【題目】資源的高效利用對保護環(huán)境、促進經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用。磷尾礦主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3 。某研究小組提出了磷尾礦綜合利用的研究方案,制備具有重要工業(yè)用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2,其簡化流程如下:
已知:①Ca5(PO4)3F在950℃不分解;
②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4
請回答下列問題:
(1)950℃煅燒磷尾礦生成氣體的主要成分是___________。
(2)實驗室過濾所需的玻璃儀器是_____________。
(3)NH4NO3溶液能從磷礦I中浸取出Ca2+的原因是__________。
(4)在浸取液II中通入NH3,發(fā)生反應的化學方程式是____________。
(5)工業(yè)上常用磷精礦[Ca5(PO4)3F]和硫酸反應制備磷酸。已知25℃,101kPa時:
CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) △H=-271kJ/mol
5 CaO(s)+H3PO4(l)+HF(g)= Ca5(PO4)3F (s)+5H2O(l) △H=-937kJ/mol
則Ca5(PO4)3F和硫酸反應生成磷酸的熱化學方程式是_________________。
(6)在一定條件下CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),當CO與H2O(g)的起始物質(zhì)的量之比為1:5,達平衡時,CO轉(zhuǎn)化了5/6.若akg含Ca5(PO4)3F(相對分子質(zhì)量為504)的質(zhì)量分數(shù)為10%的磷尾礦,在上述過程中有b%的Ca5(PO4)3F轉(zhuǎn)化為P4,將產(chǎn)生的CO與H2O(g)按起始物質(zhì)的量之比1:3混合,則相同條件下達平衡時能產(chǎn)生H2________kg。
【答案】(1)CO2
(2)漏斗、燒杯、玻璃棒。
(3)NH4+ 水解使溶液呈酸性,與CaO、Ca(OH)2反應生成Ca2+
(4)MgSO4+2NH3+2H2O===Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4 。
(5)Ca5(PO4)3F (s)+ 5H2SO4(l)=5CaSO4(s) +H3PO4(l)+HF(g) △H=-418kJ/mol 。
(6)
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)題給化學工藝流程和信息①知磷尾礦[主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3 ]在950℃下煅燒,其中碳酸鈣和碳酸鎂分解,生成氣體的成分為二氧化碳(CO2)。
(2)實驗室過濾所需的玻璃儀器是燒杯、漏斗和玻璃棒。
(3)NH4NO3溶液中銨離子水解呈酸性,與CaO、Ca(OH)2反應生成Ca2+。
(4)根據(jù)化學工藝流程判斷浸取液II的主要成分為硫酸鎂溶液,通入NH3,發(fā)生反應的化學方程式是MgSO4+2NH3+2H2O===Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4 。
(5)已知25℃,101kPa時:
①CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) △H=-271kJ/mol
②5 CaO(s)+H3PO4(l)+HF(g)= Ca5(PO4)3F (s)+5H2O(l) △H=-937kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律:①×5—②得Ca5(PO4)3F和硫酸反應生成磷酸的熱化學方程式是Ca5(PO4)3F (s)+ 5H2SO4(l)=5CaSO4(s) +H3PO4(l)+HF(g) △H=-418kJ/mol 。
(6)根據(jù)題給數(shù)據(jù)利用三行式分析。設(shè)CO的起始濃度為1mol/L,則水蒸氣的起始濃度為5mol/L
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),
起始濃度(mol/L)1 5 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)5/6 5/6 5/6 5/6
平衡濃度(mol/L)1/6 25/6 5/6 5/6
則K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=1。相同條件下當CO與H2O(g)的起始物質(zhì)的量之比為1:3,平衡常數(shù)不變,設(shè)轉(zhuǎn)化的CO為x。
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),
起始濃度(mol/L)1 3 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)x x x x
平衡濃度(mol/L)(1-x) (3-x) x x
則x2/(1-x)(3-x)=1,解得x=3/4,即達平衡時,CO轉(zhuǎn)化了3/4。轉(zhuǎn)化為P4的Ca5(PO4)3F質(zhì)量為a×10%×b%kg,根據(jù)反應4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4知生成CO的質(zhì)量為(30×28×a×10%×b%)/(4×504)kg,則轉(zhuǎn)化的CO的質(zhì)量為3(30×28×a×10%×b%)/4(4×504)kg,根據(jù)反應:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)知相同條件下達平衡時能產(chǎn)生H23(30×28×a×10%×b%)/56(4×504)kg=kg。
