铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.将铬铁矿和碳酸钠混合充分焙烧。
Ⅱ.焙烧后的固体加水浸取,分离得到溶液A和固体A。
Ⅲ.向溶液A中加入醋酸调pH约7~8,分离得到溶液B和固体B。
Ⅳ.再向溶液B中继续加醋酸酸化,使溶液pH小于5。
Ⅴ.向上述溶液中加入氯化钾,得到重铬酸钾晶体。
(1)Ⅰ中焙烧发生的反应如下,配平并填写空缺:
① FeO•Cr2O3 + Na2CO3 + = Na2CrO4+ Fe2O3 + CO2↑;
②Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2↑。
(2)固体A中主要含有 (填写化学式)。
(3)已知重铬酸钾溶液中存在如下平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。Ⅳ中调节溶液pH<5时,其目的是 。
(4)Ⅴ中发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl
下表是相关物质的溶解度数据:
物质 | KCl | NaCl | K2Cr2O7 | Na2Cr2O7 | |
溶解度 (g/100g水) | 0 | 28 | 35.7 | 4.7 | 163 |
40 | 40.1 | 36.4 | 26.3 | 215 | |
80 | 51.3 | 38 | 73 | 376 | |
①该反应能发生的理由是 。
②获得K2Cr2O7晶体的操作有多步组成,依次是:加入KCl固体、__________、__________、过滤、洗涤、干燥得到晶体。
(5)Ⅲ中固体B中主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析固体B中氢氧化铝含量的方法是:称取n g样品,加入过量__________(填写试剂名称)、溶解、过滤、再通入过量的CO2、…灼烧、冷却、称量,得干燥固体m g。计算样品中氢氧化铝的质量分数为______(用含m、n的代数式表示)。
共聚法是将共聚单体,引入纤维高聚物分子链中,可提高难燃性。此法可改进有机高分子化合物的性质,高分子聚合物W的合成路线如下:
已知:A为芳香烃, N含有甲基,M的结构简式为。
Ⅰ.R-CH2OHR-COOH(R表示饱和烃基)。
Ⅱ.R1-OH + R2-OHR1-O-R2 + H2O (R1、R2 表示烃基) Ⅲ. (R1~R4表示烃基)
(1)B的结构简式是 。
(2)D的官能团名称是 。
(3)④的反应类型是 。
(4)G可以使溴的四氯化碳溶液褪色,反应①的化学方程式是 。
(5)②的反应试剂是 ,设计该反应的目的是 。
(6)下列说法正确的是 。
a.D与苯酚互为同系物
b.P存在顺反异构体
c.由M生成N时,1mol M最多消耗3 mol NaOH
(7)F与P按照物质的量之比为1:1发生共聚生成W的化学方程式是 。
(8)E的同系物X比E分子少二个碳原子,X有多种同分异构体,符合下列条件的X的同分异构体有 种;写出其中核磁共振氢谱为1:2:2:3的一种同分异构体的结构简式
a.能与氢氧化钠溶液反应
b.能与饱和溴水反应生成白色沉淀
c.一定条件下,1mol该有机物与足量金属钠充分反应,生成1mol H2
为实现CO2减排,热钾碱法化学吸收CO2在合成氨、制氢、天然气等石油化工行业中应用广泛。该方法的原理是用碳酸钾溶液吸收CO2生成碳酸氢钾(称富液)来脱除CO2。之后高温加热富液,使碳酸氢钾分解释放CO2生成碳酸钾,溶液循环使用。某研究小组用500 mL 1 mol/L K2CO3溶液吸收5.6 L 的CO2(标准状况)形成富液(忽略溶液体积变化)。
(1)碳酸钾溶液吸收CO2,发生反应的离子方程式是 。
(2)该富液中的溶质是__________(填化学式)。
(3)该富液中,下列说法正确的是________。
a.c(K+) + c(H+) = 2c(CO32-) +c(HCO3-) +c(OH-)
b. c(CO32-) + c(HCO3-) + c(H2CO3)=2 mol/L
c.c(K+) > c(HCO3-) > c(CO32-) > c(OH-) > c(H+)
(4)高温加热该富液,得到K2CO3溶液。发生反应的化学方程式是_________________。
(5)电解法也可以使K2CO3溶液再生。其原理如下图所示,富液应进入 (填“阴极”或“阳极”)室。结合方程式简述再生K2CO3的原理是 。
氨在工农业生产中应用广泛。德国人哈伯发明了合成氨反应,其原理为:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol。在500℃、20MPa时,将N2和H2通入到体积为2 L的密闭容器中,反应过程中各种物质的物质的量变化如右图所示:
(1)10 min内用NH3表示该反应的平均速率,v(NH3)= 。
(2)在10~20min内NH3浓度变化的原因可能是 (填字母)。
A.加了催化剂 b.降低温度 C.增加NH3的物质的量
(3)该可逆反应达到平衡的标志是__________ (填字母)。
a.3v(H2)正 = 2v(NH3)逆 b.混合气体的密度不再随时间变化
c.容器内的总压强不再随时间而变化 d. N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
e.单位时间生成m mol N2的同时消耗3 m mol H2 f.a mol N≡N键断裂的同时,有6 a mol N—H键合成
(4)第一次平衡时,平衡常数K1= (用数学表达式表示)。NH3的体积分数是 (保留2位小数)。
(5)在反应进行到25min时,曲线发生变化的原因是________________。
(6)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH =-92.4 kJ/mol; 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =-483.6kJ/mol,氨气与氧气反应产生氮气和水的热化学方程式是_______________。
(7)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如右图所示:
① a电极的电极反应式是______________;
② 一段时间后,需向装置中补充KOH,请依据反应原理解释原因是_______________。
A、B、D、E、X、Y为元素周期表中六种主族元素,其原子序数依次增大。常温下A2D呈液态;B是大气中含量最高元素; E、X、Y原子最外层电子数相同,且 E的最外层电子数比次外层电子数少1;过渡元素Z与D可形成多种化合物,其中红棕色粉末Z2D3常用作红色油漆和涂料。请用化学用语回答下列问题:
(1)D在元素周期表中的位置是 。
(2)A与D可形成既含极性键又含非极性键的化合物W。W的水溶液呈弱酸性,常用作无污染的消毒杀菌剂,W的电子式为_________。
(3)向W溶液中加入ZE3,会消弱W的消毒杀菌能力,溶液呈现浅黄色。用化学方程式表示其原因是______。
(4)由A、B、D三种元素组成的两种强电解质甲和乙,它们的水溶液均呈酸性。甲抑制水的电离,则甲的化学式为____________;乙促进水的电离,则乙的水溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示)____________。
(5)将E2的水溶液加入浅绿色的ZE2溶液中发生反应的离子方程式是__________________。
(6)X和Y的单质,分别与H2化合时,反应剧烈程度强的是 ;用原子结构解释其原因是 。
下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。则下列说法正确的是( )
A.简单离子的半径:X <Z < M
B.Y、R两种元素的气态氢化物稳定性:Y>R
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:R<N
D.由X与N两种元素组成的化合物不能与任何酸反应,但能与强碱反应