工业上用闪锌矿(主要成分为ZnS,还含有CdS、Fe2O3等杂质)为原料生产ZnSO4·7H2O的工艺流程如下:(己知Cd的金属活动性介于Zn和Fe之间)
(1)从滤渣A中可获得一种淡黄色非金属单质的副产品,其化学式为 。
(2)浸取过程中Fe2(SO4)3的作用是 ,浸取时Fe2(SO4)3与ZnS发生反应的化学方程式为 。
(3)除铁过程控制溶液的pH在5.4左右,该反应的离子方程式为 。该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装置,其目的是 。
(4)置换法除重金属离子是Cd2+,所用物质C为 。
(5)硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表:
温度/℃ |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
溶解度/g |
41.8 |
54.1 |
70.4 |
74.8 |
67.2 |
60.5 |
从除重金属后的硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作为 、 、过滤、干燥。
Ⅰ:如图所示,甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动,甲中充入2molA和1molB,乙中充入2molC和1molHe,此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应:
2A(g)+B(g)2C(g); 反应达到平衡后,再恢复至原温度。回答下列问题:
(1)达到平衡时,隔板K最终停留在0刻度左侧a处,则a的取值范围是 。
(2)若达到平衡时,隔板K最终停留在左侧刻度1处,此时甲容积为2L,反应化学平衡常数为___________。
(3)若达到平衡时,隔板K最终停留在左侧刻度靠近0处, 则乙中可移动活塞F最终停留在右侧的刻度不大于 ;
Ⅱ:若一开始就将K、F固定,其它条件均不变,则达到平衡时:
(4)测得甲中A的转化率为B,则乙中C的转化率为 ;
(5)假设乙、甲两容器中的压强比用D表示,则D的取值范围是 。
700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):
反应时间/min |
n(CO)/mol |
n(H2O)/ mol |
0 |
1.20 |
0.60 |
t1 |
0.20 |
|
t2 |
0.80 |
依据题意回答下列问题:
(1)反应在t1min内的平均速率为v(H2)= mol·L-1·min-1
(2)保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O,到达平衡时,n(CO2)= mol。
(3)温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
(4)700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入CO(g)、H2O(g) 、CO2(g)、H2(g)的物质的量分别为1.20mol、2.00mol、1.20mol、1.20mol,则此时该反应v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(5)该反应在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是 、 (写出两种)。
(6)若该容器绝热体积不变,不能判断反应达到平衡的是 。
①体系的压强不再发生变化
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
⑥v(CO2)正=v(H2O)逆
甲醇是一种可再生能源,在日常生活中有着广泛的应用.工业上用CO生产燃料甲醇,如:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化.
请回答下列问题:
(1)图1表示使用和未使用催化剂时反应过程和能量的对应关系.下列有关催化剂的说法不正确是
A.降低分子的能量 |
B.增加了活化分子数 |
C.提高了活化分子百分数 |
D.增加了单位体积内的活化分子数 |
(2)从反应开始到建立平衡,该过程中释放 kJ热量.
(3)在T2℃下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,达到平衡状态时,测得C(CO)=0.2mol•L﹣1,则CO的转化率为 .
(4)如图3为常用笔记本电脑所用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图如.电池总反应为2CH3OH+3O2⇌2CO2+4H2O.在电脑的使用过程中,电池的温度往往因为各种原因会升高.温度升高_____________(填:“有利于”或“不利于”)电池将化学能转化为电能.该装置中_____(填:“a”或“B”)为电池的负极,该电极反应式为 .
氯元素是生产生活中常见的非金属元素。
(1)将Cl2通入NaOH溶液中得到以NaClO为有效成分的漂白液,写出该反应的离子方程式 ;不直接用Cl2作漂白剂的原因是 (写出两条)。
(2)使用Cl2为自来水消毒时,会与水中的有机物生成对人体有害的有机氯化物。下列物质中可以替代Cl2为自来水杀菌消毒的是 (填字母序号)。
A.臭氧 | B.NH3 | C.明矾 | D.ClO2 |
(3)生物质混煤燃烧是当今能源燃烧利用的最佳方式之一,但生物质中氯含量较多,燃烧过程中会形成金属氯化物(如NaCl)和Cl2等物质,对金属炉壁造成腐蚀。
①NaCl和Cl2中化学键的类型分别是 和 。
②燃煤过程中生成的SO2会与NaCl等物质发生反应,生成硫酸盐和Cl2。若生成Cl2 22.4 L(标况)时转移电子数为4×6.02×1023,该反应的化学方程式是 。
③已知:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH1 = -196.46 kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l)ΔH2 = -285.84 kJ·mol-1
Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g)ΔH3 = -184.60 kJ·mol-1
在催化剂作用下,用H2O2(l)可除去上述燃烧过程中产生的Cl2。依据上述已知反应,写出该反应的热化学方程式: 。
(1)对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题,在恒温恒容的甲容器、恒温恒压的乙容器中分别进行合成氨反应,如下图(图中所示数据均为初始物理量)。t分钟后反应均达到平衡,生成NH3均为0.4mol(忽略水对压强的影响及氨气的溶解)。
①判断甲容器中的反应达平衡的依据是 .(填写相应编号)
A.压强不随时间改变 |
B.气体的密度不随时间改变 |
C.c(N2)不随时间改变 |
D.单位时间内生成2molNH3的同时消耗1molN2 |
E.单位时间内断裂3 mol H-H键,同时断裂6 mol N-H键
②该条件下甲容器中反应的平衡常数K=
③该条件下,若向乙中继续加入0.2mol N2,达到新平衡时N2转化率= 。
(2)某甲醇(CH3OH)燃料电池原理如图1所示。
①M区发生反应的电极反应式为_______________________________.
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),则该电解池的总反应离子方程式为: . 假设溶液体积为300mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为______________(忽略溶液体积变化).