19. (15分)四溴乙烷(CHBr2—CHBr2)是一种无色透明液体,密度2.967 g·mL,难溶于水,沸点244 ℃,可用作制造塑料的有效催化剂等。用电石(主要成分CaC2,少量CaS、Ca3P2、Ca3AS2等)和Br2等为原料制备少量四溴乙烷的装置(夹持装置已省略)如图1所示。
-1
(1) 装置A中CaC2能与水剧烈发生反应:CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+HC
CH↑。为了得
到平缓的C2H2气流,除可用饱和食盐水代替水外,还可采取的措施是________。
(2) 装置B可除去H2S、PH3及AsH3,其中除去PH3的化学方程式为______________________(生成铜、硫酸和磷酸)。
(3) 装置C中在液溴液面上加入一层水的目的是________;装置C中反应已完成的现象是________;从装置C反应后的体系得到并纯化产品,需要进行的操作有________。
(4) 一种制备Ca10(PO4)6(OH)2的原理为10Ca(OH)2+6H3PO4===Ca10(PO4)6(OH)2↓+18H2O。请设计用装置A得到的石灰乳等为原料制备Ca10(PO4)6(OH)2的实验方案:向烧杯中加入0.25 L
-1
含0.5 mol·LCa(OH)2的石灰乳,________,在100 ℃烘箱中烘干1 h。
已知:
① Ca10(PO4)6(OH)2中Ca/P比理论值为1.67。影响产品Ca/P比的主要因素有反应物投料比及反应液pH。
②在95 ℃,pH对Ca/P比的影响如图2所示。
-1-1
③实验中须使用的试剂:含0.5 mol·L Ca(OH)2的石灰乳、0.3 mol·L磷酸及蒸馏水。
20. (14分)H2S存在于多种燃气中,脱除燃气中H2S的方法很多。
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图1
(1) 2019年3月《science direct》介绍的化学链技术脱除H2S的原理如图1所示。 ①“H2S氧化”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
②“HI分解”时,每1 mol HI分解生成碘蒸气和氢气时,吸收13 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:________。
③“Bunsen反应”的离子方程式为________。
(2) 电化学干法氧化法脱除H2S的原理如图2所示。阳极发生的电极反应为________;阴极上COS发生的电极反应为________。
(3) 用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2S法包含的反应如下: (Ⅰ) H2S(g)(Ⅱ) H2S(aq)
H2S(aq) H+HS
+
-
10
(Ⅲ) HS+2Fe===S↓+2Fe+H
3+
一定条件下测得脱硫率与Fe浓度的关系如图3所示。
①吸收液经过滤出S后,滤液需进行再生,较经济的再生方法是________。
3+-1
② 图中当Fe的浓度大于10 g·L时,浓度越大,脱硫率越低,这是由于________。 21. (12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题作答。若多做,则按A小题评分。
A. 【物质结构与性质】
镍的单质、合金及其化合物用途非常广泛。
2+
(1) Ni基态核外电子排布式为________。
(2) 胶状镍可催化CH2
CHC
N加氢生成CH3CH2C
N。CH2
CHC
N分子中
-3+2++
σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=________;CH3CH2CN分子中碳原子轨道的杂化类
型为________。
(3) [Ni(N2H4)2](N3)2是一种富氮含能材料。配体N2H4能与水混溶,除因为它们都是极性
2+
分子外,还因为______________________;[Ni(N2H4)2]中含四个配位键,不考虑空间构型,
2+
[Ni(N2H4)2]的结构可用示意图表示为______________________。
(4) 一种新型的功能材料的晶胞结构如下图所示,它的化学式可表示为________。
B. [实验化学]
某校同学设计下列实验,探究CaS脱除烟气中的SO2并回收S。实验步骤如下: 步骤1.称取一定量的CaS放入三口烧瓶中并加入甲醇作溶剂(如下图所示)。
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步骤2.向CaS的甲醇悬浊液中缓缓通入一定量的SO2。 步骤3.过滤,得滤液和滤渣。
步骤4.从滤液中回收甲醇(沸点为64.7 ℃),所得残渣与步骤3的滤渣合并。 步骤5.用CS2从滤渣中萃取回收单质S。
(1) 图中用仪器X代替普通分液漏斗的突出优点是________________。
(2) 三口烧瓶中生成硫和亚硫酸钙的化学方程式为________________,三口烧瓶中最后残留固体中含一定量的CaSO4,其原因是________________。
(3) 步骤4“回收甲醇”需进行的操作方法是________________。
(4) 步骤5为使滤渣中S尽可能被萃取,可采取的操作方案是________________。 (5) 请设计从上述回收的S和得到的含Na2SO3吸收液制备Na2S2O3·5H2O的实验方案: 称取稍过量硫粉放入烧杯中,__________________________________________,用滤纸吸干。
已知:① 在液体沸腾状态下,可发生反应NaO=====△
2SO3+S+5H2Na2S2O3·5H2O。 ②硫不溶于Na2SO3溶液,微溶于乙醇。 ③为获得纯净产品,需要进行脱色处理。
④须使用的试剂:S、Na2SO3吸收液、乙醇、活性炭。
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