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盐泥是氯碱工业中的废渣,主要含有镁、铁、铝、钙等的硅酸盐和碳酸盐。实验室以盐泥为...

盐泥是氯碱工业中的废渣,主要含有镁、铁、铝、钙等的硅酸盐和碳酸盐。实验室以盐泥为原料制取MgSO4·7H2O的流程如下:

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已知:(Ⅰ) Ksp[Mg(OH)2]=6.0×满分5 manfen5.com  

(Ⅱ) Fe2+、Fe3+、Al3+开始沉淀到完全沉淀的pH范围依次为:7.1~9.6、2.0~3.7、3.1~4.7

(Ⅲ) 三种化合物的溶解度(S)随温度变化曲线如图。

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回答下列问题:

(1)在盐泥中加H2SO4溶液控制pH为1~2以及第一次煮沸的目的是:  

(2)若溶液中Mg2+的浓度为6 mol/L,溶液pH≥  才可能产生Mg(OH)2沉淀。

(3)第二次过滤需要趁热进行,主要原因是  。所得滤渣的主要成分是  

(4)从滤液Ⅱ中获得MgSO4·7H2O晶体的实验操作步骤为:①向滤液Ⅱ中加入  ,②过滤,得沉淀,③  ,④蒸发浓缩,降温结晶,⑤过滤、洗涤得产品。

(5)若获得的MgSO4·7H2O质量为24.6 g,则该盐泥中含镁[以Mg(OH)2计]的百分含量约    (MgSO4·7H2O式量为246)

 

(15分) (1)提高Mg2+的浸取率(2分) (2)8(2分) (3)温度较高时钙盐与镁盐分离更彻底(或高温下CaSO4·2H2O溶解度小)(2分)  Al(OH)3 、Fe(OH)3 、CaSO4·2H2O      (2分) (4)NaOH溶液(2分)  向沉淀中加足量稀硫酸(2分) (5)20.0%(3分) 【解析】 试题分析:由流程图,①②③酸浸,溶解,④分离溶液和固体杂质,主要是H2SiO3和不溶解的滤渣,⑤将Fe2+ 氧化成Fe3+ 以便分步除去,⑥分离Fe (OH)3 、Al (OH)3 和MgSO4、NaCl溶液,由滤液Ⅱ得到产品。⑴通过煮沸提高反应速率,提高Mg2+ 的浸出率,答案:提高Mg2+的浸取率;⑵Ksp[Mg(OH)2]=6.0×=c(Mg2+ )c2(OH― )得:c2(OH― )= 6.0×/6=1.0×10-12,c(OH― )=1.0×10―6mol/L,PH8,答案:8;⑶从图中读出高温下CaSO4·2H2O溶解度小,与溶液分离更彻底,答案:温度较高时钙盐与镁盐分离更彻底(或高温下CaSO4·2H2O溶解度小); Al(OH)3 、Fe(OH)3 、CaSO4·2H2O;⑷滤液Ⅱ中含有MgSO4、NaCl,要将NaCl分离出去,要先将Mg2+ 形成Mg(OH)2 沉淀,过滤后将NaCl除去,然后加H2SO4重新生成MgSO4,然后蒸发浓缩,降温结晶,过滤、洗涤、干燥后获得晶体。答案:NaOH溶液;向沉淀中加足量稀硫酸;⑸MgSO4·7H2O质量为24.6 g,是0.1mol,则0.1molMg (OH)2 为5.8 g,5.8g/29g×100%=20.0%。答案:20.0%。 考点:综合实验题,涉及元素化合物知识、氧化还原滴定、指示剂选择、误差分析、实验步骤、pH调节等多方面内容,考查学生对综合实验处理能力。
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考点分析:
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以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备二氧化氯气体,再用水吸收获得二氧化氯溶液。在此过程中需要控制适宜的温度,若温度不当,副反应增加,影响生成ClO2气体的纯度,且会影响ClO2气体的吸收率。具体情况如图6所示。请回答下列问题

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(1)据图可知,反应时需要控制的适宜温度是  ℃,达到此要求采取的适宜措施是  

(2)已知:黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3氧化成SO42,写出制备二氧化氯的离子方程式:  

(3)某校化学学习小组拟以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作为衡量ClO2产率的指标。若取NaClO3样品质量6.0g,通过反应和吸收可得400 mL ClO2溶液,取出20 mL,加入37.00 mL 0.500 mol·满分5 manfen5.com(NH4)2Fe(SO4)2 溶液充分反应,过量Fe2+再用0.0500 mol·满分5 manfen5.com K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗20.00 mL。反应原理如下:

4H++ClO2+5Fe2+=满分5 manfen5.com+5Fe3+ +2H2O   

14H+ +满分5 manfen5.com+6 Fe2+ =2Cr3+ + 6 Fe3+ +7H2O

试计算ClO2的“产率”。(写出计算过程)

 

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已知:满分5 manfen5.com(X为卤原子,M为烃基或含酯基的取代基等)

由有机物A合成G(香豆素)的步骤如下:

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回答下列问题:      

(1)写出C中含氧官能团名称:   ,F→G 的反应类型是   

(2)写出A和银氨溶液反应的化学方程式  

(3)D的结构简式为  

(4)F有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的一种同分异构体的结构简式:  

Ⅰ. 分子中除苯环外,无其它环状结构;       Ⅱ.苯环上有两个处于对位的取代基;

Ⅲ. 能发生水解反应,不能与Na反应;         Ⅳ.能与新制Cu(OH)2按物质的量比1:2反应

(5)二氢香豆素(满分5 manfen5.com)常用作香豆素的替代品,鉴别二氢香豆素和它的一种同分异构体(满分5 manfen5.com)需要用到的试剂有:NaOH溶液、  

(6)已知:满分5 manfen5.com (R,R′为烃基),试写出以苯和丙烯(满分5 manfen5.com=CH—CH3

为原料,合成满分5 manfen5.com的路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:

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太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,第三代就是铜铟镓硒CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。

(1)亚铜离子(Cu+)基态时的价电子排布式表示为                  

(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为             (用元素符号表示)。

(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]而体现一元弱酸的性质。

①[B(OH)4]中B的原子杂化类型为                      

②不考虑空间构型,[B(OH)4]的结构可用示意图表示为                     

(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得右图所示的金刚砂(SiC)结构;若在晶体硅所有Si—Si键中插入O原子即得SiO2晶体。

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①在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为                    

②判断a. SiO2,b.干冰,c.冰3种晶体的熔点从小到大的顺序是         (填序号)。

 

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甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。

(1)工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g) 满分5 manfen5.com CH3OH(g)  △H = —90.8kJ/mol。

已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)      △H = —571.6kJ/mol;

H2(g)+满分5 manfen5.comO2(g)=H2O(g)             △H = —241.8kJ/mol;

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)   △H = —566.0kJ/mol

CH3OH(g) = CH3OH(l)      △H = —37.3kJ/mol

①计算液体CH3OH的燃烧热为                  

②若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g) 满分5 manfen5.com CH3OH(g),下列表示该反应达到平衡状态的标志有              (填字母序号)。

A.有1个H—H键生成的同时有 3个C—H键生成

B.CO百分含量保持不变

C.容器中混合气体的压强不变化

D.容器中混合气体的密度不变化

(2)制甲醇所需要的H2,可用下列反应制取:H2O(g)+CO(g) 满分5 manfen5.comH2(g)+ CO2(g)  △H<0,某温度下该反应的平衡常数K=1。若起始时c(CO)=1mol•L-1,c(H2O)=2mol•L1,试回答下列问题:

①该温度下,反应进行一阶段时间后,测得H2的浓度为0.5mol•L-1,则此时该反应v(正)           v(逆)(填“>”、“<”或“=”);

②若反应温度不变,达到平衡后,H2O的转化率为         

(3)某实验小组设计了如右图7所示的甲醇燃料电池装置。

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①该电池工作时,OH       极移动(填“a”或“b”);

②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池负极反应的离子方程式为                      

 

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某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。

实验Ⅰ:制取NaClO2晶体

已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2•3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下图所示装置进行实验。

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(1)装置③的作用是                         

(2)装置②中产生ClO2的化学方程式为                            ;装置④中制备NaClO2的化学方程式为                          

(3)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:

①减压,55℃蒸发结晶;②趁热过滤;③        ;④低于60℃干燥,得到成品。

实验Ⅱ:测定某亚氯酸钠样品的纯度。

设计如下实验方案,并进行实验:

①准确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(已知:ClO2+ 4I+4H+ =2H2O+2I2+Cl)。将所得混合液配成250mL待测溶液。

②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得平均值为V mL(已知:I2 +2S2O32=2I+S4O62)。

(4)达到滴定终点时的现象为                 

(5)该样品中NaClO2的质量分数为              (用含m、c、V的代数式表示)。

(6)在滴定操作正确无误的情况下,此实验测得结果偏高,原因用离子方程式表示为

                           

 

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