工业上用重晶石(BaSO4)制备BaCO3的常用方法主要有高温锻烧还原法、沉淀转化法等。高温煅烧还原法的工艺流程可简单的表示如下:(1)若“煅烧”时产生一种有毒
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工业上用重晶石(BaSO4)制备BaCO3的常用方法主要有高温锻烧还原法、沉淀转化法等。高温煅烧还原法的工艺流程可简单的表示如下:(1)若“煅烧”时产生一种有毒
题型:不详
难度:
来源:
工业上用重晶石(BaSO
4
)制备BaCO
3
的常用方法主要有高温锻烧还原法、沉淀转化法等。高温煅烧还原法的工艺流程可简单的表示如下:
(1)若“煅烧”时产生一种有毒的还原性气体,则反应的化学方程式为______。
(2)工业上煅烧重晶石矿粉时,为使BaSO
4
得到充分的还原和维持及应所需的高温,应采取的措施是______。
a.加人过量的炭,同时通入空气 b.设法将生成的BaS及时移出
(3)在第一次过滤后洗涤,检验是否洗涤干净的试剂最好是______。
(4)沉淀转化法制备BaCO
3
可用饱和Na
2
CO
3
溶液将BaSO
4
转化为BaCO
3
:
BaSO
4
(s)+CO
3
2
-
(aq)
BaCO
3
(s)+SO
4
2
-
(aq)
则:①在实验室将少量BaSO
4
固体全部转化为BaCO
3
的实验操作方法与步骤为______。
②与高温煅烧还原法相比,沉淀转化法的优点主要有______。
③已知:K
sp
(BaCO
3
)=2.40×10
-
9
,K
sp
(BaSO
4
)=1.20×10
-
10
。现欲用沉淀转化法将BaSO
4
转化为BaCO
3
,该反应的平衡常数为______。如用1.00 L 0. 210 mol • L
-
1
Na
2
CO
3
溶液处理,试计算BaSO
4
被转化的质量______(要有计算过程,结果保留3位有效数字)。
答案
(18分)
(1)BaSO
4
+4C
BaS+4CO↑(3分)
(2)a(2分)
(3)H
2
SO
4
(2分,其它合理答案也给分)
(4)①将适量饱和Na
2
CO
3
溶液加入BaSO
4
固体中,充分搅拌,静置、弃去上层清液;如此操作,反复多次(直到BaSO
4
全部转化为BaCO
3
)(3分)
②节能、环保等(2分)
③5×10
-2
(2分)
解:设BaSO
4
被转化的物质的量为xmol,则碳酸根离子的变化浓度为xmol/L,即:
BaSO
4
(s)+CO
3
2
-
(aq)
BaCO
3
(s)+SO
4
2
-
(aq)
起始浓度/mol•L
-1
0.210 0
变化浓度/mol•L
-1
x x
起始浓度/mol•L
-1
0.210—x x (1分)
由于K=
=
,则
=
(1分)
解得:x=0.0100(1分)
由于m=n•M,则BaSO
4
被转化的质量为0.0100mol×233g/mol=2.33g(1分)
答:BaSO
4
被转化的质量为2.33g。
解析
试题分析:(1)依题意,BaSO
4
与C在高温下发生氧化还原反应,生成BaS和CO,硫元素由+6降为—2价,碳元素由0升为+2价,根据化合价升降总数相等、原子个数守恒,则该反应为BaSO
4
+4C
BaS+4CO↑;(2)加入过量的碳,同时通入空气,可以使C与氧气反应,该反应是放热反应,碳过量不仅能使硫酸钡充分还原,还能维持反应所需的高温,故a正确;硫化钡是固体,固体物质的浓度是常数,将生成的硫化钡及时移走,不能使平衡向正反应方向移动,故b错误;(3)硫化钡是强碱弱酸盐,能溶于水,且与水反应生成氢氧化钡和硫化氢气体,氢氧化钡是可溶性强碱,过量的碳或未完全反应的硫酸钡等难溶于水,过滤所得滤渣的主要成分是碳或硫酸钡等物质,滤渣能吸附可溶性的钡离子、氢氧根离子,钡离子遇硫酸产生白色的硫酸钡沉淀,因此取最后一次洗涤液少许于试管,滴入少量稀硫酸,若产生白色沉淀,说明沉淀未洗涤干净;反之,则洗涤干净;另外,选择酚酞等指示剂也可以检验是否含有氢氧根离子;(4)根据浓度对平衡移动的影响规律,增大碳酸根离子浓度,可以使沉淀平衡右移,则设计的实验方案为①将适量饱和Na
2
CO
3
溶液加入BaSO
4
固体中,充分搅拌,静置、弃去上层清液;如此操作,反复多次(直到BaSO
4
全部转化为BaCO
3
);②高温煅烧法需要消耗能量,产生有毒的硫化氢气体,步骤多,而沉淀转化法则节约能源,环保,操作步骤少等;③设BaSO
4
被转化的物质的量为xmol,则碳酸根离子的变化浓度为xmol/L,即:
BaSO
4
(s)+CO
3
2
-
(aq)
BaCO
3
(s)+SO
4
2
-
(aq)
起始浓度/mol•L
-1
0.210 0
变化浓度/mol•L
-1
x x
起始浓度/mol•L
-1
0.210—x x (1分)
由于K=
=
=
=5×10
-2
则
=
=5×10
-2
(1分)
解得:x=0.0100(1分)
由于m=n•M,则BaSO
4
被转化的质量为0.0100mol×233g/mol=2.33g(1分)。
举一反三
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B.水玻璃可用于制造木材防火剂
C.煤经气化和液化的物理变化可变为清洁燃料
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题型:不详
难度:
|
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氮化硅( Si
3
N
4
)是一种优良的高温结构陶瓷,在工业生产和科技领域有重要用途.
