以黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含少量杂质SiO2等)为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿矾(FeSO4•7H2O)。其主要工艺流程如图所示:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表所示:
(1)已知CuFeS2中金属元素均为+2价,则S元素的价态为_____ ,在反应Ⅰ中通入O2的主要目的是将Fe2+氧化成Fe3+,写出O2将Fe2+氧化成Fe3+的离子方程式_____ 。
(2)反应Ⅱ中加入的试剂a为CuO固体,其目的是消耗溶液中的H+,使溶液的pH升高到某一数值m,试根据上述表格中提供的相关数据,推导m的取值范围_____ (用“<”或“≤”表示)。
(3)反应Ⅳ中加入的试剂c为_____ (填写试剂名称)。
(4)反应Ⅲ、Ⅴ中加入的试剂b为铁粉,其目的分别为_____ 。
(5)操作X的名称为_____ ,如何检验“滤液”中是否存在Fe3+_____ 。
已知:部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表所示:
沉淀物 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 |
开始沉淀pH | 4.7 | 2.7 | 7.6 |
完全沉淀pH | 6.7 | 3.7 | 9.6 |
(2)反应Ⅱ中加入的试剂a为CuO固体,其目的是消耗溶液中的H+,使溶液的pH升高到某一数值m,试根据上述表格中提供的相关数据,推导m的取值范围
(3)反应Ⅳ中加入的试剂c为
(4)反应Ⅲ、Ⅴ中加入的试剂b为铁粉,其目的分别为
(5)操作X的名称为
更新时间:2023-05-06 14:05:36
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解题方法
【推荐1】乳酸亚铁晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O(Mr=288g/mol)}几乎不溶于乙醇﹐易被氧化,以赤铁矿渣(主要成分Fe2O3,含少量Al2O3,SiO2杂质)和乳酸[CH3CH(OH)COOH]为原料制取乳酸亚铁晶体的工艺如图所示:
已知:
碳酸亚铁和氢氧化亚铁颜色不同;乳酸亚铁的溶解度随温度升高而明显增大。
回答下列问题:
(1)“滤渣”的主要成分是___ (填化学式,下同)。“固体A”是____ 。
(2)常温下,调pH=3.5~4.1的目的是____ 。
(3)“转化”具体过程为在45~50℃和pH=2.5~3.0条件下反应40 min左右,指出pH=2.5~3.0的原因___ 。“操作2”为隔绝空气蒸发浓缩,趁热过滤、冷却结晶,过滤﹐乙醇洗涤﹐干燥,密封储存。隔绝空气的目的是_____ 。
(4)写出“沉铁”过程中生成FeCO3的离子方程式:______ 。
(5)1 t赤铁矿渣中主要成分含量为40%,实际得到乳酸亚铁晶体的质量为0.288 t,则生产的产率为______ 。
已知:
金属氢氧化物 | 溶度积 | 开始沉淀时的pH | 沉淀完全时的pH |
Al(OH)3 | 2×10-32 | 4.1 | 5.4 |
Fe(OH)3 | 3.5×10-38 | 2.2 | 3.5 |
回答下列问题:
(1)“滤渣”的主要成分是
(2)常温下,调pH=3.5~4.1的目的是
(3)“转化”具体过程为在45~50℃和pH=2.5~3.0条件下反应40 min左右,指出pH=2.5~3.0的原因
(4)写出“沉铁”过程中生成FeCO3的离子方程式:
(5)1 t赤铁矿渣中主要成分含量为40%,实际得到乳酸亚铁晶体的质量为0.288 t,则生产的产率为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】高铁酸钠(Na2FeO4)是一种多功能绿色水处理剂,杀菌消毒的同时可生成氢氧化铁胶体。某工厂利用废金属屑(主要成分为Fe和Cu,含有少量Fe2O3)制取Na2FeO4并回收金属Cu,工艺流程如下:
(1)试剂a为___________ (填化学式)。
(2)证明滤液I中无Fe3+的实验方法是___________ ;用离子方程式解释滤液I不含有Fe3+可能的原因___________ 。
(3)流程中Na2O2不可暴露在空气中时间过长,原因是___________ (用化学方程式表示)。
(4)制备Na2FeO4的原理:2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。反应中___________ 作还原剂;每生成1mol Na2FeO4转移的电子数为___________ 。
(5)Na2FeO4净水过程中所发生的化学反应主要为:▢Na2FeO4+▢H2O→▢Fe(OH)3(胶体)+▢NaOH+▢X↑,请推测X的化学式为____________ ,配平该化学方程式,化学计量数从左至右分别为___________ 。
(6)用Na2FeO4代替Cl2处理饮用水的优点是___________ (只答一条即可)。
(1)试剂a为
(2)证明滤液I中无Fe3+的实验方法是
(3)流程中Na2O2不可暴露在空气中时间过长,原因是
