19．硫酸的工業(yè)制備是一個重要的化工生產(chǎn)過程，但同時在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量SO2等污染物．以硫酸工業(yè)的尾氣、氨水、石灰石、焦炭及氯化鉀為原料可以合成有重要用途的硫化鈣、硫酸鉀、氯化銨、亞硫酸銨等物質(zhì)．合成路線如下：

完成下列填空：
（1）某電廠每月用煤300t（煤中含硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%），若燃燒時煤中的硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，現(xiàn)用反應(yīng)Ⅰ的原理將尾氣中的SO2轉(zhuǎn)化為石膏，且反應(yīng)過程中96%的硫轉(zhuǎn)化為石膏，則可生產(chǎn)石膏38.7 t．
（2）操作a中，必須的操作步驟有蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾等；
（3）反應(yīng)Ⅲ中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：4；
（4）寫出反應(yīng)Ⅳ的方程式CaSO4+2NH3+CO2+H2O=（NH4）2SO4+CaCO3↓；操作b所得濾液中陽離子的檢驗方法是取溶液少許加入NaOH并加熱，生成有刺激性氣味的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)．
（5）反應(yīng)Ⅴ在25℃，40%乙二醇溶液中進(jìn)行，該復(fù)分解反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因是由于K2SO4在乙二醇溶液中的溶解度小，能夠形成晶體而析出，因此符合復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件；
（6）該生產(chǎn)過程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是CaCO3，CO2．

分析 由流程可知，I中發(fā)生2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2，反應(yīng)Ⅳ為NH4HCO3、CaSO4、NH3反應(yīng)生成碳酸鈣和硫酸銨，發(fā)生NH4HCO3+NH3+CaSO4=CaCO3↓+（NH4）2SO4，可知CaCO3、CO2可循環(huán)使用，反應(yīng)Ⅴ為硫酸銨溶液中加入氯化鉀生成硫酸鉀晶體，所以操作b為過濾，濾液中含有的陽離子為銨根離子，Ⅱ中發(fā)生SO2+2NH3．H2O=（NH4）2SO3+H2O，Ⅲ中發(fā)生CaSO4+4C=CaS+4CO↑，
（1）煤300t（煤中含硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%）中含有硫元素的質(zhì)量為7.5t，根據(jù)硫元素守恒有關(guān)系式根據(jù)關(guān)系式S～SO2～CaSO4•2H2O，可計算出生產(chǎn)石膏的質(zhì)量；
（2）操作a是從亞硫酸銨溶液中獲得亞硫酸銨晶體，亞硫酸銨晶體受熱易分解，據(jù)此分析；
（3）反應(yīng)Ⅲ化學(xué)方程式為：CaSO4+4C=CaS+4CO↑，氧化劑為CaSO4，還原劑為C；
（4）反應(yīng)Ⅳ為NH4HCO3、CaSO4、NH3反應(yīng)生成碳酸鈣和硫酸銨，操作b所得濾液中陽離子為銨根離子，用堿和石蕊試紙檢驗銨根離子；
（5）硫酸鉀在不同溶劑中溶解度的不同，以此分析達(dá)到析出晶體的目的；
（6）根據(jù)上面的分析可知，循環(huán)使用的物質(zhì)．

