DOC《无机专题练习》

无机专题练习 1.

(11分) 重晶石(BaSO4)难溶于水,要转化成BaCO3再制备其他钡盐.工业上一般采用高温煅烧还原法;

实验室可以采用沉淀转化法. 高温煅烧还原法 (1)煅烧还原的热化学方程式为: 有关的数据:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s);

H= -1473.2 kJ・mol-1 C(s)+O2(g)=CO(g);

H= -110.5 kJ・mol-1 Ba(s)+S(s)=BaS(s);

H= -460kJ・mol-1 (2)经检验BaS的水溶液呈碱性,原因是(用离子方程式表示) 沉淀转化法 向BaSO4沉淀中加入饱和Na2CO3溶液,充分搅拌,弃去上层清液.如此处理多次,直到BaSO4全部转化为BaCO3:BaSO4(s)+CO32D(aq)BaCO3(s)+SO42D(aq)(平衡常数K=0.042) (3)现有0.20 mol BaSO4,每次用1.00 L 2.0mol・L-1饱和Na2CO3溶液处理,假定BaSO4能全部转化,至少需要处理多少次?(写出计算过程) (4)从"绿色化学"角度分析,用饱和Na2CO3溶液沉淀转化法的优点是 . 2.(10分) 污水处理分析时,常用双硫腙(H2Dz,二元弱酸)把金属离子络合成电中性的物质,再用CCl4萃取络合物,从而把金属离子从水溶液中完全分离出来.如用双硫腙(H2Dz)~CCl4分离污水中的Cu2+时,先发生络合反应:Cu2++2 H2DzCu(HDz)2+2H+,再加入CCl4,Cu(HDz)2就很容易被萃取到CCl4中. (1)写出双硫腙和Fe3+络合的离子方程式:萃取过程中要控制适宜的酸度.如果溶液的pH过大,其后果是 . 下图是用双硫腙(H2Dz)~CCl4络合萃取某些金属离子的酸度曲线.它反映了萃取某些金属离子时适宜的pH范围.E%表示某种金属离子以络合物形式被萃取分离的百分率. 某工业废水中含有Hg2+、Bi3+、Zn2+,用双硫腙(H2Dz)~CCl4络合萃取法处理废水. 请根据上图回答问题: (2)欲完全将废水中的Hg2+分离出来,须控制溶液pH= (3)当调节pH=2时,铋(Bi)的存在形式有:其物质的量之比为 (4)萃取到CCl4中的Zn(HDz)2分液后,加入足量的NaOH溶液,充分振荡后,锌又转到水溶液中.写出反应的离子方程式: 3.(13分)水体中二价汞离子可以与多种阴离子结合成不同的存在形态.水溶液中二价汞主要存在形态与Cl-、OH-的浓度关系如图所示: (注:粒子浓度很小时常用负对数表示,如pH=-lgc(OH-),pCl=-lgc(Cl-)): ⑴ 正常海水(Cl-的浓度大于0.1mol/L)中汞元素的主要存在形态是 .少量Hg(NO3)2溶于0.001mol/L的盐酸后得到无色透明溶液,其中汞元素的主要存在形态是 . ⑵ Hg(NO3)2固体易溶于水,但溶于水时常常会出现浑浊,其原因是 (用离子方程式表示),为了防止出现浑浊,可采取的措施是 . ⑶ 处理含汞废水的方法很多.下面是常用的两咱方法,汞的回收率很高. ①置换法:用废铜屑处理含Hg2+的废水.反应的离子方程式为 . ②化学沉淀法:用硫化钠处理含HgCl2的废水,生成HgS沉淀.反应的离子方程式为 . ⑷ 汞虽然有毒,但用途广泛.用汞和溴化钙作催化剂,可以在较低温度下经过下列反应使水分解制氢气和氧气: ①CaBr2+2H2O=Ca(OH)2+2HBr↑ ②…… ③HgBr2+Ca(OH)2=CaBr2+HgO+H2O ④2HgO=2Hg+O2↑ 反应②的化学方程式为 .

4、(13分)工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下: (Ⅰ)合成氨 (1)写出合成塔①发生的反应式:2分) (2)实际生产中是通过测量混合气的密度计算转化率,已知进入合成塔①的氮氢混合气体的密度为d1,从合成塔①出来的混合气体的密度为d2,则氮的转化率为 (2分) (Ⅱ)氨的接触氧化原理 (1)氨与氧气从145℃就开始反应,但随反应条件和使用催化剂的不同可生成不同的产物: 4NH3 + 5O24NO + 6H2O;

H=-905.5 kJ/mol KP1==1*1053 (900℃) 4NH3 + 4O24N2O + 6H2O;

H=-1103 kJ/mol KP1==1*1061 (900℃) 4NH3 + 3O22N2 + 6H2O;

