将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
(1)本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外,还需要 等原料。 (2)石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式为 。
(3)过滤Ⅰ操作所得固体中,除CaCO3外还含有 (填化学式)等物质,该固体可用作生产水泥的原料。
(4)检验过滤Ⅰ所得滤液中含有CO32-的方法是 。
(5)氯化钙结晶水合物(CaCl2·6H2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是 。 a.熔点较低(29℃熔化) b.能导电 c.能制冷 d.无毒 (6)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是 。 【答案】(1)CaCO3、NH3、H2O (2)CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42- (3)CaSO4
(4)滤液中滴加盐酸产生气泡 (5)ad
(6)碳酸钙用于制取水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等(原子利用率高,没有有害物质排放到环境中)
【解析】(1)根据流程可知,需要生石灰、二氧化碳、氨气、水、碳酸钙高温分解即生成氧化钙和二氧化碳,所以本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外,还需要CaCO3、NH3、H2O等原料。
(2)碳酸钙的溶解度小于硫酸钙,因此根据沉淀转化原理知,石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生的离子方程式为CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-。
(3)硫酸钙微溶于水,所以过滤I操作所得固体中,除CaCO3外还含有CaSO4等物质。 (4)由于碳酸盐能和盐酸反应产生二氧化碳气体,所以检验过滤I所得滤液中含有CO32-的方法是滤液中滴加盐酸产生的气泡。
(5)储热材料与物质的导电性以及能否制冷无关系,而与自身的熔点高低和有无毒性无关系,所以选ad。
(6)根据流程图知,工艺流程中体现绿色化学理念的是反应中产生的碳酸钙用于制取水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等。 评卷人 得 分 六、推断题
22.I、请根据如下图所示转化关系回答有关问题。A和B均为钠盐的水溶液,A呈中性,B呈碱性并具有强氧化性。
(1)写出A、B的化学式:A ,B 。
(2)依次写出A→D和D→E(E中含有某+5价元素的含氧酸根离子)的离子方程式: , 。
(3)写出将SO2气体通入K溶液中发生反应的离子方程式: 。
II、(1)将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·L稀盐酸。在如下图所示坐标系中画出能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系图像。
-1
(2)将18.4gNaOH和NaHCO3固体混合物,在密闭容器中加热到约250℃,经充分反应后排出气体,冷却,称得剩余固体质量为16.6g。试计算混合物中NaOH的质量分数。(请写出计算过程)
【答案】Ⅰ.(1)NaI;NaClO;
(2)2I+ClO+H2O=I2+Cl+2OH; I2+5ClO+2OH=2IO3-+5Cl+H2O(反应物写水的给分) (3)2Fe+SO32-+2H2O=2Fe+SO42-+4H(或2Fe+SO32-+H2O=2Fe+SO42-+2H); Ⅱ.(1)如图所示
3+
2+
+
3+
2+
+
?
?
?
?
?
?
?
(2)54.3%。 【解析】
试题分析:Ⅰ.(1)由A生成C得到黄色沉淀AgI,可得A中含有I,且A为钠盐,即A为NaI;由B与浓HCl反应生成的F黄绿色气体为氯气,所以得B为NaClO。(2)NaI与NaClO发生氧化后反应产生的D使CCl4溶液显紫色,证明D是I2,根据电子守恒、电荷守恒及原子
????
守恒可得A→D的离子方程式为2I+ClO+H2O=I2+Cl+2OH;向含有I2的溶液中继续加入NaClO溶液,会发生氧化还原反应,将I2氧化为无色的IO3-,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒
???
可得D→E的离子方程式为I2+5ClO+ 2OH=2IO3-+5Cl+H2O;(3)F是Cl2,将氯气通入到FeCl2溶液中,发生反应:Cl2+2FeCl2=2FeCl3,所以K是FeCl3,FeCl3具有氧化性,SO2具有还原性,
3+
二者发生氧化还原反应,所以SO2气体通入K溶液中发生反应的离子方程式:2Fe+SO32-2++
+H2O=2Fe+SO42-+2H。
Ⅱ.(1)0.4g NaOH的物质的量为n(NaOH)=m÷M=0.4g÷40g/mol=0.01mol,1.06g Na2CO3的物
?
质的量为n(Na2CO3)= m÷M=0.01mol,两者混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·L1稀盐酸,首先发生NaOH+ HCl=NaCl+H2O、消耗HCl 0.01mol,然后发生Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,消耗HCl 0.01mol,最后发生NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,消耗HCl 0.01mol,据上述数据,可画出盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系图象是
?
。
(2)若设NaOH和NaHCO3按1∶1反应: NaHCO3+NaOH
Na2CO3+H2O↑ △m
84 40 18
8.4g 4.0g 18.4g?16.6g=1.8g
8.4g+4.0g=12.4g<18.4g,说明反应不是按上述比例进行反应。
若NaHCO3过量,由于受热会发生分解,其差值还会增大。与题意不符。 若NaOH过量,由于受热不会分解,不影响其差值,符合题意。
过量的NaOH质量为18.4g?8.4g?4g=6.0g,m(NaOH)=4.0g+6.0g=10.0g,故NaOH的质量分数=(10.0g÷18.4g)×100%=54.3%。
考点:考查溶液成分的判断、离子方程式的书写及混合物成分的确定的知识。
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