1.冬日,雪花漫舞,給人帶來美的享受,但降雪卻會導致道路通行問題.現(xiàn)有一種高速公路 的綠色融雪劑-CMA(醋酸鈣、醋酸鎂固體的混合物,已知醋酸鈣的溶解度隨溫度上升而下降,醋酸鎂的溶解度隨溫度變化不大),其生產(chǎn)常以白云石(主要成分 MgCO3•CaCO3,含SiO2等雜質)和生物質廢液--木醋液(主要成分乙酸,以及少量的 甲醇、苯 酚、焦油等雜質)等為原料,流程如圖1:

(1 )步驟①發(fā)生的反應離子方程式為MgCO3•CaCO3+4CH3COOH=Ca2++Mg2++4CH3COO-+2CO2↑+2H2O.
(2)濾渣1的主要成分與NaOH溶液反應的熱化學方程式為Si02(s)+2NaOH(aq)=Na2SiO3(aq)+H2O(l)△H=-2QkJ/mol.
(己知l mol NaOH發(fā)生反應時放出熱量為QkJ);步驟②所得濾液常呈褐色,分析可知其原因主要是 木醋液中含有少量的有色的焦油以及實驗過程中苯酚被空氣中氧氣氧化最終產(chǎn)生褐色物質.
(3)已知CMA中鈣、鎂的物質的量之比與出水率(與融雪 效果成正比)關系如圖2所示,步驟④的目的除調節(jié) n(Ca):n(Mg) 約為C(選填:A:1:3; B:1:2; C:3:7;D:2:3)外,另一目的是除去過量的乙酸.
(4)步驟⑥包含的操作有蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌及干燥.
(5)取akg含MgCO3•CaCO3質量分數(shù)為b%的白云石,經(jīng) 過上述流程制備CMA.已知MgCO3•CaCO3的損失率為 c%,步驟④之后到產(chǎn)品CMA的損失率為d%,
則結合(3)可知所得產(chǎn)品質量約為[$\frac{a×b%(1-c%)×158}{184}$+$\frac{a×b%(1-c%)×\frac{7}{3}×142}{184}$]×(1-d%)kg(請用含相關字母的計算式表達,不必化簡).

分析 根據(jù)流程圖可知,白云石(主要成分MgCO3•CaCO3,含SiO2等雜質)與木醋液(主要成分乙酸)反應生成醋酸鈣和醋酸鎂,過濾得濾渣1為二氧化硅,濾液中主要溶質是醋酸鈣和醋酸鎂,加入活性碳脫色,再加入氧化鎂,調節(jié)溶液中n(Ca):n(Mg)的值,過濾,除去混合液中固體雜質,得醋酸鈣和醋酸鎂溶液,將濾液蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌及干燥得CMA.
(1)步驟①MgCO3•CaCO3與CH3COOH的反應生成醋酸鈣和醋酸鎂;
(2)己知lmol NaOH與二氧化硅發(fā)生反應時放出熱量為QkJ,則反應的熱化學方程式為Si02(s)+2NaOH(aq)=Na2SiO3(aq)+H2O(l),△H=-2QkJ/mol,
步驟②所得濾液常呈褐色,顏色除與木醋液中含有少量的有色的焦油有關外,產(chǎn)生顏色的另一主要原因是實驗過程中苯酚被空氣中氧氣氧化最終產(chǎn)生褐色物質;
(3)根據(jù)如圖2所示鈣、鎂的物質的量之比與出水率(與融雪效果成正比)關系,可知,當n(Ca):n(Mg)約為3:7時,出水率最高;
(4)根據(jù)上面的分析可知,步驟⑥包含的操作有 蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌及干燥;
(5)取akg含MgC03•CaC03質量分數(shù)為b%的白云石,經(jīng)過上述流程制備CMA.已知MgC03'•CaC03的損失率為c%,則可得n(Ca(CH3COO)2)=$\frac{a×b%(1-c%)}{184}$×103mol,
n(Mg(CH3COO)2)=$\frac{a×b%(1-c%)}{184}$×103×$\frac{7}{3}$mol,步驟④之后到產(chǎn)品CMA的損失率為d%,以此計算產(chǎn)量.

