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【题目】实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2Al2O3Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:

1)室温下,反应CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq)达到平衡,则溶液中=________[Ksp(CaSO4)=4.8×105Ksp(CaCO3)=3×109]

2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为________;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是________

3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是________;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有________

4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案:______[已知pH=5Fe(OH)3Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2]

【答案】1.6×104 +NH3·H2O++H2O(+NH3·H2O++H2O) 增加溶液中的浓度,促进CaSO4的转化 温度过高,(NH4)2CO3分解 加快搅拌速率 在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH试纸测量溶液pH,当pH介于5~8.5时,过滤

【解析】

1)反应CaSO4s+CO32-aqCaCO3s+SO42-aq)的平衡常数表达式为,结合CaSO4CaCO3Ksp计算;

2)氨水与NH4HCO3反应生成(NH42CO3;加入氨水抑制(NH42CO3的水解;

3)温度过高,(NH42CO3分解,使CaSO4转化率下降;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,提高CaSO4转化率即提高反应速率,结合反应的特点从影响反应速率的因素分析;

4)根据工业废渣中的成分知,浸取、过滤后所得滤渣中含CaCO3SiO2Al2O3Fe2O3;若以水洗后的滤渣为原料制取CaCl2溶液,根据题给试剂,首先要加入足量盐酸将CaCO3完全转化为CaCl2,同时Al2O3Fe2O3转化成AlCl3FeCl3,过滤除去SiO2,结合题给已知,再利用CaOH2调节pH除去Al3+Fe3+

1)反应CaSO4s+CO32-aqCaCO3s+SO42-aq)达到平衡时,溶液中====1.6×104。答案:1.6×104

2NH4HCO3属于酸式盐,与氨水反应生成(NH42CO3,反应的化学方程式为NH4HCO3+NH3·H2O=NH42CO3+H2O[NH4HCO3+NH3·H2ONH42CO3+H2O],离子方程式为HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O);浸取废渣时,加入的(NH42CO3属于弱酸弱碱盐,溶液中存在水解平衡:CO32-+NH4++H2OHCO3-+NH3·H2O,加入适量浓氨水,水解平衡逆向移动,溶液中CO32-的浓度增大,反应CaSO4s+CO32-aqCaCO3s+SO42-aq)正向移动,促进CaSO4的转化。答案:HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O) 增加溶液中CO32-的浓度,促进CaSO4的转化

3)由于铵盐具有不稳定性,受热易分解,所以温度过高,(NH42CO3分解,从而使CaSO4转化率下降;由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应(或发生沉淀的转化),保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,提高CaSO4转化率即提高反应速率,结合外界条件对化学反应速率的影响,实验过程中提高CaSO4转化率的操作为加快搅拌速率(即增大接触面积,加快反应速率,提高浸取率)。答案:温度过高,(NH42CO3分解 加快搅拌速率

4)工业废渣主要含CaSO4·2H2O,还含有少量SiO2Al2O3Fe2O3,加入(NH42CO3溶液浸取,其中CaSO4与(NH42CO3反应生成CaCO3和(NH42SO4SiO2Al2O3Fe2O3都不反应,过滤后所得滤渣中含CaCO3SiO2Al2O3Fe2O3;若以水洗后的滤渣为原料制取CaCl2溶液,根据题给试剂,首先要加入足量盐酸将CaCO3完全转化为CaCl2,发生的反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,与此同时发生反应Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OSiO2不反应,经过滤除去SiO2;得到的滤液中含CaCl2AlCl3FeCl3,根据“pH=5FeOH3AlOH3沉淀完全,pH=8.5AlOH3开始溶解,为了将滤液中Al3+Fe3+完全除去,应加入CaOH2调节溶液的pH介于5~8.5[加入CaOH2的过程中要边加边测定溶液的pH],然后过滤即可制得CaCl2溶液。答案:在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量CaOH2,用pH试纸测得溶液pH,当pH介于5~8.5时,过滤

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:

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

对于反应:(g)+ I2(g)=(g)+2HI(g) ΔH3=___________kJ·mol 1

2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为_________,该反应的平衡常数Kp=_________Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有__________(填标号)。

