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〔化學—選修2:化學與技術(shù)〕(15分)
磷礦石主要以磷酸鈣〔Ca3(PO4)2·H2O〕和磷灰石〔Ca3(OH)(PO4)3〕等形式存在。圖(a)為目前國際上磷礦石利用的大致情況,其中濕法磷酸是指磷礦石用過量硫酸分解制備磷酸。圖(b)是熱法磷酸生產(chǎn)過各中由磷灰石制單質(zhì)磷的流程。
部分物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)如下:
熔點/℃ | 沸點/℃ | 備注 | |
白磷 | 44 | 280.5 | |
PH3 | -133.8 | -87.8 | 難溶于水,具有還原性 |
SiF4 | -90 | -86 | 易水解 |
回答下列問題:
(1)世界上磷礦石最主要的用途是生產(chǎn)含磷肥料,約占磷礦石使用量的 ℅。
(2)以磷灰石為原料,濕法磷酸過程中Ca3F(PO4)3反應(yīng)的化學方程式為: ,F(xiàn)有1噸折合含有五氧化二磷約30%的磷灰石,最多可制得85℅的商品磷酸 噸。
(3)如圖(b)所示,熱法生產(chǎn)磷酸的第一步是將二氧化硅、過量焦炭與磷灰石混合,高溫反應(yīng)生成白磷。爐渣的主要成分是: (填化學式)冷凝塔1的主要沉積物是: 冷凝塔2的主要沉積物是:
(4)尾氣中主要含有 ,還含有少量PH3、H2S和HF等,將尾氣先通入純堿溶液,可除去
再通入次氯酸鈉溶液,可除去 (均填化學式)
(5)相比于濕法磷酸,熱法磷酸工藝復(fù)雜,能耗高,但優(yōu)點是: 。
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醇是重要的有機化工原料,可由乙烯直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。回答下列問題:
(1)間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。寫出相應(yīng)的反應(yīng)的化學方程式
(2)已知:
甲醇脫水反應(yīng)①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9KJ·mol-1
甲醇制烯烴反應(yīng)②2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g) △H2=-29.1KJ·mol-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)) △H3=+50.7KJ·mol-1
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H= KJ·mol-1
與間接水合法相比,氣相直接水合法的優(yōu)點是: 。
(3)下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)
①列式計算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點的平衡常數(shù)K= (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))
②圖中壓強P1、P2、P3、P4的大小順序為: ,理由是:
③氣相直接水合法黨采用的工藝條件為:磷酸/硅藻土為催化劑,反應(yīng)溫度290 ℃,壓強6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5℅。若要進一步提高乙烯的轉(zhuǎn)化率,除了可以適當改變反應(yīng)溫度和壓強外,還可以采取的措施有: 、 。
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次磷酸(H3PO2)是一種精細化工產(chǎn)品,具有較強還原性,回答下列問題:
(1)H3PO2是一元中強酸,寫出其電離方程式:
(2)H3PO2及NaH2PO2)均可將溶液中的銀離子還原為銀單質(zhì),從而可用于化學鍍銀。
①(H3PO2)中,磷元素的化合價為
②利用(H3PO2)進行化學鍍銀反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4︰1,則氧化產(chǎn)物為: (填化學式)
③NaH2PO2是正鹽還是酸式鹽? 其溶液顯 性(填弱酸性、中性、或者弱堿性)
(3)(H3PO2)的工業(yè)制法是:將白磷(P4)與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2PO2),后者再與硫酸反應(yīng),寫出白磷與氫氧化鋇溶液反應(yīng)的化學方程式:
(4)(H3PO2)也可以通過電解的方法制備。工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過):
①寫出陽極的電極反應(yīng)式
②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因
③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2,將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜,從而合并了陽極室與產(chǎn)品室,其缺點是 雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是:
從而合并了陽極室與產(chǎn)品室,其缺點是陽極產(chǎn)生的氧氣會把H3PO3或H2PO2-氧化為PO43-,是產(chǎn)品不純。