解答 解:(1)步驟①發(fā)生的反應離子方程式為 MgCO3•CaCO3+4CH3COOH=Ca2++Mg2++4CH3COO-+2CO2↑+2H2O,
故答案為:MgCO3•CaCO3+4CH3COOH=Ca2++Mg2++4CH3COO-+2CO2↑+2H2O;
(2)己知lmol NaOH與二氧化硅發(fā)生反應時放出熱量為QkJ,則反應的熱化學方程式為Si02(s)+2NaOH(aq)=Na2SiO3(aq)+H2O(l),△H=-2QkJ/mol,
步驟②所得濾液常呈褐色,顏色除與木醋液中含有少量的有色的焦油有關外,產(chǎn)生顏色的另一主要原因是實驗過程中苯酚被空氣中氧氣氧化最終產(chǎn)生褐色物質,
故答案為:Si02(s)+2NaOH(aq)=Na2SiO3(aq)+H2O(l)△H=-2QkJ/mol;實驗過程中苯酚被空氣中氧氣氧化最終產(chǎn)生褐色物質;
(3)根據(jù)如圖2所示鈣、鎂的物質的量之比與出水率(與融雪效果成正比)關系,可知,當n(Ca):n(Mg)約為3:7時,出水率最高,所以步驟④的目的除調節(jié)n(Ca):n(Mg)約為3:7,步驟④中加入氧化鎂的目的是調節(jié)鈣、鎂離子的物質的量之比,除去過量的乙酸,
故答案為:C;除去過量的乙酸;
(4)根據(jù)上面的分析可知,步驟⑥包含的操作有 蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌及干燥,
故答案為:蒸發(fā)結晶;
(5)取akg含MgC03•CaC03質量分數(shù)為b%的白云石,經(jīng)過上述流程制備CMA.已知MgC03'•CaC03的損失率為c%,則可得n(Ca(CH3COO)2)=$\frac{a×b%(1-c%)}{184}$×103mol,
n(Mg(CH3COO)2)=$\frac{a×b%(1-c%)}{184}$×103×$\frac{7}{3}$mol,步驟④之后到產(chǎn)品CMA的損失率為d%,則可知所得產(chǎn)品質量約為:[$\frac{a×b%(1-c%)×158}{184}$+$\frac{a×b%(1-c%)×\frac{7}{3}×142}{184}$]×(1-d%),
故答案為:[$\frac{a×b%(1-c%)×158}{184}$+$\frac{a×b%(1-c%)×\frac{7}{3}×142}{184}$]×(1-d%).

點評 本題考查CMA的工藝流程,側重考查學生閱讀題目獲取信息能力、對工藝流程的理解、物質分離提純與條件控制等,綜合性較強,題目難度中等,需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識、信息進行解決問題的能力.

練習冊系列答案
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5.在標準狀況下,4.48L的NH3氣體物質的量為0.2mol質量為3.4g,其中含0.6NA個氫原子,將其溶于水配成200mL的溶液,其物質的量濃度為1mol/L.

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A.B.乙烷C.酒精D.汽油

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9.苯乙酸銅是合成優(yōu)良催化劑、傳感材料--納米氧化銅的重要前驅體之一.下面是它的一種實驗室合成路線:

制備苯乙酸的裝置示意圖如下 (加熱和夾持裝置等略):
已知:苯乙酸的熔點為76.5℃,可升華,易溶于熱水,微溶于冷水,溶于乙醇.
請你根據(jù)提供的信息回答下列問題:
(1)將裝置中的溶液加熱至100℃,緩緩滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升溫至130℃繼續(xù)反應.在裝置示意圖中,儀器a的名稱是球形冷凝管,其作用是冷凝回流,防止苯乙酸的揮發(fā)而降低產(chǎn)品產(chǎn)率.
(2)反應結束后加適量冷水,可分離出苯乙酸粗品.其加入冷水的目的是便于苯乙酸結晶析出.下列儀器中可用于分離苯乙酸粗品的是BCE(填標號).
A.分液漏斗       B.漏斗    C.燒杯
D.直形冷凝管     E.玻璃棒
(3)如果要將苯乙酸粗品進一步提純,你選擇的實驗方法是重結晶、升華(填二種方法).
(4)用CuCl2•2H2O和NaOH溶液制備適量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸餾水洗滌沉淀,判斷沉淀洗干凈的實驗操作和現(xiàn)象是取少量最后一次洗滌液于試管中,加入稀硝酸,再加AgNO3溶液,無白色沉淀出現(xiàn).
(5)將苯乙酸加入到乙醇與水的混合溶劑中,充分溶解后,加入Cu(OH)2攪拌30min,過濾,濾液靜置一段時間,析出苯乙酸銅晶體,混合溶劑中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度,便于充分反應.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