A.通入惰性气体 B.提高温度

C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度

3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是__________(填标号)。

AT1T2

Ba点的反应速率小于c点的反应速率

Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率

Db点时二聚体的浓度为0.45 mol·L1

4)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2结构简式为),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。

该电解池的阳极为____________,总反应为__________________。电解制备需要在无水条件下进行,原因为_________________________

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【题目】有机物含有C、H、O三种元素,其质谱如图所示。将4.3 g该有机物在O2中充分燃烧,使生成物依次通过足量浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重2.7 g,碱石灰增重8.8 g,则

(1)有机物的摩尔质量为____________g/mol

(2)该有机的分子式为

(3)1mol该有机物与足量的金属钠反应产生1mol氢气,核磁共振氢谱有两个峰,且面积比为21,请写出其结构简式

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【题目】化合物Y具有抗菌、消炎作用,可由X制得。

下列有关化合物XY的说法正确的是

A. 1 mol X最多能与2 mol NaOH反应

B. Y与乙醇发生酯化反应可得到X

C. XY均能与酸性KMnO4溶液反应

D. 室温下XY分别与足量Br2加成的产物分子中手性碳原子数目相等

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【题目】下列分离和提纯的实验中,所选用的方法或仪器不正确的是(  )

序号

A

B

C

D

实验目的

分离食盐水与泥沙

分离水和CCl4

制取蒸馏水

从浓食盐水中得到氯化钠晶体

分离方法

过滤

萃取

蒸馏

蒸发

选用仪器

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

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【题目】我国古代劳动人民在生产生活中积累了丰富的经验,很多生产过程的操作方法与化学实验中的物质分离除杂方法相似。下列加有着重号的文字与对应分离方法正确的是(  )

《本草集经注》

《通州煮海录》

《名医别录》

《续遵义府志》

凡渍药酒,皆须细切……便可漉出

海陆取卤,日晒火煎,煮海熬波,卤水成盐

凡煮汤,欲微火,令小沸……箅渣取液

经月画出蒸之……终乃得酒可饮

A.过滤、蒸馏、萃取、蒸发B.过滤、蒸发、萃取、蒸馏

C.蒸发、萃取、蒸馏、过滤D.萃取、蒸发、过滤、蒸馏

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【题目】观察下列实验装置图,按要求作答:

1)写出图中实验操作的名称:__________

2)装置中所有玻璃仪器的名称:__________

3)下列实验需要在哪套装置中进行:(填序号,每套装置仅使用一次)

KCl溶液中获取KCl晶体_____;从海水中提取水_____;分离CaCO3和水_____;分离植物油和水_____

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【题目】氨催化氧化是硝酸工业的基础,氦气在Pt催化剂作用下发生主反应Ⅰ和副反应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:

物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJ

NO

O2

N2

629

496

942

则△H2=___________

(2)以Pt为催化剂,在1L密闭容器中充入1mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量与温度的关系如下图:

①该催化剂在高温时对反应__________更有利(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②520℃时,NH3的转化率为____________

③520℃时,反应Ⅱ的平衡常数K=________(数字计算式)。

④下列说法正确的是____________(填标号)。

A 工业上氨催化氧化生成NO时,最佳温度应控制在840℃左右

B 增大NH3和O2的初始投料比可以提高NH3生成NO的平衡转化率

C 投料比不变,增加反应物的浓度可以提高NH3生成NO的平衡转化率

D 使用催化剂时,可降低反应的活化能,加快其反应速率

⑤温度高于840℃时,NO的物质的量减少的原因可能是____________

(3)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2

①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成1mol N2时,转移的电子数为___________mol。

②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂的反应器中反应。

反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示,在50-250℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_______________

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】有机物Y(乙酰氧基胡椒酚乙酸酯)具有抗氧化、抗肿瘤作用,可由化合物X在一定条件下合成:

下列说法正确的是(  )

A. X分子中所有原子一定在同一平面上

B. XY分子中均含有1个手性碳原子

C. 1molX与溴水充分反应,最多消耗Br2的物质的量为2mol

D. 1molYNaOH溶液充分反应,最多消耗NaOH的物质的量为4mol

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