H=-1267 kJ/mol KP2 ==1*1067 (900℃) 除了上列反应外,还可能发生氨、一氧化氮的分解,氨和一氧化氮相互作用等副反应;

(2) 铂催化剂的催化机理 ①催化剂表面吸附氧分子,破坏氧分子的共价键,生成二个氧原子;

②催化剂表面吸附氨分子,氨分子中的氮和氢原子与氧原子结合,生成一氧化氮和水分子;

③铂对NO和水分子的吸附力较小,它们在铂表面脱附,进入气相中. (3)氨催化氧化工艺条件的选择 A温度 图1是温度对一氧化氮产率的影响 图1 B压力 加压氧化(0.8~1.0MPa)比常压的氧化率低1%~2%,但催化剂的效率大为提高,设备生产能力可提高5~6倍. C接触时间 即控制气流线速度可控制氨的氧化率达到最大值. D氨氧化率与混合气组成 图2直线表示反应的理论值;

曲线表示生产实际情况 图2 氨氧化率与氨空气混合气中氧氨比的关系 回答问题: (1).若没有催化剂,氨氧化结果将主要生成 (2分).原因是 (2分). (2).当温度大于900℃时,NO的产率下降的原因? (2分) (3).氨氧化率达到100%,理论上γ{n(O2)/n(NH3)实际生产要将γ值维持在1.7~2.2之间, 则混合气体中氨的浓度在 之间.(氧占空气的22%).(2分) 5.(11分) 今年1月,天寒地冻,电煤告急,最严重时广东省多数电厂电煤库存仅够两天,形成"电荒".这再一次让人们认识到了能源在国民经济建设中的重要地位.化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用. (1)最近的研究发现,复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可以用于加热循环分解水制氢,MnFe2O4的制备流程如下: ① 原料Fe(NO3)n中n=投入原料Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的物质的量之比应为 ;

② 利用MnFe2O4作催化剂加热循环制氢的总反应可表示为:2H2O 2H2↑+O2↑ 由两步反应加合而成,第一步反应是:2MnFe2O42MnFe2O4-x+xO2↑ 请写出第二步反应的化学方程式 ;

(2)下表是包含H-H键及其它一些共价键的键能数据(KJ・mol-1),求热化学方程式H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);

ΔH=KJ・mol-1. 键能 键能 键能 键能 H-H

436 Cl-Cl

243 H-Cl

432 C-Cl

330 C-I

218 H-S

339 C-F

427 H-F

565 判断由表中数据得出的结论是否正确: ① 半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)填"正确"或"不正确",下同);

② 非金属性越强的原子形成的共价键越牢固 ;

能否从数据中再找出一些规律,请写出一条: (3)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N

2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池.请写出该电池的正极反应式 . 6.碘酸钾是一种白色结晶粉末,无臭无味,酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用,被还原为单质碘,在碱性介质中,碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾.碘酸钾在常温下稳定,加热至560℃开始分解.工业生产碘酸钾的流程如下,在反应器中发生反应的化学方程式为: I2 + KClO3 +H2O === KH(IO3)2 + KCl + Cl2 ↑(未配平) (1)已知步骤①反应器发生的反应中,两种还原产物所得电子数相同,请配平该反应的化学方程式: (2)步骤②中,用稀酸酸化的作用是_在稀硝酸和稀盐酸中不能选用的酸是:其原因是_ (3)步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气,排出氯气的原因为 (4)参照下表碘酸钾的溶解度,步骤11得到碘酸钾晶体,你建议的方法是_ 温度/℃

0 10

20 40

60 80 KIO3g/100g水4.60 6.27 8.08 12.6 18.3 24.8

7、铝土矿(主要成分为Al2O

3、SiO

2、Fe2O3)是提取氧化铝的原料.提取氧化铝的工艺流程如下: (1)滤液甲的主要成分是 (2)写出反应Ⅱ的离子方程式 (3)试结合反应Ⅱ判断下列微粒结合质子(H+)的能力,由强到弱的顺序是 (填字母序号) a.AlO2- 或Al(OH)4- b.OH- c.SiO32- (4)取滤液甲少许,加入过量盐酸,过滤;

再用惰性电极电解其滤液,两极均有气体产生,且全部逸出,在阴极区还有沉淀生成,最后沉淀消失.写出阴极的电极反应方程式: 沉淀消失的原因可用离子方程式表示为: (5)取(4)电解以后的溶液10.0mL,经分析,该溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质,向其中逐滴加入0.100 mo1・L-1盐酸溶液,当加入50.0mL盐酸溶液时,生成的沉淀恰好溶解.请在下面的直角坐标中画出生成沉淀的物质的量与加入盐酸溶液体积的关系图.

8、草酸(H2C2O4)是一种有机二元酸,水溶液中草酸的存在形态有三种,各种形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如图所示: ⑴草酸溶液中, 2(填">"、"="或"