16.(Ⅰ)二氧化鈦廣泛應用于各類結構表面涂料、紙張涂層等,二氧化鈦還可作為制備鈦單質的原料.
二氧化鈦可由以下方法制備:
TiCl4水解生成TiO2•xH2O,過濾、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2,此方法制備得到的是納米二氧化鈦.
(1)①TiCl4水解生成TiO2•xH2O的化學方程式為TiCl4+(x+2)H2O?TiO2•xH2O↓+4HCl;
②檢驗TiO2•xH2O中Cl-是否被除凈的方法是取最后一次的少量水洗液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,不產(chǎn)生白色沉淀,說明Cl-已除凈.
(2)TiO2制取單質Ti,涉及到的步驟如下:
TiO2$\stackrel{①}{→}$TiCl4$→_{②}^{Mg_{800}℃}$Ti
反應②的方程式是TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgCl2+Ti.
(Ⅱ)工業(yè)上以粗銅為原料采取如圖1所示流程制備硝酸銅晶體:

(1)在步驟a中,還需要通入氧氣和水,其目的是將NOx轉化為硝酸,提高原料的利用率,減少污染物的排放.
(2)圖2是某小組學生查閱資料后所繪出的硝酸銅晶體[Cu(NO32•nH2O]的溶解度曲線(溫度在30℃左右對應不同的晶體),說法正確的是BD
A.A點時的溶液為不飽和溶液
B.B點時兩種晶體可以共存
C.按上述流程最終得到的晶體一定是Cu(NO32•3H2O
D.若將C點時的溶液降溫至30℃以下,可以析出Cu(NO32•6H2O晶體
(3)某燃料電池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)為電解質,以丁烷為燃料,以空氣為氧化劑,以具有催化作用和導電性能的稀土金屬材料為電極.正極電極反應式為O2+2CO2+4e-=2CO32-或13O2+26CO2+52e-=26CO32-,用該燃料電池來電解飽和食鹽水,若電解后得到200mL3.25mol•L-1 NaOH溶液,則消耗C4H10的體積在標準狀況下為560mL.

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6.乙酰苯胺具有解熱鎮(zhèn)痛作用,是較早使用的解熱鎮(zhèn)痛藥,有“退熱冰”之稱,其制備原理如下:
已知:
①苯胺易被氧化.
②乙酰苯胺、苯胺和醋酸的部分物理性質如表:
物質熔點/℃沸點/℃溶解性
乙酰苯胺114.3305微溶于冷水,易溶于熱水
苯胺-6184.4微溶于水
醋酸16.6118易溶于水
實驗步驟如下:
步驟1:在a中,加入9mL (0.10mol)苯胺、15mL(0.27mol)冰醋酸及少許鋅粉,依照圖裝置組裝儀器.

步驟2:控制溫度計讀數(shù)在105℃左右,小火加熱回流至反應完全.
步驟3:趁熱將反應混合物倒入盛有100mL 冷水的燒杯中,冷卻后抽濾、洗滌,得到粗產(chǎn)品.
步驟4:將步驟3所得粗產(chǎn)品進一步提純后,稱得產(chǎn)品質量為10.8g.
請回答下列問題:
(1)儀器a的名稱為圓底燒瓶,所選儀器a的最佳規(guī)格是B(填序號).
A. 25mL         B.50mL         C.100mL          D.250mL
(2)實驗中加入少許鋅粉的目的是防止苯胺被氧化,同時起著沸石的作用.
(3)步驟2中,控制溫度計讀數(shù)在105℃左右的原因是溫度過低不能蒸出反應所生成的水或溫度過高未反應的乙酸蒸出.
(4)判斷反應已基本完全的方法為錐形瓶不再有水增加.
(5)步驟3中趁熱將混合物倒入盛有冷水的燒杯中,“趁熱”的原因是若讓反應混合物冷卻,則固體析出沾在瓶壁上不易處理.
(6)步驟4中粗產(chǎn)品進一步提純,該提純方法是重結晶.
(7)本次實驗的產(chǎn)率為80%.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

