利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题:
(1)甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4+H2O=CO+3H2。部分物质的燃烧热数据如下表:
物 质 |
燃烧热(kJ·mol-1) |
H2(g) |
-285.8 |
CO(g) |
-283.0 |
CH4(g) |
-890.3 |
已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式
。
(2)500℃、50MPa时,在容积为V L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2,,此时N2的转化率为a。则平衡时NH3的浓度为 。
(3)1,3―丙二醇是重要的化工原料,用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下:
某化工厂已购得乙烯11.2 t,考虑到原料的充分利用,反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得:
C+H2OCO+H2 CH4+H2O
CO+3H2
假设在生产过程中,反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%,计算至少需要焦炭 吨、甲烷 吨,
才能满足生产需要。
信息时代产生的大量电子垃圾对环境造成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜晶体的路线:
回答下列问题:
⑴第①步Cu与酸反应的离子方程式为;得到滤渣1的主要成分为。
⑵第②步加入H2O2的作用是,使用H2O2的优点是;调节pH的目的是使生成沉淀。
⑶用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是。
⑷由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O,探究小组设计了三种方案:
上述三种方案中,方案不可行,原因是;
从原子利用率角度考虑,方案更合理。
⑸探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr=250)含量。取a g 试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c mol/L EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下:Cu2++ H2Y2-=CuY2-+ 2H+
写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω=;
下列操作会导致CuSO4·5H2O含量测定结果偏高的是。
a.未干燥锥形瓶
b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c.未除静可与EDTA反应的干扰离子
工业上利用焦炭在石灰窑中燃烧放热,使石灰石分解生产CO2。主要反应如下:
C+O2→CO2①, CaCO3→CO2↑+CaO②
(1)含碳酸钙95%的石灰石2.0 t按②完全分解(设杂质不分解),可得标准状况下CO2的体积为_________________m3。
(2)纯净的CaCO3和焦炭按①②完全反应,当窑内配比率=2.2时,窑气中CO2的最大体积分数为多少?(设空气只含N2与O2,且体积比为4∶1,下同)
(3)某次窑气成分如下:O2 0.2%,CO 0.2%,CO2 41.6%,其余为N2。则此次窑内配比率为何值?
明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示:
根据上述图示,完成下列填空:
(1)明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500 mL稀氨水(每升含有39.20 g氨)需要取浓氨水(每升含有251.28 g氨)__________mL,用规格为__________mL量筒量取。
(2)氨水浸出后得到固体混合体系,过滤,滤液中除K+、SO42-外,还有大量的NH4+。检验NH4+的方法是_________________________________________________________________。
(3)写出沉淀物中所有物质的化学式___________________________________。
(4)滤液Ⅰ的成分是水和______________________。
(5)为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量,请完善下列步骤:
①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量__________溶液,产生白色沉淀。
②__________、__________、__________(依次填写实验操作名称)。
③冷却、称重。
(6)若试样为m g,沉淀的物质的量为n mol,则试样中K2SO4的物质的量为__________mol(用含有m、n的代数式表示)。
碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域,以β—锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。
(1)步骤Ⅰ前,β—锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是 。
(2)步骤Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-;另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入 (填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。
(3)步骤Ⅱ中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有 。
(4)步骤Ⅲ中,生成沉淀的离子方程式为 。
(5)从母液中可回收的主要物质是 。
A是一种红棕色金属氧化物,B、D是金属单质,J是一种难溶于水的白色化合物,受热后容易发生分解。
(1)A的化学式是。
(2)F在空气中转化为G的化学方程式:。
(3)C转化为I的离子方程式:。
(4)D转化为E的离子方程式:。
(5)D在高温下和水蒸气反应的化学方程式:。