(4)制备Na2FeO4的原理:2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。反应中
(5)Na2FeO4净水过程中所发生的化学反应主要为:▢Na2FeO4+▢H2O→▢Fe(OH)3(胶体)+▢NaOH+▢X↑,请推测X的化学式为
(6)用Na2FeO4代替Cl2处理饮用水的优点是
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解答题-工业流程题
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(0.65)
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【推荐3】高铁酸钠()是一种多功能绿色水处理剂,杀菌消毒的同时可生成氢氧化铁胶体。某工厂利用废金属屑(主要成分为Fe和Cu,含有少量)制取并回收金属Cu,工艺流程如下:
(1)试剂a为___________ (填化学式)。
(2)用离子方程式解释滤液I不含有可能的原因___________ 。
(3)制备的原理:。反应中___________ 作还原剂;每生成1mol转移电子的物质的量为___________ mol。
(4)高铁酸钠()是一种能氧化、杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。
①某兴趣小组欲用固体配制100mL的高铁酸钠溶液,需要高铁酸钠固体的质量为___________ g。配制所用的容量瓶上标有___________ 、___________ 、刻度线。
②下列操作导致浓度偏低的是___________ 。
A.容量瓶用蒸馏水洗净之后,直接用于溶液的配制
B.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
C.摇匀后,发现液面低于刻度线,又滴加蒸馏水至与刻度线相切
D.定容时,俯视刻度线
(1)试剂a为
(2)用离子方程式解释滤液I不含有可能的原因
(3)制备的原理:。反应中
(4)高铁酸钠()是一种能氧化、杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。
①某兴趣小组欲用固体配制100mL的高铁酸钠溶液,需要高铁酸钠固体的质量为
②下列操作导致浓度偏低的是
A.容量瓶用蒸馏水洗净之后,直接用于溶液的配制
B.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
C.摇匀后,发现液面低于刻度线,又滴加蒸馏水至与刻度线相切
D.定容时,俯视刻度线
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐1】铁是人体必需的微量元素,严重缺铁时需要服用补铁剂。某兴趣小组测定某补铁剂中铁元素含量的实验流程如下:
(1)研磨时___________ 应保持垂直,小心压碎或研磨试样;过滤操作中,除了漏斗外,还要用到的玻璃仪器有___________ 。
(2)设计简单实验验证滤液中是否含有Fe3+:___________ 。
(3)加入过量H2O2的目的是___________ ;若不用H2O2,可以用___________ ;加入过量氨水生成红褐色悬浊液的离子方程式是___________ 。
(4)多步操作包括___________ 、灼烧、冷却称量。
(5)若实验中铁元素无损耗,则补铁剂中铁元素的质量分数为___________ %。
(1)研磨时
(2)设计简单实验验证滤液中是否含有Fe3+:
(3)加入过量H2O2的目的是
(4)多步操作包括
(5)若实验中铁元素无损耗,则补铁剂中铁元素的质量分数为
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解答题-实验探究题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】铁是人体必需的微量元素,治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分:琥珀酸亚铁、呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸(主要成分:稀盐酸),服用时同维生素C一起服用效果会更好。某学习小组为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在,设计并进行了如图实验:
请回答下列问题:
(1)试剂1是_______ (填化学式)。
(2)取少量B溶液于试管中,向其滴加NaOH溶液,最初观察到白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,沉淀颜色变化的原因是_______ (用化学方程式表示)。
(3)由B到C过程中溶液出现浅红色现象的原因可能是_______ 。
(4)由C到D过程中加入新制氯水,溶液中发生反应的离子方程式是_______ ,有同学提出此过程用双氧水代替新制氯水更加合理,理由是_______ 。
(5)一般在服用“速力菲”时,同时服用维生素C,说明维生素C具有_______ 性。
(6)在上述实验中,同学们发现红色溶液放置一段时间后,溶液的颜色会逐渐褪去。为了进一步探究溶液褪色的原因,甲、乙两位同学对此进行了猜想:
你认为_______ (填“甲”或“乙”)同学的猜想更合理。请设计一个简单的实验加以验证你的判断:_______ 。