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乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素質(zhì)的成分之一,具有香蕉的香味,實驗室制備乙酸異戊酯的反應(yīng)裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
實驗步驟:
在A中加入4.4 g的異戊醇,6.0 g的乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2~3片碎瓷片,開始緩慢加熱A,回流50分鐘,反應(yīng)液冷至室溫后,倒入分液漏斗中,分別用少量水,飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌,分出的產(chǎn)物加入少量無水硫酸鎂固體,靜置片刻,過濾除去硫酸鎂固體,,進行蒸餾純化,收集140~143 ℃餾分,得乙酸異戊酯3.9 g。回答下列問題:
(1)裝置B的名稱是:
(2)在洗滌操作中,第一次水洗的主要目的是: ; 第二次水洗的主要目的是: 。
(3)在洗滌、分液操作中,應(yīng)充分振蕩,然后靜置,待分層后 (填標號),
A.直接將乙酸異戊酯從分液漏斗上口倒出
B.直接將乙酸異戊酯從分液漏斗下口放出
C.先將水層從分液漏斗的下口放出,再將乙酸異戊酯從下口放出
D.先將水層從分液漏斗的下口放出,再將乙酸異戊酯從上口放出
(4)本實驗中加入過量乙酸的目的是:
(5)實驗中加入少量無水硫酸鎂的目的是:
(6)在蒸餾操作中,儀器選擇及安裝都正確的是: (填標號)
(7)本實驗的產(chǎn)率是:
A.30℅ B.40℅ C.50℅ D.60℅
(8)在進行蒸餾操作時,若從130 ℃開始收集餾分,產(chǎn)率偏 (填高或者低)原因是
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利用右圖所示裝置進行下列實驗,能得出相應(yīng)實驗結(jié)論的是( )
選項 | ① | ② | ③ | 實驗結(jié)論 | |
A | 稀硫酸 | Na2S | AgNO3與AgCl的濁液 | Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S) | |
B | 濃硫酸 | 蔗糖 | 溴水 | 濃硫酸具有脫水性、氧化性 | |
C | 稀鹽酸 | Na2SO3 | Ba(NO3)2溶液 | SO2與可溶性鋇鹽均可以生成白色沉淀 | |
D | 濃硝酸 | Na2CO3 | Na2SiO3溶液 | 酸性:硝酸>碳酸>硅酸 | |
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下列有關(guān)儀器的使用方法或?qū)嶒灢僮髡_的是( )
A.洗凈的錐形瓶和容量瓶可以放進烘箱中烘干
B.酸式滴定管裝標準液前,必須先用該溶液潤洗
C.酸堿滴定實驗中,用待測溶液潤洗錐形瓶以減小實驗誤差
D.用容量瓶配溶液時,若加水超過刻度線,立即用滴定管吸出多余液體。
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溴酸銀(AgBrO3)溶解度隨溫度變化曲線如圖所示,下列說法錯誤的是( )
A.溴酸銀的溶解時放熱過程
B.溫度升高時溴酸銀溶解速度加快
C.60 ℃時溴酸銀的Ksp約等于6×10-4
D.若硝酸鉀中含有少量溴酸銀,可用重結(jié)晶方法提純
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W、X、Y、Z均是短周期元素,X、Y處于同一周期,X、Z的最低價離子分別為X2-和Z- ,Y+和Z-離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是( )
A.原子最外層電子數(shù):X>Y>Z B.單質(zhì)沸點:X>Y>Z
C.離子半徑:X2->Y+>Z- D.原子序數(shù):X>Y>Z
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已知分解1 mol H2O2 放出熱量98KJ,在含少量I-的溶液中,H2O2的分解機理為:
H2O2+ I- →H2O +IO- 慢 H2O2+ IO-→H2O +O2+ I- 快
下列有關(guān)反應(yīng)的說法正確的是( )
A.反應(yīng)的速率與I-的濃度有關(guān) B. IO-也是該反應(yīng)的催化劑
C.反應(yīng)活化能等于98KJ·mol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
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化學與社會、生活密切相關(guān)。對下列現(xiàn)象或事實的解釋正確的是
選項 | 現(xiàn)象或事實 | 解釋 |
A | 用熱的燒堿溶液洗去油污 | Na2CO3可直接和油污反應(yīng) |
B | 漂白粉在空氣中久置變質(zhì) | 漂白粉中的CaCl2 與空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3 |
C | 施肥時,草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用 | K2CO3與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣會降低肥效 |
D | FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作 | FeCl3能從含有Cu2+的溶液中置換出銅 |
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