解答 解：由流程可知，I中發(fā)生2CaCO3+O2+2SO2=2CaSO4+2CO2，反應(yīng)Ⅳ為NH4HCO3、CaSO4、NH3反應(yīng)生成碳酸鈣和硫酸銨，發(fā)生NH4HCO3+NH3+CaSO4=CaCO3↓+（NH4）2SO4，可知CaCO3、CO2可循環(huán)使用，反應(yīng)Ⅴ為硫酸銨溶液中加入氯化鉀生成硫酸鉀晶體，所以操作b為過濾，濾液中含有的陽離子為銨根離子，Ⅱ中發(fā)生SO2+2NH3．H2O=（NH4）2SO3+H2O，Ⅲ中發(fā)生CaSO4+4C=CaS+4CO↑，
（1）二氧化硫與碳酸鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣與二氧化碳，反應(yīng)方程式為：SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，亞硫酸鈣在水存在的條件下被氧氣氧化生成CaSO4•2H2O，反應(yīng)方程式為：2CaSO3+O2+4H2O=2（CaSO4•2H2O），總反應(yīng)為：2CaCO3+2SO2+O2+4H2O═2（CaSO4•2H2O）+2CO2；
          S～SO2 ～CaSO4•2H2O
         32                172
300t×2.5%×96%      m
$\frac{32}{300t×2.5%×96%}=\frac{172}{m}$，解得m=38.7t，
故答案為：38.7．
（2）操作a是從亞硫酸銨溶液中獲得亞硫酸銨晶體，亞硫酸銨晶體受熱易分解，所以操作a為冷卻結(jié)晶、過濾，
故答案為：冷卻結(jié)晶、過濾；
（3）反應(yīng)Ⅲ化學(xué)方程式為：CaSO4+4C=CaS+4CO↑，氧化劑為CaSO4，還原劑為C，反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：4，
故答案為：1：4；
（4）反應(yīng)Ⅳ為NH4HCO3、CaSO4、NH3反應(yīng)生成碳酸鈣和硫酸銨，反應(yīng)方程式為CaSO4+2NH3+CO2+H2O=（NH4）2SO4+CaCO3↓，操作b所得濾液中陽離子為銨根離子，其操作為取溶液少許加入NaOH并加熱，生成有刺激性氣味的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，
故答案為：CaSO4+2NH3+CO2+H2O=（NH4）2SO4+CaCO3↓；取溶液少許加入NaOH并加熱，生成有刺激性氣味的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)；
（5）反應(yīng)V中選用了40%的乙二醇溶液，溫度控制在25℃，此時硫酸鉀的產(chǎn)率超過90%，選用40%的乙二醇溶液原因是利用乙二醇降低硫酸鉀溶解度，有利于析出，
故答案為：由于K2SO4在乙二醇溶液中的溶解度小，能夠形成晶體而析出，因此符合復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件；
（6）根據(jù)上面的分析可知，循環(huán)使用的物質(zhì)為CaCO3，CO2，
故答案為：CaCO3，CO2．

點評 本題考查混合物分離提純的綜合應(yīng)用，為高頻考點，把握發(fā)生的反應(yīng)、物質(zhì)的性質(zhì)、離子檢驗及原電池、氧化還原反應(yīng)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度中等

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

5．分析以下幾個熱化學(xué)方程式，哪個是表示固態(tài)碳或氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的是（　�。�
A．C （s）+O2（g）=CO  （g）△H=-110.5 kJ/mol
B．C （s）+O 2（g）=CO2（g）△H=-393.5 kJ/mol
C．2H2（g）+O2（g）=2H2O （l）△H=-571.6 kJ/mol
D．H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O （g）△H=-241.8 kJ/mol

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

6．現(xiàn)有幾種元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如表：
元素編號元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)
T失去一個電子后，形成Ne原子電子層結(jié)構(gòu)
X最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍
　Y其單質(zhì)之一是空氣中主要成分，最常見的助燃劑
Z形成雙原子單質(zhì)分子，黃綠色氣體
（1）元素X的一種同位素用來作原子量標(biāo)準(zhǔn)，這種同位素的符號是14C．
（2）畫出T離子的結(jié)構(gòu)示意圖．
（3）寫出工業(yè)上制取單質(zhì)Z的化學(xué)方程式2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑．若忽略100mL溶液反應(yīng)一段時間后的體積變化，Z離子濃度由8mol/L變?yōu)?mol/L，求這段時間生成氣體標(biāo)況下的總體積為4.48L．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

7．氫化鎂（MgH2）是一種相對廉價的儲氫材料，遇水易發(fā)生反應(yīng)，在潮濕空氣中能自燃．某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鎂．

