地球的海水总量约有1.4×1018t,是人类最大的资源库。
(1)如图利用海水得到淡水的方法为 。
(2)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图。a是电源的 极;Ⅰ口排出的是 (填“淡水” 或“浓水”)。
(3)海水淡化后的浓水中含大量盐分(主要含有Mg2+、Ca2+、Fe3+和SO42-),排入水中会改变水质,排到土壤中会导致土壤盐碱化,故不能直接排放,可以与氯碱工业联产。
电解前需要把浓水精制,所需试剂主要包括:HCl、NaOH、BaCl2、Na2CO3等),其中HCl的作用主要是 。
(4)铀是核反应最重要的燃料,其提炼技术直接关系着一个国家核工业或核武器的发展水平,海水中铀以UCl4形式存在(以离子形式存在),每吨海水只含3.3毫克铀,海水总量极大,铀总量相当巨大。不少国家正在探索海水提铀的方法。现在,已经研制成功一种螯合型离子交换树脂,它专门吸附海水中的铀,而不吸附其他元素。其反应原理为:___________________________(树脂用HR代替),发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液,其反应原理为:________________________。
(5)离子交换树脂法是制备纯水(去离子水) 的主要方法。某阳离子交换树酯的局部结构可写成(如图)。该阳离子交换树脂是由单体苯乙烯和交联剂对二乙烯基苯聚合后再经 反应得到的。自来水与该离子交换树脂交换作用后显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(6)中国《生活用水卫生标准》中规定,水的总硬度不能过大。如果硬度过大,饮用后对人体健康与日常生活有一定影响。暂时硬水的硬度是由 (填阴离子符号)引起的,经 (填操作名称)后可被去掉。永久硬水的硬度可由离子交换法去掉。
已知:苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、6.8g(95℃)。乙醚的沸点为34.6℃。实验室常用苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸,其原理为:2C6H5―CHO+NaOHC6H5―CH2OH+C6H5―COONa
实验步骤如下:
①向如图所示装置中加入适量 NaOH、水和苯甲醛,混匀、加热,使反应充分进行。
②从冷凝管下口加入冷水,混匀,冷却。倒入分液漏斗,用乙醚萃取、分液。水层保留待用。将乙醚层依次用10%碳酸钠溶液、水洗涤。
③将乙醚层倒入盛有少量无水硫酸镁的干燥锥形瓶中,混匀、静置后将其转入蒸馏装置,缓慢均匀加热除去乙醚,收集198℃~204℃馏分得苯甲醇。
④将步骤②中的水层和适量浓盐酸混合均匀,析出白色固体。冷却、抽滤得粗产品,将粗产品提纯得苯甲酸。
(1)步骤②中,最后用水洗涤的作用是 。将分液漏斗中两层液体分离开的实验操作方法是:先 后 。
(2)步骤③中无水硫酸镁的作用是 。
(3)步骤④中水层和浓盐酸混合后发生反应的化学方程式为 ;将反应后混合物冷却的目的是 。
(4)抽滤装置所包含的仪器除减压系统外,还有 、 (填仪器名称)。
A、B、C是短周期非金属元素,核电荷数依次增大。A原子外围电子排布为ns2np2,C是地壳中含量最多的元素。D、E是第四周期元素,其中E元素的核电荷数为29。D原子核外未成对电子数在同周期中最多。请用对应的元素符号或化学式填空:
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。
(2)分子(AB)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,每个原子最外层电子数均满足八电子,其结构式为 ,1mol该分子中含有键的数目为 。
(3)基态D原子的外围电子排布式为 。DO2Cl2熔点:-96 .5℃,沸点:117℃,则固态DO2Cl2属于 晶体。
(4)E的氢化物的晶胞结构如图所示,其化学式是 。
“神七”登天谱写了我国航天事业的新篇章。火箭升空需要高能的燃料,通常用肼(N2H4)作为燃料,N2O4做氧化剂。
(1)已知:N2(g) + 2O2(g) =2NO2(g) △H=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g) + O2(g) =N2(g) + 2H2O(g) △H=-534.0 kJ·mol-1
2NO2(g)
N2O4(g)
△H=-52.7 kJ·mol-1
试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式: 。
(2)工业上可用次氯酸钠与过量的氨反应制备肼,该反应的化学方程式为: 。
(3)一定条件下,在2L密闭容器中起始投入2 mol NH3和4 mol O2发生反应:
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
ΔH<0
测得平衡时数据如下:
平衡时物质的量(mol) |
n(NO) |
n(H2O) |
温度T1 |
1.6 |
2.4 |
温度T2 |
1.2 |
1.8 |
①在温度T1下,若经过10min反应达到平衡,则10min内反应的平均速率
v(NH3)= 。
②温度T1和T2的大小关系是T1 T2(填“>”、 “<”或“=”)。
(4)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:=O2↑+2H2O,则阴极反应为 。有人提出,可以设计反应2CO=2C+O2(△H>0)来消除CO的污染。请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由 。
(5)下图是某空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH溶液为电解液。
如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6L气体(已折算成标准状况),则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为 mol。
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:
已知:(Ⅰ) Ksp[Mg(OH)2]=6.0×
(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。
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)
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
(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·(NH4)2Fe(SO4)2
溶液充分反应,过量Fe2+再用0.0500 mol·
K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗20.00 mL。反应原理如下:
4H++ClO2+5Fe2+=+5Fe3+
+2H2O
14H+ ++6
Fe2+ =2Cr3+ + 6 Fe3+ +7H2O
试计算ClO2的“产率”。(写出计算过程)