硫酸铜是一种重要的化工原料,工业上常用硫酸为原料来制备硫酸铜。
(1)工业上生产硫酸过程中,焙烧硫铁矿时产生的废渣是一种二次资源。
①为了从废渣中磁选获得品位合格的铁精矿,高温下利用CO使弱磁性Fe2O3转化为强磁性Fe3O4。写出该反应的化学方程式 ;实验发现:CO太多或太少都会导致磁铁矿产率降低,原因是 。
②氯化焙烧工艺是将废渣用氯化钙水溶液调和、成球、高温焙烧,废渣中SiO2与CaCl2等在高温下反应放出HCl,HCl与金属氧化物等反应生成氯化物。反应生成的各金属氯化物以气态形式逸出,进而回收有色金属和回返氯化钙溶液。写出氯化焙烧工艺中生成HCl的化学方程式 。
(2)测定硫酸铜品体中结品水含量的实验步骤为:
步骤1:准确称量一个洁净、干燥的坩埚;
步骤2:将一定量的硫酸铜晶体试样研细后,放入坩埚中称重
步骤3:将盛有试样的坩埚加热,待晶体变成白色粉末时,停止加热;
步骤4:将步骤3中的坩埚放入干燥器,冷却至室温后,称重:
步骤5: ;
步骤6:根据实验数据计算硫酸铜晶体试样中结晶水的质量分数。
请完成实验步骤5。
(3)已知硫酸铜品体受热可以逐步失去结品水,温度升高还町以分解生成铜的氧化物。观取25.0g CuSO4·5H2O品体均匀受热,缓慢升温至1200℃并恒温1小时,实验测得固体残留率(剩余固体的质量/原始固体质量)与温度的关系如下图所示:
在110℃时所得固体的成分为 ;在1200℃并恒温1小时,反应所得气态产物除去水后,物质的量为 。(填字母)
A.0 mol | B.0.1mol | C.0.125mol | D.大于0.125mol |
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5+H2O等多步反应。
(1)实验室制取氨气的化学方程式:。
(2)“灼烧”时发生反应的化学方程式:。
(3)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2,其离子方程式为:。
(4)副产品X的化学式是:;可循环利用的物质是:_________和_______。
(5)为了减少产品Na2S2O5中杂质含量,需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约为。
将FeCl3溶液与NH4SCN溶液混合发生如下反应
①Fe3++SCN- Fe(SCN)2+ K1="200" ②Fe(SCN)2++SCN-
Fe(SCN)2+ K2
红色深红色
(1)已知:若起始c(Fe3+)、c(SCN-)均为0.001 mol/L,测得混合溶液中c(Fe3+)约为8.5×10-4 mol/L,c[Fe(SCN)2+]约为1.5×10-4 mol/L,c[Fe(SCN)2+]约为5×10-6 mol/L,则反应②的平衡常数K2为。
(2)取两份混合溶液,分别向溶液中滴加同体积同浓度的FeCl3溶液与NH4SCN溶液,溶液颜色均加深,其原因是。仔细观察,滴加NH4SCN溶液时,混合液颜色更深一些,其原因是。
(3)向FeCl2与NH4SCN混合溶液中滴加酸化的H2O2溶液,溶液先变红,写出H2O2与Fe2+反应的离子方程式,继续滴加H2O2,溶液褪色,产生大量能够使澄清石灰水变浑浊的气体且硫氰根中氮元素全部转化为N2,向反应后的溶液中滴加BaCl2溶液,有不溶于稀盐酸白色沉淀生成。写出H2O2与SCN-反应的离子方程式。
(4)为测定某溶液中c(Cl-),取待测液V1 mL,向其中加入V2mL浓度为c2 mol/L的AgNO3溶液(过量),再加入少量铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]作指示剂,用NH4SCN标准溶液(浓度为c3 mol/L)滴定剩余的Ag+,消耗NH4SCN溶液体积为V3 mL。(已知Ag++SCN- = AgSCN↓(白色沉淀),Ksp(AgSCN)=4.9×10-13、Ksp(Ag Cl)=1.56×10-10)。请回答:
①在用NH4SCN标准溶液滴定前,应先通过过滤除去生成的AgCl,若不过滤,则测定结果将。(填“偏高”,“偏低”或不变)。
②最终测得c(Cl-)= mol/L。
钛合金是航天航空工业的重要材料。由钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁,化学式为FeTiO3)制备Ti等产品的一种工艺流程示意图如下:
已知:① TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中。 ②常温下,难溶电解质溶解度与pH关系图。
③25 ℃时TiO(OH)2溶度积Ksp=1×10-29
回答下列问题:
(1)写出钛铁矿酸浸时,反应的离子方程式。
(2)操作Ⅱ包含的具体操作方法有。
(3)向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末的作用是, TiO2+水解的离子方程式为,当溶液pH= 时,TiO(OH)2已沉淀完全。
(4)加入铁屑将Fe3+转化为Fe2+的原因是。
工业上常利用CO和H2合成可再生能源甲醇。
(1)已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1和726.5 kJ·mol-1,则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为。
(2)合成甲醇的方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH <0。
在230 ℃〜270 ℃最为有利。为研究合成气最合适的起始组成比n(H2):n(CO),分别在230 ℃、250 ℃和270 ℃进行实验,结果如下左图所示。其中270 ℃的实验结果所对应的曲线是_____(填字母);当曲线X、Y、Z对应的投料比达到相同的CO平衡转化率时,对应的反应温度与投较比的关系是。
(3)当投料比为1∶1,温度为230 ℃,平衡混合气体中,CH3OH的物质的量分数为(保留1位小数);平衡时CO的转化率。
资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)△H="-76.0" kJ·mol一1
①上述反应中每生成1 mol Fe3O4,转移电子的物质的量为_______mol。
②已知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)△H="+113.4" kJ·mol一1,则反应:3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:CO2(g)+4 H2 (g) C H4 (g)+2 H2O(g),向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2 mol·L一1,H2 0.8 mol·L一1,CH40.8 mol·L一1,H2O1.6 mol·L一1。则CO2的平衡转化率为________。300 ℃时上述反应的平衡常数K=____________________。200℃时该反应的平衡常数K=64.8,则该反应的△H_____(填“>’’或“<”)O。
(3)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如
图所示:
①上述生产过程的能量转化方式是____________________。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行,碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为___________________。