請回答下列問題：
（1）實驗裝置中，按氣體流向的依次連接合理順序為eabfgc（填儀器接口處的字母編號）．
（2）用連接好的實驗裝置進(jìn)行實驗，實驗步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品；打開分液漏斗活塞，②③④①（用編號按正確的順序排列下列步驟）．
①關(guān)閉分液漏斗活塞                 ②收集氣體并檢驗純度
③加熱反應(yīng)一段時間                 ④停止加熱，充分冷卻
（3）為了確認(rèn)進(jìn)入裝置D中的氫氣已經(jīng)干燥，可在D裝置前面再加一個裝置，該裝置中加入的試劑的名稱是無水硫酸銅．
（4）通過上述方法制得的氫化鎂樣品中�；煊形赐耆磻�(yīng)的鎂和其他雜質(zhì)，假設(shè)樣品中的氫化鎂與水完全反應(yīng)，而鎂粉和其他雜質(zhì)均不與水反應(yīng)）．測定實驗樣品純度的方法步驟如下：
Ⅰ．檢查裝置氣密性，裝入藥品，按如圖（固定裝置省略）所示連接儀器．

Ⅱ．調(diào)整水準(zhǔn)管高度，使量氣裝置兩邊的液面保持同一水平．讀取液面所在的刻度數(shù)據(jù)為10.0mL．
Ⅲ．將Y形管慢慢傾斜，直到B端的水全部與A端的樣品混合．
Ⅳ．反應(yīng)結(jié)束，冷卻至室溫，再次讀取液面所在刻度數(shù)據(jù)為128.0mL．
回答下列問題：
①第Ⅳ步驟在讀取量氣管中數(shù)據(jù)時，若發(fā)現(xiàn)水準(zhǔn)管中的液面低于量氣管中液面，應(yīng)采取的措施是抬高（或移動）水準(zhǔn)管位置，使水準(zhǔn)管、量氣管內(nèi)液面相平．
②反應(yīng)生成氫氣的體積為118.0mL．
③已知該實驗條件下，氫氣的密度為0.09mg/mL．樣品中氫化鎂的純度為69.03%（結(jié)果精確到0.01%）．
（5）請你設(shè)計一個定性實驗，鑒別鎂粉與氫化鎂粉末（不可使用水），寫出實驗的簡要步驟、現(xiàn)象及結(jié)論分別取適量的固體粉末，在加熱的條件下與干燥的氧氣反應(yīng)，將產(chǎn)生的氣體通過裝有無水硫酸銅的干燥管，若觀察到白色固體變藍(lán)，則固體樣品為MgH2，若白色固體沒有變藍(lán)，則固體樣品為鎂粉．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

14．某興趣小組在實驗室用加熱乙醇、濃H2SO4、溴化鈉和少量水的混合物來制備溴乙烷．
反應(yīng)如下：NaBr+H2SO4（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO4+HBr  CH3CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2Br+H2O
該興趣小組要通過該實驗檢驗反應(yīng)的部分副產(chǎn)物，并探究溴乙烷的性質(zhì)．
乙醇、溴乙烷和溴的有關(guān)數(shù)據(jù)見表：
乙醇溴乙烷溴
狀態(tài)無色液體無色液體深紅棕色液體
密度/g•cm-30.791.443.1
沸點/℃78.538.459
（一）溴乙烷的制備及產(chǎn)物的檢驗：設(shè)計了如圖1裝置，其中夾持儀器、加熱儀器及冷卻水管沒有畫出．