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【題目】下列溶液中,不能區(qū)別SO2和CO2氣體的是①石灰水;②H2S溶液;③KMnO4溶液;④溴水;⑤酸化的Ba(NO3)2溶液;⑥品紅溶液( )
A.①②③⑤ B.②③④⑤ C.① D.①③
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)寫出CO2和Na2O2反應的化學方程式:_______________。
(2)某學生判斷SO2和Na2O2反應能生成硫酸鈉,你認為他的判斷合理嗎?________,簡要說明理由:__________________________。
(3)該同學無法斷定反應中是否有氧氣生成,擬使用如圖所示裝置進行實驗(圖中鐵架臺等裝置已略去)。
裝置中B的作用是__________________,D的作用是_______________。
(4)為確認反應產(chǎn)物,該同學設(shè)計了以下實驗步驟,你認為應進行的操作按順序排列是(選填序號)________。
A.用帶火星的細木條靠近干燥管口a,觀察細木條是否著火燃燒
B.將C裝置中反應后的固體物質(zhì)溶于適量水配成溶液
C.在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸鋇溶液,觀察是否有沉淀生成
D.在配成的溶液中先加入鹽酸,再加入氯化鋇溶液,觀察是否有氣泡或沉淀生成
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【題目】下列過程沒有發(fā)生化學反應的是
A. 用消毒液殺滅游泳池中的藻類
B. 用CaCl2融化路面的積雪
C. 用石灰修復被酸雨浸蝕的土壤
D. 用催化劑將汽車尾氣中的CO和NO轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)
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【題目】下列物質(zhì)分類正確的是
A. SO2、SiO2、CO均為酸性氧化物
B. 稀豆?jié){、硅酸、氯化鐵溶液均為膠體
C. 燒堿、冰醋酸、四氯化碳均為電解質(zhì)
D. 氯水、水玻璃、氨水均為混合物
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【題目】鋁是重要的金屬材料,鋁土礦(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質(zhì))是工業(yè)上制取鋁的原料。實驗室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3和銨明礬晶體[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工藝流程如圖所示:
請回答下列問題:
(1)固體a的化學式為________,Ⅲ中通入足量CO2氣體發(fā)生反應的離子方程式__________________。
(2)制取銨明礬溶液的化學方程式為 ,從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實驗操作依次為(填操作名稱) 、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌。
(3)步驟Ⅱ中是否可以用氨水代替燒堿? (填“可以”或“不可以”),原因是 。
(4)若同時制取銨明礬和硫酸鋁,通過控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為1∶1,則投料時鋁土礦中的Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】硝酸鋁是一種常見常見媒染劑。工業(yè)上用含鋁廢料(主要含Al、Al2O3、Fe3O4、SiO2等)制取硝酸鋁晶體[Al(NO3)3·9H2O]及鋁單質(zhì)的流程如下:
(1)寫出反應Ⅰ中Fe3O4參加反應的離子方程式: 。
(2)寫出反應Ⅱ的離子方程式: 。
(3)該流程中有一處設(shè)計不合理,請指出并加以改正: 。
(4)寫出反應Ⅵ的化學方程式: 。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氯氣用于自來水的殺菌消毒,但在消毒時會產(chǎn)生一些負面影響,因此人們開始研究一些新型自來水消毒劑。某學習小組查閱資料發(fā)現(xiàn)NCl3可作為殺菌消毒劑,該小組利用下圖所示的裝置制備NCl3,并探究NCl3的漂白性。NCl3的相關(guān)性質(zhì)如下:
物理性質(zhì) | 制備原理 | 化學性質(zhì) |
黃色油狀液體,熔點為-40℃,沸點為71℃,不溶于冷水,易溶于有機溶劑,密度為1.65 g/mL | Cl2與NH4Cl水溶液在低溫下反應 | 95℃爆炸,熱水中發(fā)生水解 |
回答下列問題:
(1)根據(jù)實驗目的,接口連接的順序為1— — —2—3 —6—7 — — 。
(2)C裝置中盛放的試劑為飽和食鹽水,E裝置中盛放的試劑為 。
(3)A裝置中發(fā)生反應的離子方程式為 。
(4)B裝置中發(fā)生反應的化學方程式為 ,當B裝置蒸餾燒瓶中出現(xiàn)較多油狀液體后,關(guān)閉接口2處的活塞,控制水浴加熱的溫度為 。
(5)當F裝置的錐形瓶內(nèi)有較多黃色油狀液體出現(xiàn)時,用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取該液體滴到干燥的紅色石蕊試紙上,試紙不褪色;若取該液體滴入50-60℃熱水中,片刻后取該熱水再滴到干燥的紅色石蕊試紙上,試紙先變藍后褪色,結(jié)合反應方程式解釋該現(xiàn)象: 。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如果發(fā)現(xiàn)了原子序數(shù)為116的元素,下列對它的敘述中正確的是 ( )
①位于第7周期
②非金屬元素
③最外電子層有6個電子
④沒有放射性
⑤屬于氧族元素
⑥屬于錒系元素
A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ①③⑥ D. ③④⑤
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