Ⅱ的化学式为_______________,为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是:________。
(4)检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是:取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液,滴加过量Ba(NO3)2溶液,过滤后向滤液滴加硝酸酸化的AgNO3溶液。判断Ba(NO3)2已过量的方法是________。
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(14分)某工业原料主要成分是NH4Cl、FeCl3和AlCl3。利用此原料可以得到多种工业产品。分析下面流程,回答问题。
已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
(1)用稀硫酸中和等体积等pH值的氨水和烧碱溶液,前者需要消耗的酸液体积 (填“大”“小”或“相同”)
(2)计算溶液②中Fe3+的物质的量浓度为 mol/L
(3)缓冲溶液中存在的平衡体系有: 、 、
此时溶液中c(NH4+) c(Cl-)(填>、=、<)。
(4)在缓冲溶液中加入少量盐酸或者NaOH溶液,溶液的pH值几乎依然为9.2。简述原理:
请举出另一种缓冲溶液的例子(写化学式) 。
(5)常温下向较浓的溶液④中不断通入HCl气体,可析出大量AlCl3·6H2O晶体,结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因: 。
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(14分)某工业原料主要成分是NH4Cl、FeCl3和AlCl3。利用此原料可以得到多种工业产品。分析下面流程,回答问题。
已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
(1)用稀硫酸中和等体积等pH值的氨水和烧碱溶液,前者需要消耗的酸液体积 (填“大”“小”或“相同”)
(2)计算溶液②中Fe3+的物质的量浓度为 mol/L
(3)缓冲溶液中存在的平衡体系有: 、 、
此时溶液中c(NH4+) c(Cl-)(填>、=、<)。
(4)在缓冲溶液中加入少量盐酸或者NaOH溶液,溶液的pH值几乎依然为9.2。简述原理:
请举出另一种缓冲溶液的例子(写化学式) 。
(5)常温下向较浓的溶液④中不断通入HCl气体,可析出大量AlCl3·6H2O晶体,结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因: 。
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工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾。为了保护环境,同时提高硫酸工业的综合经济效益,应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的副产品。请按要求回答下列问题:
(1)将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式:__________________、__________________。
(2)在尾气与氨水反应所得到的高浓度溶液中,按一 定比例加入氨水或碳酸氢铵,此时溶液的温度会自行降低,并析出晶体。①导致溶液温度降低的原因可能是______________;②析出的晶体可用于造纸工业,也可用于照相用显影液的生产。已知该结晶水合物的相对分子质量为134,则其化学式为______________。
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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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硫酸是重要的基础化工原料之一,是化学工业中最重要的产品,号称“工业之母”。在中学化学教材中有多处涉及其应用。
(1)利用浓硫酸配制稀硫酸
已知某浓硫酸的密度为1.84g/ml,质量分数为98%,则该浓硫酸的物质的量浓度为_______;
现用该浓硫酸配制480ml浓度为1.84mol/L的稀硫酸,在配制过程中除量取浓硫酸的仪器、烧杯、胶头滴管外,还需用到的玻璃仪器有______________________;
(2)硫酸与无机物的反应
实验室在用稀硫酸与锌反应制取氢气时,常向其中滴加少量硫酸铜溶液以加快反应速率,请写出发生的离子反应方程式______________________________;不活泼金属铜在与浓硫酸反应中,体现了浓硫酸的___________________性质;非金属碳在加热条件下也能与浓硫酸反应,若要你设计实验检验反应生成的气体产物,则检验出气体产物的正确顺序为______________________;
(3)硫酸在有机中的应用
利用硫酸的性质可以制取多种有机物,比如烈性炸药TNT、硝基化合物、酯类物质、不饱和烃等。请写出制取TNT的化学方程式________________________________________;请写出用乙醇制取乙烯的化学方程式________________________________________;稀硫酸还可以使蔗糖、淀粉等多种有机物发生水解,请写出蔗糖水解的产物名称_________。
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利用钛白粉厂废酸(主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+)制备过二硫酸铵[(NH4)2S2O8],同时回收TiO(OH)2的简要流程如下:
已知:i.部分离子完全生成氢氧化物沉淀的pH
金属离子 | TiO2+ | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ |
开始沉淀的PH | 1.2 | 1.9 | 7.0 | 3.2 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 3.1 | 9.4 | 4.7 |
ii.pH>7时,Fe2+部分生成Fe(II)氨络离子[Fe(NH3)2]2+。
请回答下列问题:
(1)为保证产物TiO(OH)2的纯度,加入试剂A要适量。试剂A为___________。
(2)煅烧回收的TiO(OH)2,获得的TiO2会发黄,发黄的杂质可能是_______(填化学式)。
(3)滤渣I的主要成分除Fe(OH)2、Al(OH)3外,还含有______________。
(4)加入H2O2的目的是氧化除掉Fe(II)氨络离子[Fe(NH3)2]2+,配平下列离子方程式:2[Fe(NH3)2]2+ +________+4H2O +H2O2 =_______ + 4NH3·H2O
(5)电解制备过二硫酸铵的装置如下图所示。
①S2O82-中S元素的化合价为+6,其中过氧键的数目为___________。
②电解时,铁电极连接电源的___________极。
③常温下,电解液中含硫微粒主要存在形式与 pH 的关系如下图所示。
在阳极放电的离子主要为HSO4-,阳极区电解质溶液的 pH 范围为______,阳极的电极反应式为______________________。
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