【题目】工业锅炉内壁的水垢，不仅浪费燃料，而且容易引发安全隐患。某碳素钢锅炉水垢(主要成分有CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2、Fe2O3、SiO2等)碱煮法清除的流程如下：
已知：20℃时几种难溶物的溶度积常数如下表(单位省略)：
回答下列问题：
(1)“碱煮”环节，加入Na3PO4的主要目的是将CaSO4转化为Ca3(PO4)2，请写出该离子方程式______________________。
(2)“浸泡过程中，稀盐酸会溶解Fe2O3。溶解后的Fe2O3会加速锅炉腐蚀，故需“还原”处理。
①锅炉被加速腐蚀的原因是______________________；
②浸泡液还原”处理时，Sn2+转化为Sn4+，则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________________。
(3)“钝化”处理的目的是在锅炉表面形成Fe3O4保护膜，同时生成可直接参与大气循环的气体。
①反应的离子方程式为_________________________________；
②为检验锅炉“钝化”处理后是否形成致密的保护膜，可往锅炉内壁刷上硫酸铜溶液。若观察到______________________(填现象)，则保护膜致密性欠佳。
(4)柠檬酸(用H3R表示)可用作清除锅炉水垢的酸洗剂，溶液中H3R、H2R－、HR2－、R3－的含量与pH的关系如图所示。由此可推知，0.1 mol ·L－1 Na2HR溶液中各种阴离子浓度由大到小的排列顺序为______________________。
(5)用如图装置对锅炉用水(含Ca2+、Mg2+、HCO3－)进行预处理，可有效防止水垢形成。电解时，Ca2+形成沉淀的电极反应式为______________________。
【答案】3CaSO4+2PO43－＝Ca3(PO4)2+3SO42－ Fe+2Fe3+＝3Fe2+ 2:1 9Fe+8NO2－+4H2O＝4N2↑+3Fe3O4+8OH- 表面有红色物质出现 C（HR2－）>C(R2-)>C(OH-)>C(H2R－) 2Ca2++2HCO3－+2e-=2CaCO3↓+H2↑(或2H2O++2e-=2OH-+H2↑, 2Ca2++ OH-+HCO3－=CaCO3↓+H2O)
【解析】
(1) Na3PO4 的作用是使坚硬、致密的硫酸钙生成磷酸钙，3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2+3Na2SO4，改写成离子方程式；
(2)①Fe3+具有氧化性可以与具有还原性的铁反应生成亚铁离子，会腐蚀锅炉；
②发生了2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+反应，根据方程式得结果；
(3) ①反应物亚硝酸钠和铁，产物是四氧化三铁和氮气，写出离子方程式；
②如果没有形成致密的保护膜，往锅炉内壁刷上硫酸铜溶液则会发生反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
(4)根据图像分析可知HR2-浓度最大时PH<7,可得结论Na2HR溶液中HR2-的电离平衡大于水解平衡。由此推知0.1 mol ·L－1 Na2HR溶液中各种阴离子浓度由大到小的排列顺序；
(5)依据电解水原理分析即可。
(1) Na3PO4的作用是使坚硬、致密的硫酸钙生成磷酸钙3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2+3Na2SO4，改写成离子方程式；
正确答案：3CaSO4+2PO43－＝Ca3(PO4)2+3SO42－
(2)①Fe3+具有氧化性可以与具有还原性的铁反应生成亚铁离子，会腐蚀锅炉；
正确答案：Fe+2Fe3+＝3Fe2+。
②发生了2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+反应，根据方程式得结果；
正确答案：2:1。
(3) ①反应物亚硝酸钠和铁，产物是四氧化三铁和氮气，写出离子方程式；
正确答案：9Fe+8NO2－+4H2O＝4N2↑+3Fe3O4+8OH-
②如果没有形成致密的保护膜，往锅炉内壁刷上硫酸铜溶液则会发生反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
正确答案：表面有红色物质出现。
(4) 根据图像分析可知HR2-浓度最大时pH<7,可得结论Na2HR溶液中HR2-的电离程度大于水解程度。盐类的水解程度和弱电解解的电离程度通常较小，溶液中的氢氧根离子来自于水的电离及盐的水解，由此推知0.1 mol ·L－1 Na2HR溶液中各种阴离子浓度由大到小的排列顺序；
正确答案：c(HR2－)>c(R2-)>c(OH-)>c(H2R－)
(5) 依据电解水原理分析，电解锅炉水实际上就是电解水，水电离出的氢离子在阴极放电，故阴极附近氢氧根浓度偏大，与锅炉水中的钙镁离子生成沉淀，与电源负极相连的极是阴极，即b极附近生成沉淀；
正确答案：2Ca2++2HCO3－+2e-=2CaCO3↓+H2↑(或2H2O++2e-=2OH-+H2↑, 2Ca2++OH-+HCO3－=CaCO3↓+H2O)
名校课堂系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是
A. 1 mol甲苯含有6NA个C－H键
B. 2 L 0.5 mol L－1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
C. 1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
D. 丙烯和环丙烷组成的42 g混合气体中氢原子的个数为6 NA
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】I.甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法，制备过程涉及的主要反应如下：
反应I：CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g) △H1=+85.2kJ/mol
反应II：CH3OH(g)+
O2(g)HCHO(g)+H2O(g) △H2
反应III：2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=-483.6kJ/mol
(1)计算反应Ⅱ的反应热△H2=_____________________________。
(2)750K下，在恒容密闭容器中，发生反应CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g），若起始压强为P0，达到平衡转化率为α，则平衡时的总压强P平=___________(用含P0和α的式子表示)；当P0=101kPa，测得α=50.0%，计算反应平衡常数Kp=___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，忽略其它反应)。
II.CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，以CO2为原料可合成多种有机物。
(3)CO2用于生产乙烯，已知：2CO2(g)+6H2(g)
CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H＝QkJ/mol。一定条件下，按不同的投料比X[X＝
]向某容积可变的恒压密闭容器中充入CO2、H2，测得不同投料比时CO2的转化率与温度的关系如图所示。
①X1_____X2（填“＞”或“＜”，后同），Q_____0。
②图中A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为_____。
(4)常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH＝10的溶液，则溶液中c(CO32-)：c(HCO3-)=_____[常温下K1(H2CO3)=4.4×10﹣7、K2(H2CO3)=5×10﹣11]。
