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【化学---选修2:化学与技术】

南海某小岛上,可利用的淡水资源相当匮乏,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示山泉水属于硬水。

(1)硬水是指含有较多______________的水,硬水加热后产生沉淀的离子方程式为:________________________________(写出生成一种沉淀物的即可) 。

(2)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO),已知水的硬度在8°以下的称为软水,在8°以上的称为硬水。已知岛上山泉水中c( Ca2+)=1.2×10-3 mol/L,c(Mg2+) =6×l0-4 mol/L,那么此水       (填“是”或“否”)属于硬水。

(3)离子交换法是软化水的常用方法。聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂,写出聚丙烯酸钠单体的结构简式                  

(4)解放军战士通常向水中加入明矾净水,请用离子方程式解释其净水原理:              

(5)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:

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①阳离子交换膜是指            (填A或B)。

②写出通电后阳极区的电极反应式             ,阴极区的现象是:               

 

(1)C a2+、 M g2+ Ca2++ 2HCO3— CaCO 3↓+CO 2↑+H 2O (或  Mg2++ 2HCO3 MgCO3↓+CO2↑+H2O  MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+CO2↑+H2O ) 是 (3)CH2=CHCOONa (4)Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ (5)①B ② 2Cl--2e- = Cl2↑ 电极上产生气泡,溶液中出现少量白色沉淀 【解析】 试题分析:(1)硬水是指含有较多C a2+、 M g2+ 的水;硬水加热后产生碳酸钙沉淀,离子方程式为Ca2++ 2HCO3— CaCO 3↓+CO 2↑+H 2º;(2)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO,即C a2+的物质的量浓度为10-4 mol/L;山泉水中c( Ca2+)=1.2×10-3 mol/L,c(Mg2+) =6×l0-4 mol/L,相当于C a2+的物质的量浓度为18×l0-4 mol/L,所以属于硬水;(3)聚丙烯酸钠的单体是丙烯酸钠,其结构简式为CH2=CHCOONa;(4)明矾净水,是铝离子水解生成氢氧化铝胶体,吸附水中杂质,原理为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+;(5) ①电解时,阳离子移向阴极、阴离子移向阳极,所以B阳离子交换膜、A为阴离子交换膜;②通电后阳极区的电极反应式2Cl--2e- = Cl2↑;阴极反应为,所以阴极现象为电极上产生气泡,溶液中出现少量白色沉淀。。 考点:本题考查化学与技术。  
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利用N2和H2可以实现NH3工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续地生产。请回答下列问题:

(1)已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g)   △H=+180.5kJ/mol

N2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.com 2NH3(g)  △H=-92.4kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  H=483.6kJ/mol

则NH3催化氧化生成NO和H2O(g)的热化学反应方程式可表示为:                      

(2)某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始氢气物质的量[用n(H2)表示]对N2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.com 2NH3(g)反应的影响,实验结果可表示成如右图所示的规律(图中T表示温度,n表示物质的量):

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①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最大的是         

②在起始时体系中加入N2的物质的量为1mol。若容器容积

为2L,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K=                 

③图像中T1和T2的关系是:T1       T2。(填“>”“<”“=”“无法确定”)

(3)氨气和氧气从145℃就开始反应,在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如下图):

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4NH35O2满分5 manfen5.com4NO6H2O ;

4NH3+3O2满分5 manfen5.com2N2+6H2O

温度较低时以生成     为主,温度高于900℃时,NO产率下降的原因                      

4N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。

①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:

2N2O5(g)满分5 manfen5.com4NO2(g)+O2(g) △H>0,下表为反应在T1温度下的部分实验数据:

t/s

0

500

1000

c(N2O5)/mol·L—1

5.00

3.52

2.48

则500s内NO2的生成速率可表示为____________________。

②下列情况能说明该反应已达平衡状态的是           

A.单位时间内生成2mol NO2的同时消耗了lmol N2O5     B.混合气体的颜色不再发生变化

C混合气体的密度保持不变          D在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化

 

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CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。工业上利用水钴矿〔主要成分为Co2O3Co(OH)3,还含少量Fe2O3Al2O3MnO等〕制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:

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已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+Co2+Fe2+Mn2+Al3+

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Al(OH)3

Mn(OH)2

开始沉淀

2.7

7.6

7.6

4.0

7.7

完全沉淀

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。

(1)水钴矿进行预处理时加入Na2SO3的主要作用是                    

(2)写出NaClO3在浸出液中发生主要反应的离子方程式_______________________

若不慎向“浸出液”中加了过量的NaClO3,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式_____________________

(3) “操作1”中包含3个基本实验操作,它们依次是_______________________________和过滤。制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。

(4)浸出液加Na2CO3pH5.2时,过滤所得到的沉淀成分为                

(5)萃取剂的作用是                  

(6)为测定粗产品中CoCl2·6H2O的含量,称取16.4克的粗产品溶于水配成100.0mL溶液,从中取出25.0mL与足量AgNO3溶液混合,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量为4.6克。则粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数是________________

 

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氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料,其在高温下完全分解为MgOAl2O3HCl和水蒸气,冷却玻管B能降低气体的温度,但不能液化水蒸气。现用下图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)

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1Mg2Al(OH)6Cl·xH2O热分解的化学方程式为                      

2)若只通过测定装置CD的增重来确定x,则装置的连接顺序为          (按气流方向,用接口字母表示),其中C的作用是         。装置连接后,首先要进行的操作是             

3)加热前先通N2排尽装置中的空气,称取CD的初始质量后,加热过程中持续通入N2的作用是                     ,停止加热后的冷却过程中仍要持续通入N2的作用是           _

4)完全分解后测得C增重3.65 gD增重9.90 g,则x      。若取消冷却玻管B后进行实验,测定的x值将         (填“偏高”或“偏低”)

 

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亚氯酸钠是一种高效氧化剂漂白剂,主要用于棉纺、亚麻、纸浆等漂白。亚氯酸钠(NaClO2)在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO2-、Cl- 等,其中HClO2和ClO2都具有漂白作用,但ClO2是有毒气体。经测定,25℃时各组分含量随pH变化情况如图所示(Cl-没有画出)。则下列分析正确的是(    )

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A.亚氯酸钠在酸性条件下较稳定

B.25℃时,HClO2的电离平衡常数的数值Ka=10-6

C.pH越大,该漂白剂的漂白性能越好

D.25℃,PH=3时,NaClO2溶液中:c(Na+)+ c(H+)=c(ClO2-)+ c(OH-)

 

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以酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图。下列叙述正确的是(    )

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A.燃料电池工作时,正极反应为O2+2H2O+4e=4OH

B.a极是铁,b极是铜时,b极逐渐溶解,a极上有铜析出

C.a、b两极若是石墨,在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等

D.a极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出

 

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