【題目】【化學—選修2:化學與技術】粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為:SiO2、Al2O3、CaO等。一種利用粉煤灰制取氧化鋁的工藝流程如下:
(1)粉煤灰研磨的目的是 。
(2)第1次過濾濾渣的主要成分有 和 (填化學式, 下同),第3次過濾時,濾渣的成分的是 。
(3)在104℃用硫酸浸取時,鋁的浸取率與時間的關系如下圖1,適宜的浸取時間為 h;鋁的浸取率與“助溶劑/粉煤灰”的關系如圖2所示,從浸取率角度考慮,三種助溶劑NH4F、KF及其NH4F與KF的混合物,在助溶劑/粉煤灰相同時,浸取率最高的是 (填化學式);用含氟的化合物作這種助溶劑缺點是 (舉一例)。
(4)流程中循環(huán)使用的物質有 和 (填化學式)。
(5)用鹽酸溶解硫酸鋁晶體,能夠發(fā)生的原因是 。
(6)用粉煤灰制取含鋁化合物的主要意義是 。
【答案】(1)減小粒度,增大接觸面,提高浸取速率和浸取率(2分)
(2)SiO2(1分);CaSO4 (1分);Al(OH)3(1分)
(3)2(1分);NH4F(1分);生成過程中產生HF及NH3等污染環(huán)境(2分)
(4)H2SO4(1分);NH4Cl(1分)
(5)通入HCl使AlCl3·6H2O飽和,而Al2(SO4)3不飽和(2分)
(6)使廢棄固體資源化利用(2分)
【解析】
試題分析:粉煤灰的主要氧化物組成為SiO2、Al2O3、CaO等,加入硫酸溶液使Al2O3溶解,CaO通過反應生成CaSO4,CaSO4微溶,大部分CaSO4和SiO2一起成為濾渣,過濾后將濾液冷卻結晶得Al2(SO4)3,用鹽酸溶解Al2(SO4)3,再通入氯化氫得AlCl36H2O晶體和硫酸溶液,過濾得硫酸溶液可以再循環(huán)利用,AlCl36H2O晶體溶解后得氯化鋁溶液中通入氨氣得氫氧化鋁沉淀和氯化銨溶液,氯化銨溶液可以循環(huán)利用,氫氧化鋁沉淀受熱分解生成Al2O3。
(1)粉煤灰研磨的目的是減小粒度,增大反應物的接觸面積,提高浸取速率和浸出率;
(2)通過以上分析可知,第1次過濾時濾渣的主要成分有SiO2和 CaSO4,第3次過濾時濾渣的成分是Al(OH)3;
(3)根據(jù)圖1可知,2h時鋁的浸出率達到最大值,所以適宜的浸取時間為2h;根據(jù)圖2可知,在n(助溶劑)/n(粉煤灰)相同時,NH4F助溶劑對鋁的浸出率最高,用含氟的化合物作這種助溶劑的缺點是生產過程中會產生污染環(huán)境的HF和NH3等;
(4)根據(jù)上面的分析可知,流程中循環(huán)使用的物質有H2SO4和NH4Cl。
(5)用鹽酸溶解硫酸鋁晶體,再通入HCl氣體,析出AlCl36H2O,該過程能夠發(fā)生的原因是通入氯化氫使AlCl36H2O達到飽和,而硫酸鋁不飽和,便于AlCl36H2O析出;。
(6)用粉煤灰制取含鋁化合物的主要意義在于使廢棄固體資源化利用。
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【題目】已知NO2與N2O4相互轉化:2NO2(g)N2O4(g);△H=﹣24.2kJ/mol。在恒溫下,將一定量NO2和N2O4(g)的混合氣體充入體積為2L的密閉容器中,其中物質的濃度隨時間變化的關系如圖。下列推理分析合理的是( )
A.a,b,c,d四點中V正與V逆均相等
B.反應進行到10min時,體系吸收的熱量為9.68kJ
C.前10min內,用v(NO2)表示的該反應速率為0.02mol/Lmin
D.25min時,導致平衡移動的原因是升溫
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【題目】已知:是碳酸甲乙酯的工業(yè)生產原理。下圖是投料比[]分別為3:1和1:1、反應物的總物質的量相同時,的平衡轉化率與溫度的關系曲線。下列說法正確的是
A.曲線b所對應的投料比為3:1
B.M點對應的平衡常數(shù)小于Q點
C.N點對應的平衡混合氣中碳酸甲乙酯的物質的量分數(shù)為0.58
D.M點和Q點對應的平衡混合氣體的總物質的量之比為2:1
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【題目】DDT又叫滴滴涕,化學名為雙對氯苯基三氯乙烷,化學式(ClC6H4)2CH(CCl3)。名稱從英文縮寫DDT而來,為白色晶體,不溶于水,溶于煤油,可制成乳劑,是有效的殺蟲劑。DDT進入食物鏈,是導致一些食肉和食魚的鳥接近滅絕的主要原因。因此從70年代后滴滴涕逐漸被世界各國明令禁止生產和使用。其結構為: ,下列有關說法正確的是 ( )
(手性碳原子為飽和碳原子所連的4個原子或原子團不同)
A.屬于烴類 B.DDT完全燃燒后只產生CO2和H2O兩種物質
C.分子無手性碳 D.氫核磁共振譜圖中有5種位置峰
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【題目】有機物A可以通過不同的反應得到B和C:
(1)A的分子式為_________________,C的含氧官能團名稱為_________________。
(2)A制取C的有機反應類型為_________________;A制取B的化學方程式為:_________________。
(3)A發(fā)生消去反應后產物的結構簡式為_________________,A分子中一定共面的碳原子有_________________個。
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【題目】2015年10月,屠喲喲獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎,理由是她發(fā)現(xiàn)了青蒿素,這種藥品可以有效降低瘧疾患者的死亡率,她成為首獲科學類諾貝爾獎的中國人。青蒿素兩步可合成得到治療瘧疾的藥物青蒿琥酯。下列有關說法正確的是( )