13.NCl3可用于漂白,也可用于檸檬等水果的熏蒸處理.已知:NCl3熔點為-40℃,沸點為70℃,95℃以上易爆炸,有刺激性氣味,可與水反應.實驗室中可用氯氣和氨氣反應制取NCl3,反應方程式為4NH3+3C12═NCl3+3NH4Cl.某校化學興趣小組同學設計了如圖1所示的實驗裝置(NH4Cl的分解溫度為300℃左右).

回答下列問題:
(1)寫出裝置F中的燒瓶內發(fā)生反應的離子方程式:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.
(2)E中的試劑為飽和食鹽水.
(3)導管G末端應連接的裝置為圖2中的C(填選項字母).
(4)NCl3遇水可發(fā)生水解反應生成兩種物質,其中一種是可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,寫出NCl3水解的化學方程式:NCl3+3H2O=NH3↑+3HClO.
(5)已知C中生成的NH4Cl溶解在NCl3中,欲將二者分離可采取的操作方法為在低于95℃條件下,水浴加熱蒸餾(收集70℃).
(6)NH4Al(SO42也可用于自來水的凈化.
①NH4Al(SO42溶液中離子濃度由大到小的順序為c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-).
②向NH4Al(SO42溶液中滴加氨水至溶液呈中性,在此過程中水的電離程度減。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”).
③常溫下,將a mol NH4Al(SO42:加入到b L c mol/L的氨水中,所得溶液呈中性,此時溶液中c(Al3+)≈0mol/L,計算該溫度下NH3•H2O的電離常數(shù)$\frac{4a×1{0}^{-7}}{bc-3a}$(用含字母的代數(shù)式表示,忽略溶液體積變化).

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

10.亞氯酸鈉(NaClO2)是重要漂白劑.某化學興趣小組同學展開對亞氯酸鈉(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.Ba(ClO22可溶于水.
利用如圖所示裝置進行實驗.

(1)裝置②中產(chǎn)生ClO2氣體的化學方程式為2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(濃)═2ClO2↑+2Na2SO4+H2O.
(2)從裝置④反應后的溶液獲得晶體NaClO2的操作步驟為:
①減壓,55℃蒸發(fā)結晶;②趁熱過濾;③用38℃~60℃的溫水洗滌;④低于60℃干燥,得到成品.
過濾用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒.
(3)設計實驗檢驗所得NaClO2晶體是否含有雜質Na2SO4,操作是:取晶體少許溶于水,先加足量的鹽酸,再加BaCl2溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則說明含有SO42-
(4)反應結束后,關閉K2、打開K1,裝置①的作用是吸收裝置B中多余的ClO2和SO2;如果撤去D中的冷水浴,可能導致產(chǎn)品中混有的雜質是NaClO3和NaCl.
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準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100mL待測溶液.
②移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中,用c mol•L-1 Na2S2O3標準液滴定,至滴定終點.重復2次,測得消耗標準溶液的體積的平均值為V mL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-).
(5)滴定中使用的指示劑是淀粉溶液,達到滴定終點時的現(xiàn)象為溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘不變色.
(6)樣品中NaClO2的質量分數(shù)為$\frac{9.05×1{0}^{-2}cv}{m}$(用含m、c、V的代數(shù)式表示,式量:NaClO2  90.5).

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

11.將5g 鎂、鋅、鐵三種金屬的混合物投入40mL稀硫酸中,恰好完全反應,生成的氫氣在標準狀況下的體積是2.8L,則這三種金屬的物質的量之和為( 。
A.0.25molB.0.125molC.0.1molD.0.5mol

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