②欲用5L Na2CO3溶液将23.3g BaSO4固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10﹣7、Ksp(BaCO3)=2.5×10﹣6]。(忽略溶液体积积的变化)
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【题目】实验室可利用环己醇的氧化反应制备环己酮，反应原理和实验装置（部分夹持装置略去）如下：
有关物质的物理性质见下表。
物质 | 沸点（℃） | 密度（g/cm3，20℃） | 溶解性 |
环己醇 | 161.1（97.8）* | 0.96 | 能溶于水和醚 |
环己酮 | 155.6（95.0）* | 0.95 | 微溶于水，能溶于醚 |
水 | 100.0 | 1.0 |
*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点。
实验中通过装置B将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有10mL环己醇的A中，在55～65℃进行反应。反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95～100℃的馏分，得到主要含环己酮粗品和水的混合物。
(1)仪器D的名称为_____。
(2)①滴加酸性Na2Cr2O7溶液时反应的离子方程式为______________；
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是_____。
(3)环己酮需要经过以下操作提纯：
a.往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液
b.水层用乙醚（乙醚沸点34.6℃，易燃烧）萃取，萃取液并入有机层
c.加入无水MgSO4固体，除去有机物中少量的水
d.过滤
e.蒸馏、除去乙醚后，收集151～156℃馏分
①b中水层用乙醚萃取的目的是_____；
②上述操作a、d中使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有____、___，操作a中，加入NaCl固体的作用是_____。
(4)恢复至室温时，分离得到纯产品体积为8mL，则环己酮的产率为____。（保留3位有效数字）
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【题目】某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：
CO的制备原理：HCOOH 
CO↑+H2O，并设计出原料气的制备装置（如下图）
请填写下列空白：
（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。写出制备丙烯的化学方程式： _____ 。
（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a的作用是 ____ ，装置中b的作用是________，c中盛装的试剂是 _____。
（3）制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是______（填序号）
①饱和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④无水CuSO4 ⑤品红溶液
（4）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：
①R-CHO+NaHSO3（饱和）→RCH(OH)SO3Na↓；②沸点：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：
试剂1为 ____ ，操作2为 ___ ，操作3为_____。
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【题目】聚乙烯醇肉桂酸酯(M)可用作光刻工艺中的抗腐蚀涂层，其合成路线如下：
已知:
请回答：
(1)B的化学名称为_______________；M中含氧官能团的名称为_______________；F→G的反应类型为____________________。
(2)C→D的化学反应方程式为_________________________________________。
(3)E的结构简式为_______________；H的顺式结构简式为___________________。
(4)同时满足下列条件的F的同分异构体有_________种(不考虑立体异构)：①属于芳香族化合物；②能发生水解反应和银镜反应。写出其中一种核磁共振氢谱有4种吸收峰，其峰面积之比为6:2:1:1的物质的结构简式_________。
(5)参照上述合成路线和相关信息，以乙烯和乙醛为原料(无机试剂任选)合成有机物
， 设计合成路线_____________。
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【题目】下列有关实验原理、装置、操作或结论的描述，错误的是
A. 图1所示装置可实现甲烷与氯气在光照条件下的取代反应
B. 图2所示装置可分离CH3COONa溶液和CH3COOC2H5的混合液
C. 图3是原电池装置，有明显的电流
D. 图4所示装置可说明浓H2SO4具有脱水性、强氧化性，SO2具有漂白性、还原性
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【题目】物质分类和实验探究都是中学化学重要的学科思想。
（一）以下是对“一些物质与水反应”的分类图，请按要求填空：
上述分类方法是______；A组物质中属于电解质的是_____(填化学式)；C组物质与水反应的离子方程式为_____；D组物质与水反应中，氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶2的物质是___(填化学式)。
（二）用质量分数为98%的浓硫酸(密度为1.84 g·cm3)配制240 mL浓度为0.5 mol·L－1的硫酸溶液，选用到的仪器正确的是______(填序号)。
下列操作会使配制结果偏高的是_______(填序号)
A 容量瓶用蒸馏水洗净后，未进行干燥处理
B 稀释的硫酸转移到容量瓶中后未洗涤烧杯
C 未冷却，即将溶液注入容量瓶并定容
D定容时，俯视容量瓶的刻度线
(三)某小组用如下装置比较氯、溴、碘的非金属性强弱实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验步骤：
①打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸；
②当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹；
③当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a；
④打开活塞b，将少量C中溶液滴入试管D中，关闭活塞b，取下试管D振荡，静置后CCl4层变为紫红色。
请回答：
(1)装置A中证明氯的非金属性强于碘的实验现象是_________。
(2)B中溶液发生反应的离子方程式是_______________。
(3)步骤③实验的目的是确认C的黄色溶液中无_____（填化学式）。步骤④能否说明非金属性：Br>I_______（填“能”或“否”）
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【题目】现有H2与O2的混合气体共0.6mol，该混合气体相对H2的密度为11，则下列说法正确的是（ ）
A.该混合气体的平均摩尔质量为11g/mol
B.混合气体中H2的物质的量为0.3mol
C.混合气体中O2的质量为12.8g
D.混合气体中H2和 O2的体积之比为2:1
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