钢铁生产中的尾气易造成环境污染,清洁生产工艺可消减污染源并充分利用资源。已知:
①3Fe2O2(s)+CO(g)2Fe3O2(s)+CO2(g) △H=—47kJ/mol
②Fe3O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) △H=—25kJ/mol
③Fe3O\4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) △H=+19kJ/mol
(1)试计算反应:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的△H= 。已知1092℃该反应的平衡常数为0.357,则1200℃时该反应的平衡常数 0.357(填“>”“=”或“<”),在1L的密闭容器中,投入7.2gFeO和0.1molCO2加热到1092℃并保持该温度,反应达平衡后,气相中CO气体所占的体积分数为 。
(2)炼钢尾气净化后,可直接作熔融碳酸盐燃料电池(工作原理如右图)的燃料,则负极的电极反应为 。
(3)转炉炼钢,尾气中CO体积分数达58%—70%,某钢厂先用NaOH吸收CO生成甲酸钠,再吸收SO2生成保险粉(Na2S2O3),试写出甲酸钠和氢氧化钠混合溶液与SO2生成保险粉同时生成二氧化碳的化学方程式 。
(4)在550—650℃时,尾气烟尘中的Fe2O3与CO及H2气体可用于合成炼钢原料Fe3C,该反应的化学方程式为 。
(5)目前我国大多数企业是将CO转换为H2,然后用H2与N2反应合成氮,若收集到3360m2尾气,其中CO体积分数为60%,由于循环操作,假定各步转化率均为100%,理论上可获得NH3 1。
工业上生产硫酸的流程图如下:请回答下列问题:
(1)早期生产硫酸以黄铁矿为原料,但现在工厂生产硫酸以硫黄为原料,理由是。
(2)在气体进入催化反应室前需净化的原因是。
(3)在催化反应室中通常使用常压,在此条件下SO2的转化率为90%。但是部分发达国家采取高压条件下制取SO3,采取加压措施的目的除了加快反应速率外,还可以,从而提高生产效率。
(4)工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染,废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理:。
(5)除硫酸工业外,还有许多工业生产。下列相关的工业生产流程中正确的是。
A.海水提溴:海水浓缩![]() ![]() |
B.海水提镁:海滩贝壳![]() ![]() ![]() |
C.工业制硝酸:空气![]() ![]() |
D.工业合成氨:天然气![]() ![]() ![]() |
随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g) ⊿H= -574 kJ·mol-1
②CH4(g) +4NO(g)=2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)⊿H=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式 。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为 。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度/mol·L-1
时间/min |
NO |
N2 |
CO2 |
||
0 |
1.00 |
0 |
0 |
||
10 |
0.58 |
0.21 |
0.21 |
||
20 |
0.40 |
0.30 |
0.30 |
||
30 |
0.40 |
0.30 |
0.30 |
||
40 |
0.32 |
0.34 |
0.17 |
||
50 |
0.32 |
0.34 |
0.17 |
①10min~20min以v(CO2) 表示的反应速率为 。
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为 (保留两位小数)。
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”) 。
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是 (填序号字母)。
A.容器内压强保持不变 B.2v正(NO)=v逆(N2)
C.容器内CO2的体积分数不变D.混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是 。请在右图中画出30min至40min的变化曲线。
铜是生物必需的微量元素,也是人类最早使用的金属之一。铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响。
(1)写出铜与稀硝酸反应的化学方程式____________________________________________________。
(2)为了保护环境和节约资源,通常先用H2O2和稀硫酸的混合溶液溶出废旧印刷电路板中的铜,最终实现铜的回收利用。写出溶出铜的离子方程式__________________________________________________。
(3)工业上以黄铜矿为原料,采用火法溶炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+ Cu2S6Cu+SO2,该反应的氧化剂是___________________;当生成19.2gCu时,反应中转移的电子为____________mol。
(4)铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈,铜诱的主要成分为Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。试写出上述过程中负极的电极反应式__________________________。
(5)研究性学习小组用“间接碘量法”测定某试样中CuSO4·5H2O(不含能与I-反应的氧化性杂质)的含量。取ag试样配成100mL溶液,每次取25.00mL,滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成。写出该反应的离子方程式________________________________________。继续滴加KI溶液至沉淀不再产生,溶液中的I2用硫代硫酸钠标准溶液滴定,发生反应的化学方程式为:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,平均消耗cmol/L的Na2S2O3溶液VmL。则试样中CuSO4·5H2O的质量分数为____________。
1886年,德国夫赖堡(Frieberg)矿业学院的一位教授在分析夫赖堡附近发现的一种新矿石(以X表示,X为整比化合物)的时候,发现其中有一种当时未知的新元素(以Y表示,在X中Y的化合价为+4),并通过实验验证了自己的推断。经分析,X中含有银元素(化合价为+1)和硫元素(化合价为-2),其中Ag的质量分数为76.53%。在氢气流中加热X,可得到Ag2S、H2S和Y的低价硫化物(Y的化合价为+2)。如果在200℃和100kPa条件下完全转化16.0g的X需要0.557L的氢气。根据上面的描述:
(1)计算Y的摩尔质量并指出Y在元素周期表中的位置
(2)写出X的化学式
(3)写出氢气和X反应的化学方程式
Ⅰ.现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱,部分工艺流程如下:
已知NaHCO3在低温下溶解度较小。
反应Ⅰ:NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,处理母液的两种方法:
(1)向母液中加入石灰乳,可将其中________循环利用。
(2)向母液中通入NH3,加入细小的食盐颗粒并降温,可得到NH4Cl晶体。试写出通入NH3后,溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式 ___________。
Ⅱ.某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及下图所示装置制取NaHCO3,然后再将NaHCO3制成Na2CO3。
(1)装置丙中冷水的作用是;
(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有_______、洗涤、灼烧。NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为;
(3)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1 min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究。
取加热了t1 min的NaHCO3样品29.6 g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如图所示。
则曲线a对应的溶液中的离子是___________(填离子符号下同);曲线c对应的溶液中的离子是___________;该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是; 21
(4)若取21.0 g NaHCO3固体,加热了t2 rnin后,剩余固体的质量为l4.8 g。如果把此剩余固体全部加入到200 mL 2 mol•L—1的盐酸中,则充分反应后溶液中H+ 的物质的量浓度为____________(设溶液体积变化忽略不计)