A.青蒿素分子式為C15H24O5
B.反應②原子利用率為100%
C.該過程中青蒿素生成雙氫青蒿素屬于氧化反應
D.1 mol青蒿琥酯與氫氧化鈉溶液反應,最多消耗1 mol氫氧化鈉
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【題目】為研究鐵質材料與熱濃硫酸的反應,某學習小組用碳素鋼(即含C元素0.03%~2.0%鐵合金)進行了以下探究活動:
[探究一]
(1)將已去除表面氧化物的鐵釘放入冷濃硫酸中,10分鐘后移入硫酸銅溶液中,片刻后取出觀察,鐵釘表面無明顯變化,其原因是____。
(2)取碳素鋼6.0 g于15.0 mL濃硫酸中,加熱,充分反應后得到溶液X并收集到混合氣體Y。
①甲同學認為X中除Fe3+外還可能有Fe2+。若要確認其中的Fe2+,應選用____。
A.KSCN溶液和氯水 B.鐵粉和KSCN溶液C.濃氨水D.酸性KMnO4溶液
②乙同學取560 mL(標準狀況)氣體Y通入足量溴水中,發(fā)生SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4反應,然后加入足量BaCl2溶液,經適當操作后得干燥固體4.66 g。由此推知氣體Y中SO2的體積分數(shù)為________。
[探究二]根據(jù)上述實驗中SO2體積分數(shù)的分析,丙同學認為氣體Y中還可能含有Q1和Q2兩種氣體,其中Q1氣體,在標準狀況下,密度為0.089 3 g·L-1。為此設計了下列探究實驗裝置(假設有關氣體完全反應)。
(3)裝置B中試劑的作用是________________________。
(4)分析Y氣體中的Q2氣體是如何生成的______________(用化學方程式表示)。
(5)已知洗氣瓶M中盛裝澄清石灰水,為確認Q2的存在,需在裝置中添加洗氣瓶M于________(填序號)。
A.A之前 B.A—B間 C.B—C間 D.C—D間
(6)如果氣體Y中含有Q1,預計實驗現(xiàn)象應是____________________。
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【題目】某化學興趣小組同學展開對漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)的研究。
實驗Ⅰ. 制取NaClO2晶體
已知:NaClO2飽和溶液在溫度低于38 ℃時析出的晶體是NaClO2·3H2O,高于38 ℃時析出的晶體是NaClO2,高于60 ℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl。現(xiàn)利用下圖所示裝置進行實驗。
(1)裝置③的作用是 。
(2)裝置②中產生ClO2的化學方程式為 ;裝置④中制備NaClO2的化學方程式為 。
(3)從裝置④反應后的溶液獲得NaClO2晶體的操作步驟如下:
①減壓,55 ℃蒸發(fā)結晶;②趁熱過濾;③ ;④低于60 ℃干燥,得到成品。
實驗Ⅱ. 測定某亞氯酸鈉樣品的純度
設計如下實驗方案,并進行實驗:
①確稱取所得亞氯酸鈉樣品m g于燒杯中,加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應(已知:ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-);將所得混合液配成250 mL待測溶液。
②移取25.00 mL待測溶液于錐形瓶中,加幾滴淀粉溶液,用c mol·L-1 Na2S2O3標準液滴定,至滴定終點。重復2次,測得平均值為V mL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
(4)達到滴定終點時的現(xiàn)象為 。
(5)該樣品中NaClO2的質量分數(shù)為 (用含m、c、V的代數(shù)式表示)。
(6)在滴定操作正確無誤的情況下,此實驗測得結果偏高,原因用離子方程式表示為 。
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【題目】[化學—選修3:物質結構與性質] 化學作為一門基礎自然科學,在材料科學、生命科學、能源科學等諸多領域發(fā)揮著重要作用。
(1)高溫超導材料釔鋇銅氧的化學式為YBaCu3O7,其中1/3的Cu以罕見的Cu3+形式存在。Cu在元素周期表中的位置為____ ,基態(tài)Cu3+的核外電子排布式為_ _______。
(2)磁性材料在生活和科學技術中應用廣泛。研究表明,若構成化合物的陽離子有未成對電子時,則該化合物具有磁性。下列物質適合作錄音磁帶磁粉原料的為____(填選項字母)。
A.V2O5 | B.CrO2 | C.PbO | D.ZnO |
(3)屠呦呦因在抗瘧藥——青蒿素研究中的杰出貢獻,成為首獲科學類諾貝爾獎的中國人。青蒿素的結構簡式如圖l所示,其組成元素的電負性由大到小的順序為 ;碳原子的雜化方式有____ 。
(4)“可燃冰”因儲量大、污染小被視為未來石油的替代能源,由甲烷和水形成的“可燃冰”結構如圖2所示。
①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力為 。
②H2O的VSEPR模型為 ,比較鍵角的大。H2O CH4(填“>”“<”或“=”),原因為 。
(5)鋰離子電池在便攜式電子設備以及電動汽車、衛(wèi)星等領域顯示出廣闊的應用前景,該電池負極材料為石墨,石墨為層狀結構(如圖3),其晶胞結構如圖4所示,該晶胞中有 個碳原子。已知石墨的層間距為apm,C-C鍵長為b pm,阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA,則石墨晶體的密度為 g·cm-3(列出計算式)。
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