请回答下列问题:
(1)试剂1是
(2)取少量B溶液于试管中,向其滴加NaOH溶液,最初观察到白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,沉淀颜色变化的原因是
(3)由B到C过程中溶液出现浅红色现象的原因可能是
(4)由C到D过程中加入新制氯水,溶液中发生反应的离子方程式是
(5)一般在服用“速力菲”时,同时服用维生素C,说明维生素C具有
(6)在上述实验中,同学们发现红色溶液放置一段时间后,溶液的颜色会逐渐褪去。为了进一步探究溶液褪色的原因,甲、乙两位同学对此进行了猜想:
编号 | 猜想 |
甲 | 溶液中的+3价铁又被还原成+2价铁 |
乙 | 溶液中的SCN-被过量的新制氯水氧化 |
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解答题-工业流程题
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【推荐3】工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁的流程如图所示:
(1)滤渣I的主要成分是___________ (填化学式)。
(2)属于碱性氧化物,写出与稀硫酸反应的化学方程式___________ 。
(3)“转化”是为了将溶液中的转化为。一种方法是向溶液中加入铁粉,铁粉与发生化合反应生成,该反应的离子方程式是___________ ,该反应中化合价升高的元素是___________ ;另一种方法是向溶液中通入,发生反应,在该反应中,如果有参加反应,则反应过程中转移的电子的物质的量为___________ 。
(4)“过滤”所用到的玻璃仪器有___________ 。
(1)滤渣I的主要成分是
(2)属于碱性氧化物,写出与稀硫酸反应的化学方程式
(3)“转化”是为了将溶液中的转化为。一种方法是向溶液中加入铁粉,铁粉与发生化合反应生成,该反应的离子方程式是
(4)“过滤”所用到的玻璃仪器有
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解答题-工业流程题
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(0.65)
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解题方法
【推荐1】碳酸锰可用作脱硫的催化剂,是合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。工业上从锰泥(主要含和少量、、等)中回收的流程如图所示:
回答下列问题:
(1)滤渣1中的主要成分是___________ 。
(2)能将还原为..,写出该反应的离子方程式:___________ 。
为检验是否被氧化,可往滤液1中加入___________ 溶液(填化学式)。
(3)写出加入氨水和过量生成沉淀的离子方程式:___________ 。
(4)处理锰泥时,、混合溶液中比值不宜过大,请从节约药品的角度分析,原因是___________ 。
回答下列问题:
(1)滤渣1中的主要成分是
(2)能将还原为..,写出该反应的离子方程式:
为检验是否被氧化,可往滤液1中加入
(3)写出加入氨水和过量生成沉淀的离子方程式:
(4)处理锰泥时,、混合溶液中比值不宜过大,请从节约药品的角度分析,原因是
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐2】(1)右图所示是实验室中制取气体的一种简易装置。
①请简述检验它的气密性的方法_______________ 。
②利用右图所示装置可以制取______ 气体(填反应物状况及发生反应是否需要的条件)。
(2)张明同学设计下图所示装置,用粗铁粒与189g·L-1硝酸反应制取NO气体。请回答有关问题。
①189g·L-1硝酸的物质的量浓度为________ 。
②NO气体能用排水法收集,而不能用排空气法收集的可能原因是_________ 。
③当打开止水夹a,关闭止水夹b时,A装置的干燥管中观察到的现象是_______ 。B装置烧杯中液体的作用是____________ 。当A装置中气体几乎无色时,打开止水夹b,关闭止水夹a,可用C装置收集NO气体。
④该实验中,若去掉B装置,对实验结果是否有影响?_____________ 。
⑤将a mol铁与含b molHNO3的稀溶液充分反应后,若HNO3的还原产物只有NO,反应后Fe和HNO3均无剩余,则反应中转移电子的物质的量是_____ (用含a和b的代数式表示)。
⑥完全反应后,A装置烧杯里含铁的价态可能是________ 。现有仪器和药品:试管和胶头滴管。0.1mol·L-1KSCN溶液、0.1mol·L-1KI溶液、0.2mol·L-1酸性KMnO4溶液、氯水等。请你设计一个简单实验,探究上述判断,填写下列实验报告:
①请简述检验它的气密性的方法
②利用右图所示装置可以制取
(2)张明同学设计下图所示装置,用粗铁粒与189g·L-1硝酸反应制取NO气体。请回答有关问题。
①189g·L-1硝酸的物质的量浓度为
②NO气体能用排水法收集,而不能用排空气法收集的可能原因是
③当打开止水夹a,关闭止水夹b时,A装置的干燥管中观察到的现象是
④该实验中,若去掉B装置,对实验结果是否有影响?
