材料1.某温度时,在2L密闭容器中有X、Y、Z三种气态物质。实验测得不同时刻各物质的量如下表所示,同时测得至3min时吸收热量75kJ。
t/min |
X/mol |
Y/mol |
Z/mol |
0 |
1.00 |
1.00 |
0.00 |
3 |
0.75 |
0.50 |
0.50 |
5 |
0.65 |
0.30 |
0.70 |
9 |
0.60 |
0.20 |
0.80 |
14 |
0.60 |
0.20 |
0.80 |
(1)写出该反应的热化学反应方程式: 。
(2)该温度下反应的平衡常数K= 。
(3)若该反应的逆反应速率与时间的关系如上图所示,则:
① t2~t3时平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动。
②t4时被改变的外界条件是 (选择一个正确选项)
A.升温 | B.降温 | C.降压 | D.移去部分反应物 E.加入负催化剂 |
材料2.另有实验,利用镁与盐酸或醋酸在不同温度下反应,探究外界条件对反应速率的影响。部分实验用表如下:
实验 编号 |
温度/K |
盐酸浓度 /mol·L-1 |
醋酸浓度/mol·L-1 |
实验目的 |
① |
298 |
0.20 |
|
a.实验①和②,探究温度对反应速率的影响; b.实验①和③,探究浓度对反应速率的影响; c.实验④⑤,探究温度对镁与盐酸反应和镁与醋酸反应速率的影响,哪个更大一些。 |
② |
308 |
0.20 |
|
|
③ |
298 |
0.40 |
|
|
④ |
|
0.20 |
0.20 |
|
⑤ |
|
|
|
(4)请完成上工作表(填写实验④⑤的空格)。
(5)上表实验①中,镁条消失的时间为20s。实验过程中,镁条剩余质量与时间关系图如图。
Ⅰ. 假设反应过程中盐酸体积不变,则要计算该反应的速率v(HCl),尚缺少的数据是 。
Ⅱ.若反应温度每升高10℃,反应速率增大到原来的2倍;温度相同时,醋酸是相同浓度盐酸平均速度的1/2,请在图中大致画出“实验②”、“实验④中醋酸实验”的镁条质量与时间关系曲线,并用②或④注明曲线代表的实验(假设实验中所用镁完全相同,且镁均能完全溶解)。
亚氯酸钠(NaClO2)是重要漂白剂,探究小组开展如下实验,回答下列问题:
实验Ⅰ:制取NaClO2晶体按如下图装置进行制取。
已知:NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O,高于38℃时析出NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
(1)装置C的作用是 ;
(2)已知装置B中的产物有ClO2气体,则装置B中反应的方程式为 ;装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为 ;反应后的溶液中阴离子除了ClO2﹣、ClO3﹣、Cl﹣、ClO﹣、OH﹣外还可能含有的一种阴离子是 ;检验该离子的方法是 ;
(3)请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤.
①减压,55℃蒸发结晶;② ;③ ;④ 得到成品.
(4)如果撤去D中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是 ;
实验Ⅱ:样品杂质分析与纯度测定
(5)测定样品中NaClO2的纯度.测定时进行如下实验:
准确称一定质量的样品,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,在酸性条件下发生如下反应:ClO2﹣+4I﹣+4H+=2H2O+2I2+Cl﹣,将所得混合液稀释成100mL待测溶液。取25.00mL待测溶液,加入淀粉溶液做指示剂,用c mol•L﹣1 Na2S2O3标准液滴定至终点,测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL(已知:I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣)。请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为 。
锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2,其工艺流程图如下。
已知:GeO2是两性氧化物;GeCl4易水解,沸点86.6℃
(1)第①步滤渣主要成分有 (填化学式),实验室萃取操作用到的玻璃仪器有 。
(2)第③步萃取时,锗的萃取率与V水相/V有机相(水相和有机相的体积比)的关系如下图所示,从生产成本角度考虑,较适宜的V水相/V有机相的值为 。
(3)第④步加入盐酸作用 (答两点即可)。
(4)第⑤步反应的化学方程式 。
(5)检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的操作是 。
冰晶石(Na3 AlF6)难溶于水,广泛应用于铝的冶炼。工业上用萤石(CaF2)为原料生产Na3 AlF6:
回答下列问题:
(1)在铝的冶炼中,Na3AlF6的作用是 。
(2)煅烧时总反应的化学方程式为,用水浸取后残渣的主要成分是
(3)煅烧后的固体在浸取前进行粉碎的目的是 ,为达到相同目的,常温浸取时还可采取的措施是 。
(4)写出向NaF溶液中加入硫酸铝溶液发生反应的离子方程式:__ __。NaF溶液呈碱性,用离子方程式表示其原因: ,因此在按化学计量加入硫酸铝溶液前,需先用硫酸将NaF溶液的pH下调至5左右,否则可能产生副产物
(5)97.5 kg含CaF2 80%萤石(杂质不含氟元素)理论上可生产Na3 AlF6 kg(设生产过程中的每一步含氟物质均完全转化)。
莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]在定量分析中常用作标定高锰酸钾等溶液的标准物质,还用作化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等。回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验莫尔盐晶体强热时的分解产物。装置C中可观察到的现象是___ _,由此可知莫尔盐晶体分解的产物中有 。装置B的主要作用是 。
(2)乙组同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还含有SO3 (g)、SO2 (g)及N2。为进行验证,选用甲组实验中的装置A和下图所示的部分装置进行实验。
①乙组同学的实验中,装置依次连接的合理顺序为A、___ _。
②装置D中足量盐酸的作用是 ;含有SO3的实验现象是 ;含有SO2的实验现象是_______________________
(3)设计实验证明:
①莫尔盐是否已氧化变质。 。
②莫尔盐可用于标定高锰酸钾溶液的浓度(并写出相应的离子方程式)。 。
NH3及其盐都是重要的化工原料。
(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为 、 、 (填字母)。
(2)恒定温度下在特制的密闭真空容器中充入2molNH3、1molCO2,发生反应制备氨基甲酸铵 2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)(假设固体试样体积忽略不计)。若容器体积不变,可以判断该反应已经达到化学平衡的是 (填字母)。
A.υ(NH3)= 2υ(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
上述反应达到平衡后,若在恒温下压缩容器体积,重新达平衡后混合气体中NH3的体积分数 (填“增加”、“减小”或“不变”)。
(3)铵盐在水溶液中建立如下水解平衡:NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl,研究表明,浓度、温度、pH均对铵盐水解程度(即上述反应中中NH4Cl的转化率)产生影响。某兴趣小组探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
试剂与仪器:固体NH4Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度)。
设计实验方案,pH为拟测定的数据,表中V(溶液)表示所配制NH4Cl溶液的体积。
物理量 实验序号 |
V(溶液)/mL |
NH4Cl /g |
温度/℃ |
pH |
… |
1 |
100 |
m |
T1 |
… |
|
2 |
100 |
m |
T2 |
… |
|
3 |
100 |
2m |
T2 |
… |
请分析,实验1、2的目的是探究 对溶液中NH4Cl水解程度的影响,实验2、3的目的是探究 对溶液中NH4Cl水解程度的影响。