对于一个化学反应的研究需要从反应条件、限度、速率、定量关系等因素进行综合分析,下列是关于化学反应的系列研究,请根据相关信息回答问题。
⑴关于反应物之间的定量关系的研究:
已知反应:Br2 +2Fe2+=2 Br -+2Fe3+,向10 mL0 .1mol/L的Fe Br2溶液中通入0 .003mol Cl2,该反应的离子方程式为
⑵关于反应速率、限度的研究:
①已知298K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,在氯化镁溶液中加入一定量的烧碱,测得pH=13.0,则此温度下残留在溶液中的c(Mg 2+)=
②科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。
一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级的Cu2O并通入0 .1mol水蒸气,发生反应:
2 H2O(g)
2 H2(g) + O2(g)△H=+484kJ· mol-1,不同时段产生O2的量见下表:
时间/min |
20 |
40 |
60 |
80 |
n(O2)/mol |
0.0010 |
0.0016 |
0.0020 |
0.0020 |
则前20min的反应速率v(H2O)= ;达到平衡时,至少需要吸收的光能为 kJ。
③向某密闭容器中加入0 .3molA、0 .1molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如下图中甲图所示。附图中乙图为t2时刻后改变容器中条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都只改变一种条件。已知t3~t4为使用催化剂,甲图中t0~t1阶段c (B)未画出。请回答:
Ⅰ:t4~t5阶段改变的条件是 t5~t6阶段改变的条件是
Ⅱ:B的起始浓度为 ,该反应方程式为
某种镁矿石的主要成分是碳酸镁,还含有较多的脉石(SiO2)和少量石灰石。图1所示是利用该镁矿石制备七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)的工艺流程:
图1
已知CaSO4和MgSO4的溶解度曲线如图2所示:
根据以上信息回答下列问题:
(1)写出步骤①中碳酸镁与硫酸发生反应的化学方程式
。
(2)上述流程中多次用到了过滤操作,实验室过滤时需要用到的玻璃仪器是玻璃棒、烧杯和 。
(3)沉淀A的成分是SiO2和部分硫酸钙,过滤Ⅰ后得到的滤液中的溶质除了MgSO4还有 。
(4)步骤④趁热过滤的作用是 。
(5)步骤⑦的操作名称是 。
某校研究性学习小组同学对经初步净化处理的浓缩海水(主要含NaCl和MgSO4)进行研究。
(1)实验时若需要配制1 000 mL 0.20 mol·L-1NaOH溶液,则需要称量固体NaOH的质量为 g。
(2)取初步净化处理的浓缩海水100 mL,加入200 mL 0. 20 mol·L-1NaOH溶液,恰好把其中的Mg2+完全沉淀,则浓缩海水中Mg2+的物质的量浓度为 。
(3)研究小组同学把上述沉淀完全转化为无水MgCl2,并在熔融状态下进行电解,可得标准状况下Cl2的体积为 L。
镁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用,试回答下列问题:
(1)常用作耐火材料的镁的化合物与盐酸反应的化学方程式为 。
(2)在军事上金属镁可以用于制造信号弹和焰火,其反应原理用化学方程式可以表示为 。
(3)Mg(OH)2是治疗胃酸过多药品的重要成分之一,其反应原理用离子方程式可以表示为 。
下列是某无色水样成分的检验,已知该水样中只可能含K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Ca2+、C、S
、Cl-中的若干种离子,该小组同学取100 mL水样进行实验:向样品中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1 mol·L-1硝酸,实验过程中沉淀质量的变化如下图所示:
(1)水样中一定含有的阴离子是 ,其物质的量浓度之比为 。
(2)写出BC段曲线所表示反应的离子方程式:
。
(3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为 。
(4)试根据实验结果推测K+是否存在? (填“是”或“否”);若存在,K+的物质的量浓度c(K+)的范围是 (若K+不存在,则不必回答)。
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:(写出实验步骤、现象和结论)
。
X、Y、Z三种物质有如下转化关系:
(1)根据上述转化关系,写出下列物质的化学式:
X 、Y 、Z ;试剂甲 ,试剂乙 。
(2)写出上述各步反应①~⑤的离子方程式:
① ;
② ;
③ ;
④ ;
⑤ 。