請根據(jù)實驗步驟，回答下列問題：
（1）三頸燒瓶A上豎直冷凝管冷凝水流向下口進(jìn)上口出；豎直冷凝管冷凝的作用冷凝回流
（2）反應(yīng)時若溫度過高三頸燒瓶A可看到有紅棕色氣體產(chǎn)生，該氣體的化學(xué)式Br2；為了更好的控制反應(yīng)溫度，應(yīng)采取的加熱方式是水浴加熱．
（3）理論上，上述反應(yīng)的副產(chǎn)物還可能有：乙醚（CH3CH2-O-CH2CH3）、乙烯、溴化氫等．檢驗副產(chǎn)物中是否含有溴化氫：熄滅酒精燈，在豎直冷凝管上方塞上塞子、打開a，利用余熱繼續(xù)反應(yīng)直至冷卻，通過B、C裝置檢驗．
B、C中應(yīng)盛放的試劑分別是四氯化碳、硝酸銀溶液．
（4）欲除去溴乙烷中的少量雜質(zhì)Br2，下列物質(zhì)中最適合的是A．（填字母）
A．Na2SO3溶液    B．H2O   C．NaOH溶液    D．CCl4
要進(jìn)一步制得純凈的C2H5Br，可再用水洗，然后加入無水CaCl2干燥，再進(jìn)行蒸餾（填操作名稱）．
（二）溴乙烷性質(zhì)的探究：
用如圖實驗裝置（鐵架臺、酒精燈略） 驗證溴乙烷的性質(zhì)：
Ⅰ：在試管中加入10mL6mol/L NaOH溶液和2mL 溴乙烷，振蕩．
II：將試管如圖2固定后，水浴加熱．
（5）觀察到液體不分層現(xiàn)象時，表明溴乙烷與NaOH溶液已完全反應(yīng)．
（6）為證明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中發(fā)生的是消去反應(yīng)，將生成的氣體通入如圖3裝置．A試管中的水的作用是吸收乙醇，若無A試管，B試管中的試劑應(yīng)為溴水．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實驗題

4．對氯苯甲酸是合成非甾族消炎鎮(zhèn)痛藥的中間體，還能用于   燃料和濃藥的合成，實驗室中制備對氯苯甲酸的反應(yīng)、裝置圖如圖2：

常溫條件下的有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：
相對分子質(zhì)量熔點/℃沸點/℃密度/g•cm-3顏色水溶性
對氯甲苯126.57.51621.07無色難溶
對氯苯甲酸156.52432751.54白色微溶
對氯苯甲酸鉀194.5具有鹽的通性，屬于可溶性鹽
實驗步驟：在規(guī)格為250mL的裝置A中加入一定量的催化劑、適量KMnO4、100mL水；安裝好裝置，在滴液漏斗中加入6.00mL對氯甲苯，在溫度為93℃左右時，逐滴滴入對氯甲苯；控制溫度在93℃左右，反應(yīng)2h，過濾，將濾渣用熱水洗滌，使洗滌液與濾液合并，加入稀硫酸酸化，加熱濃縮；然后過濾，將濾渣用冷水進(jìn)行洗滌，干燥后稱量其質(zhì)量為7.19g．
請回答下列問題：
（1）裝置B的名稱是冷凝管．
（2）量取6.00mL對氯甲苯應(yīng)選用的儀器是C．（填選儀器序號）．
A．10mL量筒   B．50mL容量瓶   C．50mL酸式滴定管   D．50mL堿式滴定管
（3）控制溫度為93℃左右的方法是水浴加熱．對氯甲苯的加入方法是逐滴加入而不是一次性加入，原
因是減少對氯甲苯的揮發(fā)，提高原料利用率．
（4）第一次過濾的目的是除去MnO2，濾液中加入稀硫酸酸化，可觀察到的實驗現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀．
（5）第二次過濾所得濾渣要用冷水進(jìn)行洗滌，其原因是可除去對氯苯甲酸表面的可溶性雜質(zhì)且盡量減小對氯苯甲酸的損耗．
（6）本實驗的產(chǎn)率是D（填標(biāo)號）．A．60%     B．70%     C．80%    D．90%