⑤将a mol铁与含b molHNO3的稀溶液充分反应后,若HNO3的还原产物只有NO,反应后Fe和HNO3均无剩余,则反应中转移电子的物质的量是
⑥完全反应后,A装置烧杯里含铁的价态可能是
实验步骤 | 操作 | 现象与结论 |
第一步 | 取少量液体装于试管,向试管中滴入几滴KSCN溶液 | |
第二步 | 若溶液紫色退去,则说明含有Fe2+,若无明显变化,则说明不含Fe2+ |
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(0.65)
解题方法
【推荐3】孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量杂质FeO、Fe2O3、SiO2。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3,步骤如下:
请回答下列问题:
(1)溶液A的金属离子有_______ 。检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为______ 。
A.KMnO4 B.(NH4) 2S C.H2O2 D.KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过加热蒸发、__________ 、过滤等操作。
(3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先加入NH3∙H2O,然后通入CO2,反应的方程式:_____________________________________ 。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,用KMnO4标准溶液滴定时应选用_______ 滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
(5)探究氧化铜的性质:取A、B两支试管,往A中加入适量的CuO粉末,再分别向A和B加入等体积3% H2O2溶液,只观察到A中有大量气泡,结论是:_____________ 。
请回答下列问题:
(1)溶液A的金属离子有
A.KMnO4 B.(NH4) 2S C.H2O2 D.KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过加热蒸发、
(3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先加入NH3∙H2O,然后通入CO2,反应的方程式:
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,用KMnO4标准溶液滴定时应选用
(5)探究氧化铜的性质:取A、B两支试管,往A中加入适量的CuO粉末,再分别向A和B加入等体积3% H2O2溶液,只观察到A中有大量气泡,结论是:
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解答题-原理综合题
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(0.65)
【推荐1】某工厂混合物浆液中含Na2CrO4和少量Al(OH)3、MnO2,考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组利用电解分离装置(如下图)使浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液,并在工业生产中对它们进行广泛应用。
I.固体混合物的分离和利用(部分操作和反应条件未标明)。
(1)向溶液A中通过量的CO2生成B的离子方程式为___________ 。
(2)工业中可以利用碳酸钠溶液吸收反应②中产生的氯气,写出含1molNa2CO3的溶液恰好吸收1molCl2的离子方程式___________ 。(已知常温下H2CO3 Ka1=4.30×10-7,Ka2=5.61×10-11;HClO Ka=2.98×10-8)
II.含铬元素溶液的分离和利用。
(3)用惰性电极电解时,电解池阳极区的溶液中含铬的粒子有Cr2O、CrO,其中含有Cr2O的原因是:___________ 。(结合离子方程式及文字叙述说明原因)
(4)利用电解后的溶液制备重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)的流程如下。
已知:重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)俗称红矾钠,桔红色晶体,略有吸湿性,易溶于水,不溶于乙醇;Na2Cr2O7·2H2O的式量为298。
①流程中分离操作包括过滤、洗涤、干燥,其中洗涤时最好选用___________ (填试剂名称)。
②准确称取上述流程中的产品3.1700g配成250mL溶液,取出25.00mL放于锥形瓶中,加入10mL2mol·L-1H2SO4溶液和足量碘化钾溶液,放于暗处5min;然后加入100mL水和2—3滴淀粉指示剂;最后用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(已知:I2+2=2I-+)。判断达到滴定终点的现象是:___________ 。重复上述滴定操作两次,有关数据记录如下表:
则所得产品中的重铬酸钠晶体的纯度为___________ %。(保留小数点后两位)。
③第一次滴定消耗Na2S2O3的标准溶液的体积明显偏大,可能的原因有___________ (填字母)。
A. 锥形瓶水洗后未干燥
B. 滴定时锥形瓶中有液体溅出
C. 装Na2S2O3标准溶液的滴定管水洗后未润洗
D.滴定终点后读数时俯视
I.固体混合物的分离和利用(部分操作和反应条件未标明)。
(1)向溶液A中通过量的CO2生成B的离子方程式为
(2)工业中可以利用碳酸钠溶液吸收反应②中产生的氯气,写出含1molNa2CO3的溶液恰好吸收1molCl2的离子方程式
II.含铬元素溶液的分离和利用。
