【題目】“NaH2PO2還原法”制備高純度氫碘酸和亞磷酸鈉(Na2HPO3)的工業(yè)流程如圖。
請回答:
(1)“合成”過程,主要氧化產物為亞磷酸(H3PO3),相應的化學方程式為______________。
(2)“除鉛”過程,FeS除去微量Pb2+的離子方程式為_____________。
(3)“減壓蒸餾”過程,I-回收率為95%,則剩余固體的主要成分為___________(填化學式)。
(4)“調pH=11”的作用為__________。
(5)工業(yè)上常用電解Na2HPO3溶液制備亞磷酸,其裝置示意圖:
①a為電源______(填“正極”或“負極”)。
②B膜應選擇___________(填“陰離子”“質子”或“陽離子”)交換膜。
③陽極的電極反應式為____________。
【答案】NaH2PO2+I2+H2O=H3PO3+NaI+HI FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+(aq) NaH2PO3 除鐵、將NaH2PO3轉換為Na2HPO3 正極 陰離子 2H2O-4e-=O2↑+4H+
【解析】
“合成”步驟,NaH2PO2和I2和水反應生成H3PO3和NaI和HI;之后加入FeS將Pb2+轉化為PbS除去,此時溶液中的雜質為Fe2+;因為HI易揮發(fā),“減壓蒸餾”獲得HI溶液,剩余固體主要為含有Fe2+雜質的NaH2PO3,加水溶解,再加入H2O2將Fe2+氧化成Fe3+,調pH=11將Fe3+轉化為沉淀除去,同時部分NaH2PO3轉換為了Na2HPO3;再次調pH將NaH2PO3徹底轉化為Na2HPO3,最后“結晶”得到Na2HPO3固體,據(jù)此分析解答;
(5)電解的目的是利用Na2HPO3溶液制備亞磷酸,所以電解過程中Na2HPO3溶液中的HPO需要向左移動,電解池中陰離子流向陽極,所以左側為電解池陽極,a為電源正極,b為電源負極。
(1)根據(jù)后續(xù)流程可知“合成”步驟中產生HI,說明I2將NaH2PO2氧化,HI為強酸,所以還生成H3PO3和NaI,根據(jù)電子守恒和元素守恒可得該反應的化學方程式為:NaH2PO2+I2+H2O= H3PO3+NaI+HI;
(2)“除鉛”過程,利用沉淀轉化原理,加入FeS將Pb2+變成PbS,離子方程式為:FeS(s)+Pb2+(aq)=Fe2+(aq)+PbS(s);
(3)根據(jù)合成步驟的反應,可知蒸餾前溶液中主要含H3PO3、NaI和HI,而蒸餾過程I-回收率為95%,說明H3PO3和NaI反應有NaH2PO3生成,則剩余固體的主要成分為NaH2PO3;
(4)“調pH=11”的作用:將Fe3+轉化為沉淀除去,同時將NaH2PO3轉換為了Na2HPO3;
(5)①根據(jù)分析可知a為電源正極;
②電解過程中HPO需要穿過B膜,所以B膜應選擇陰離子交換膜;
③左側與電源正極相連為陽極,陽極為硫酸溶液,水電離出的氫氧根放電生成氧氣,電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+。
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【題目】某密閉容器中發(fā)生如下反應:X(g)+3Y(g)2Z(g);△H<0.上圖表示該反應的速率(v)隨時間
(t)變化的關系,t2、t3、t5時刻外界條件有所改變,但都沒有改變各物質的初始加入量。下列說法中不正確的是( 。
A. 時加入了催化劑B. 時降低了溫度
C. 時增大了壓強D. 時間內轉化率最高
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【題目】一種固定CO2的電化學裝置如圖,該電化學裝置放電時可將CO2轉化為Li2CO3和C,充電時選用合適催化劑,只有Li2CO3發(fā)生氧化反應,釋放出CO2和O2。下列說法正確的是
A.放電時,Li+向電極X方向移動
B.充電時,電極Y應與外接直流電源的負極相連
C.充電時,陽極的電極反應式為C +2Li2CO3-4e- =3CO2 ↑+4Li +
D.充電時,每轉移0.4mol電子,理論上陽極生成標準狀況下4.48LCO2
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【題目】二甲醚(CH3OCH3)直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點,用二甲醚燃料電池電解甲基肼(CH3—NH—NH2)制氫的裝置如圖所示,其中X、Y、M、N均為惰性電極。下列說法正確的是( )
A.M極的電極反應式為CH3—NH—NH2+12OH--10e-=CO+N2↑+9H2O
B.圖1中電解質溶液的pH減小,圖2中電解質溶液的pH增大
C.圖2中的交換膜是陰離子交換膜,OH-透過交換膜向N極移動
D.理論上,當生成6.72LH2時,消耗CH3OCH3的質量為2.3g
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【題目】已知元素A、B、C、D、E、F均屬前四周期且原子序數(shù)依次增大,其中A含有3個能級,且每個能級所含的電子數(shù)相同,C的基態(tài)原子2p軌道有2個未成對電子;C與D形成的化合物中C顯正化合價;E的M層電子數(shù)是N層電子數(shù)的4倍,F除最外層原子軌道處于半充滿狀態(tài),其余能層均充滿電子。請回答下列問題:
(1)B原子最高能級有___個單電子。D原子的價電子排布圖為___。
(2)B與C形成的四原子陰離子,其中心原子的雜化方式為__。
(3)C3分子的立體構型為__;與其互為等電子體的分子有__,離子有__。
(4)A、B、C、D四種元素簡單氫化物沸點由高到低的順序是___。(用化學式表示)
(5)F在元素周期表中位于__區(qū),F的晶體中原子的堆積方式是圖中的__(填寫“甲、乙或丙”),其配位數(shù)為__。
(6)F(OH)2難溶于水,易溶于氨水,寫出其溶于氨水的離子方程式___。
(7)CaTiO3的晶胞為立方晶胞,結構如圖丁所示(圖中Ca2+、O2-、Ti4+分別位于立方體的體心、面心和頂角)晶體的密度為ρg/cm3,Ca2+位于O2-構成的正八面體的體心位置,則該正八面體的邊長為___nm(填計算式)。(CaTiO3的摩爾質量為136g/mol,NA為阿伏加德羅常數(shù))。
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【題目】四氧化三鐵俗稱為磁性氧化鐵,通常用作顏料、拋光劑和電訊器材等。某化學興趣小組取磁性氧化鐵進行鋁熱反應實驗并對產物進行探究。
(1)取磁性氧化鐵按圖裝置進行鋁熱反應,引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是__________。
(2)取少許反應生成的“鐵塊”溶于鹽酸,滴加硫氰化鉀溶液后溶液不變紅,則______(填“能”或“不能”)說明“鐵塊”一定不含四氧化三鐵,理由是_________。
(3)設計一個簡單的實驗方案,證明上述所得的“鐵塊”中含有金屬鋁,該實驗所用的試劑是__________,反應的離子方程式為___________。
(4)請寫出此鋁熱反應的化學方程式:_____________。
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【題目】甲醇是一種重要的化工原料,又是一種可再生能源,具有開發(fā)和應用的廣闊前景。
(1)在一容積為2L的密閉容器內,充入0.2molCO與0.4molH2發(fā)生反應,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡轉化率與溫度,壓強的關系如圖所示。
①A、B兩點對應的壓強大小關系是PA________PB(填“>、<、=”)。
②A、B、C三點的平衡常數(shù)KA,KB,KC的大小關系是__________________。
③下列敘述能說明上述反應能達到化學平衡狀態(tài)的是__________________(填代號) 。
a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍
b.CH3OH的體積分數(shù)不再改變
c.混合氣體的密度不再改變
d.CO和CH3OH的物質的量之和保持不變
(2)在P1壓強、T1℃時,該反應的平衡常數(shù)K=__________________,再加入1.0molCO后重新到達平衡,則CO的轉化率___________(填“增大,不變或減小”)。
(3)T1℃、1L的密閉容器內發(fā)生上述反應,測得某時刻各物質的物質的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol。此時v(正)________v(逆)(填“>、<或=”)。
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【題目】①用50mL 0.50mol/L鹽酸與50mL一定濃度的NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應。
通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。該裝置有兩處明顯的錯誤,其中一處是缺少一種玻璃儀器,該儀器的名稱__,另一處錯誤是____。
②實驗室提供了0.50mol/L和0.55mol/L兩種濃度的NaOH溶液,應該選擇___molL-1的溶液進行實驗。大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值____(填“偏大、偏小、無影響”)。
③如果用相同濃度和體積的醋酸(CH3COOH)代替HCl溶液進行上述實驗,測得的中和熱的數(shù)值會____;(填“偏大、偏小、無影響”)如果用60mL 0.50mol/L鹽酸與50mL 0.55mol/L的NaOH溶液所求中和熱____(填“相等、不相等”)。
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【題目】下列物質在水中的電離方程式書寫正確的是( )
A.H2CO32H++CO32-B.Al(OH)3=Al3+ +3OH-
C.NH3·H2ONH4+ +OH-D.NaHSO4=Na++HSO4-
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