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實驗題

11．實 驗 室 以 綠 礬（FeSO4•7H2O）為 鐵 源 制 備 補 鐵 劑 甘 氨 酸 亞 鐵[（NH2 CH2COO）2 Fe]．有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)：
甘氨酸（NH2CH2COOH）檸檬酸甘氨酸亞鐵
易溶于水，微溶于乙醇，兩性化合物易溶于水和乙醇，有較強酸性和還原性易溶于水，難溶于乙醇
實驗過程：
I．制 備 FeCO3：將0.10mol 綠 礬 溶 于 水中，加 入 少 量 鐵 粉，邊 攪 拌 邊 緩 慢 加入1.1mol•L一1NH4HCO3溶液200mL．反應(yīng)結(jié)束后過濾并洗滌沉淀．
II．制備（NH2 CH2 COO）2Fe：實驗裝置如圖（夾持和加熱儀器已省略），利用A中反應(yīng)將C中空氣排凈，再將上述沉淀和含0.20mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中，滴入檸檬酸并加熱．反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾液蒸發(fā)濃縮，加入乙醇，過濾、干燥得到產(chǎn)品．

回答下列問題：
（1）實驗I中：鐵粉的作用是防止二價鐵被氧化；生成沉淀的離子方程式為Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O．
（2）實驗II中：
①裝置B中試劑為飽和NaHCO3溶液．
②當(dāng)C中空氣排凈后，應(yīng)停止滴加鹽酸，打開止水夾b，關(guān)閉止水夾a
③裝置D中Ca（OH）2的作用是判斷裝置中控器是否排盡．
④檸檬酸可調(diào)節(jié)pH，體系pH與產(chǎn)率的關(guān)系如表：
實驗 1 2 3 4 5 6 7 8
 體系pH 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5
 產(chǎn)率/% 65.74 74.96 78.78 83.13 85.57 72.98 62.31 56.86
pH過低使產(chǎn)率下降的原因是H+會與NH2CH2COOH反應(yīng)；檸檬酸的作用還有bc（填序號）．
a．作反應(yīng)終點指示劑　     b．防止二價鐵被氧化
c．促進(jìn)FeCO3溶解　       d．作催化劑
⑤乙醇的作用是降低甘氨酸亞鐵在水中的溶解度，提高產(chǎn)率和純度．
⑥若產(chǎn)品的質(zhì)量為mg，則產(chǎn)率為$\frac{m}{20.4}$．
（3）設(shè)計實驗方案測定產(chǎn)品中二價鐵含量（不必描述操作過程的細(xì)節(jié)）：稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品溶于水中，加入適量H2SO4酸化，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，記錄消耗的體積，重復(fù)實驗2-3次．（已知產(chǎn)品中存在少量三價鐵，且僅二價鐵可以在酸性條件下被KMnO4、NaClO 或H2O2定量快速氧化．）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

8．下列有關(guān)熱化學(xué)方程式描述正確的是（　�。�
A．常溫下，反應(yīng)C（s）+CO2（g）?2CO（g）△H=a kJ/mol不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的a＜0
B．已知中和熱△H為-57.3kJ/mol，則稀醋酸與0.1 mol/L NaOH溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）△H=-57.3 kJ/mol
C．已知2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol，則氫氣的燃燒熱△H為-241.8 kJ/mol
D．密閉容器中，9.6g硫粉與11.2g鐵粉混合加熱生成17.6g硫化亞鐵時，放出19.12kJ熱量．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為Fe（s）+S（s）═FeS（s）△H=-95.6 kJ/mol

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

9．已知氧的相對原子質(zhì)量為16，用氫氣還原氧化銅法測定銅的相對原子質(zhì)量，實驗數(shù)據(jù)如下：
空硬質(zhì)玻璃管硬質(zhì)玻璃管+氧化銅硬質(zhì)玻璃管+銅
質(zhì)量（g）wmn
則銅的相對原子質(zhì)量為（　�。�
A．$\frac{16m}{m-n}$B．$\frac{16（w-n）}{m-n}$C．$\frac{16n}{m-n}$D．$\frac{16（n-w）}{m-n}$

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