(3)用惰性电极电解时,电解池阳极区的溶液中含铬的粒子有Cr2O、CrO,其中含有Cr2O的原因是:
(4)利用电解后的溶液制备重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)的流程如下。
已知:重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)俗称红矾钠,桔红色晶体,略有吸湿性,易溶于水,不溶于乙醇;Na2Cr2O7·2H2O的式量为298。
①流程中分离操作包括过滤、洗涤、干燥,其中洗涤时最好选用
②准确称取上述流程中的产品3.1700g配成250mL溶液,取出25.00mL放于锥形瓶中,加入10mL2mol·L-1H2SO4溶液和足量碘化钾溶液,放于暗处5min;然后加入100mL水和2—3滴淀粉指示剂;最后用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(已知:I2+2=2I-+)。判断达到滴定终点的现象是:
第一次滴定 | 第二次滴定 | 第三次滴定 | |
消耗Na2S2O3标准溶液的体积/mL | 60.15 | 60.02 | 59.98 |
③第一次滴定消耗Na2S2O3的标准溶液的体积明显偏大,可能的原因有
A. 锥形瓶水洗后未干燥
B. 滴定时锥形瓶中有液体溅出
C. 装Na2S2O3标准溶液的滴定管水洗后未润洗
D.滴定终点后读数时俯视
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(0.65)
【推荐2】高铁酸盐是优良的多功能水处理剂。K2FeO4为紫色固体,可溶于水,微溶 于浓 KOH 溶液,难溶于有机物;在 0~5℃、强碱性溶液中比较稳定,在酸性、中性溶 液中易分解放出 O2.某实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)。回答下列问题:装置如图所示, 夹持、加热等装置略。
(1)仪器 a 的名称是___________ ,装置 B 中除杂质所用试剂是___________ ,装置D的作用是___________ _。
(2)C中反应为放热反应,而反应温度须控制在 0~5℃,采用的控温方法为___________ ,反应中KOH必须过量的原因是___________ 。
(3)写出C中总反应的离子方程式:___________ 。
(4)取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液 a,经检验气体中含有 Cl2。取少量 a,滴加 KSCN溶液至过量,溶液呈红色。溶液变红可知a中含有___________ 离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由反应__________ 产生(用离子方程式表示)。
(1)仪器 a 的名称是
(2)C中反应为放热反应,而反应温度须控制在 0~5℃,采用的控温方法为
(3)写出C中总反应的离子方程式:
(4)取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液 a,经检验气体中含有 Cl2。取少量 a,滴加 KSCN溶液至过量,溶液呈红色。溶液变红可知a中含有
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(0.65)
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【推荐3】碳酸钠是一种重要的化工原料,主要采用氨碱法生产。回答下列问题:
Ⅰ.已知:① 2NaOH(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH1= −127.4 kJ·mol−1
② NaOH(s)+CO2(g)=NaHCO3(s) ΔH1= −131.5 kJ·mol−1
(1)反应2NaHCO3(s)= Na2CO3(s)+ H2O(g) +CO2(g)的ΔH=___________ kJ·mol−1
Ⅱ.工业上以侯氏制碱法为基础生产焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3 Na2S2O5+H2O等多步反应。
(2)反应Ⅰ的化学方程式为___________ ;在进行反应Ⅰ时,向NaCl溶液中先通入___________ (填“CO2”或“NH3”);
(3)“灼烧”时发生反应的化学方程式为___________ ;
(4)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放SO2,其离子方程式为___________ 。
(5)副产品X化学式为___________ ;生产中可循环利用的物质为___________ (化学式)。
(6)为了减少产品Na2S2O5中的杂质含量,理论上需控制反应II中气体与固体反应物的物质的量之比为___________ 。
Ⅰ.已知:① 2NaOH(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH1= −127.4 kJ·mol−1
② NaOH(s)+CO2(g)=NaHCO3(s) ΔH1= −131.5 kJ·mol−1
(1)反应2NaHCO3(s)= Na2CO3(s)+ H2O(g) +CO2(g)的ΔH=
Ⅱ.工业上以侯氏制碱法为基础生产焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3 Na2S2O5+H2O等多步反应。
(2)反应Ⅰ的化学方程式为
(3)“灼烧”时发生反应的化学方程式为
(4)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放SO2,其离子方程式为
(5)副产品X化学式为
(6)为了减少产品Na2S2O5中的杂质含量,理论上需控制反应II中气体与固体反应物的物质的量之比为
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