I.工业上有多种方法来制备氮化硅,常见的方法有:
方法一:直接氮化法:在1300℃-1400℃时,高纯粉状硅与纯氮气化合,其反应方程式为
。
方法二:化学气相沉积法:在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氮气、氢气反应生成氮化硅和HC1,与方法一相比,用此法制得的氮化硅纯度较高,其原因是
.
方法三:Si(NH
2
)
4
热分解法:先用四氯化硅与氨气反应生成Si(NH
2
)
4
和一种气体(填分子式)________;然后使Si(NH
2
)
4
受热分解,分解后的另一种产物的分子式为
。
II.工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下:
已知:X、高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应,Y与X在光照或点燃条件下可反应,Z的焰色呈黄色.
(1)原料B的主要成分是(写名称)
。
(2)写出焦炭与原料B中的主要成分反应的化学方程式:
。
(3)上述生产流程中电解A的水溶液时,阳极材料能否用Cu
(填“能”或“不能”),写出Cu为阳极电解A的水溶液开始一段时间阴阳极的电极方程式:
阳极:
;阴极:
。
题型:不详
难度:
|
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K
2
SO
4
是无氯优质钾肥,Mn
3
O
4
是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工业的尾气联合制备K
2
SO
4
和Mn
3
O
4
的工艺流程如下:
(1)几种盐的溶解度见图。反应III中,向(NH
4
)
2
SO
4
溶液中加入KCl溶液充分反应后,进行蒸发浓缩、
、洗涤、干燥等操作即得K
2
SO
4
产品。
(2)检验K
2
SO
4
样品是否含有氯化物杂质的实验操作是:
。
(3)反应IV的化学方程式为
。
(4)Mn
3
O
4
与浓盐酸加热时发生反应的离子方程式为
。
(5)下图是煅烧MnSO
4
•H
2
O时温度与剩余固体质量变化曲线。
①该曲线中B段所表示物质的化学式为
。
②煅烧过程中固体锰含量随温度的升高而增大,但当温度超过1000℃时,再冷却后,测得产物的总锰含量反而减小。试分析产物总锰含量减小的原因:
。
题型:不详
难度:
|
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用石灰乳、石灰氮(CaCN
2
)和炼厂气(含H
2
S)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的CS(NH
2
)
2
(硫脲),其部分工艺流程如下:
(1)高温下,H
2
S存在下列反应:2H
2
S(g)
2H
2
(g)+S
2
(g),其平衡常数表达式为K=。
(2)用石灰乳吸收H
2
S制取Ca(HS)
2
需要在低温下进行,其原因是
;过滤得到的滤渣可再利用,滤渣的主要成分是
(填化学式)。
(3)合成硫脲需长时间搅拌,并在较高温度(80℃-85℃)下进行,其目的是
。
Ca(HS)
2
与CaCN
2
在水溶液中合成硫脉的化学方程式为
。
(4)化合物X与硫脲互为同分异构体,X加入FeCl
3
溶液中,溶液显红色,X的化学式为
。
题型:不详
难度:
|
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由菱镁矿(主要成分为MgCO
3
)制阻燃型氢氧化镁的工艺流程如下:
(1)从下面两图可以得出的结论为
、
。
图1 25℃时MgO水化随时间变化X射线衍射谱图
图2 90℃时MgO水化随时间变化X射线衍射谱图
(2)水化反应MgO+H
2
O = Mg(OH)
2
能自发进行的原因是
。
(3)结合元素周期律和表1可知,金属氢氧化物受热分解的规律有
。(写一条即可)
表1 部分主族元素的金属氢氧化物热分解温度/℃
LiOH
NaOH
KOH
Al(OH)
3
Mg(OH)
2
Ca(OH)
2
Ba(OH)
2
924
不分解
不分解
140
258
390
700
(4)已知热化学方程式:Mg(OH)
2
(s) =" MgO" (s)+H
2
O (g) ΔH =" 81.5" kJ·mol
-1
①Mg(OH)
2
起阻燃作用的主要原因是
。
②与常用卤系(如四溴乙烷)和有机磷系(磷酸三苯酯)阻燃剂相比,Mg(OH)
2
阻燃剂的优点是
。
题型:不详
难度:
|
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