中国尿素合成塔(尿塔)使用寿命仅为欧美国家的1/4。为此北京钢铁研究 院对四川泸天化尿塔腐蚀过程进行研究,得出下列腐蚀机理:
(1)H2S来自合成尿素的天然气。在380 K、体积为2 L的密闭容器中,存在如下反应:H2(g)+S(s)H2S(g) △H=+21.6kJ·mol-1。反应达到平衡时H2、S、H2S的物质的量均为3 mol,则380 K时该反应的化学平衡常数为______;下列对该反应分析正确的是______(填字母序号)。
(2)在反应I中发生的化学反应为______。
(3)研究发现反应II是分别以Fe、FeS为电极,以水膜为电解质溶液的电化学腐蚀,其 负
极为______;
已知:Fe(s)+S(s)=FeS(s) △H1=-2.5akJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2=-5akJ·mol-1
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H3=-6akJ·mol-1
则反应II的热化学方程式为_____
(4)已知H2S2O3的K1=2.2×10-1、K2=2.8×10-2。Na2S2O3水溶液呈______性,该溶液中电荷守恒式为_____ ;反应IY的反应类型为______ ;该反应______(填“能”或“不能”) 说明FeS溶解性强于FeS2O3
(5)泸天化尿塔的最终腐蚀产物为______;为了有效防腐,北钢建议泸天化在生产中用 CuSO4溶液“脱硫(H2S)”,其中涉及的离子方程式为
__________________
(12分) NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应:2NaNO2+4HI===2NO↑+I2+2NaI+2H2O。
(1)上述反应中氧化剂是________。
(2)根据上述反应,鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有:①水、②碘化钾淀粉试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋,你认为必须选用的物质有________(填序号)。
(3)某厂废液中,含有2%~5%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是________(填编号)。
A.NaCl | B.NH4Cl | C.HNO3 | D.浓H2SO4 |
(4)请配平以下化学方程式:
Al+NaNO3+NaOH===NaAlO2+N2↑+H2O。若反应过程中转移5 mol e-,则生成标准状况下N2的体积为________L。
(5)在微生物的作用下, NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:
1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是。
(6分)在Na+浓度为0.5 mol·L-1的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子。
现取该溶液100 mL进行如下实验(气体体积均在标准状况下测定)。
序号 |
实验内容 |
实验结果 |
Ⅰ |
向该溶液中加入足量稀盐酸 |
产生白色沉淀并放出标准状况下0.56 L气体 |
Ⅱ |
将Ⅰ的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量 |
固体质量为2.4 g |
Ⅲ |
向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液 |
无明显现象 |
请回答下列问题。(相对原子量:Si 28;S 32)
(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是________。
(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为___________________________。
(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中阴离子的浓度(能计算出的,填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“?”要求写出计算过程)。
(4)判断K+是否存在,若存在,求出其最小浓度,若不存在说明理由:____________________,
(共4分)实验室可以用饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体。
(1)写出制备Fe(OH)3胶体的化学方程式
(2)取烧杯中少量Fe(OH)3胶体置于试管中,向试管中滴加稀盐酸至过量,边滴边振荡,可以看到的现象是。
某化学兴趣小组在实验室条件下以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜(含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质)的提纯,并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。请回答以下问题。
(1)电解时,粗铜应与电源的极相连,阴极上的电极反应式为;电解过程中,硫酸铜的浓度会(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)电解完成后,该小组同学将电解液过滤后对滤液和阳极泥分别进行处理:
①阳极泥的综合利用:稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,请你写出该步反应的离子方程式:。
②Cu的回收、滤液成分及含量的测定:以下是该小组设计的一个实验流程。
在上述流程中空格内填上相应的操作:、;100 mL滤液中Cu2+的浓度为 mol/l,Fe2+的浓度为mol/l。
I.铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及其合金在生产生活中的应用十分广泛。
(1)金属铝的生产是以Al2O3为原料,与冰晶石(Na3A1F6)在熔融状态下进行电解,其阴极电极反应式为,其电极均由石墨材料做成,则电解时不断消耗的电极是(填“阴极”或“阳极”),冰晶石的作用为。
(2)铝电池性能优越,A1-Ag2O电池可用作水下动力电源,化学反应为2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O,则负极的电极反应式为,正极附近溶液的pH(填“变大”“不变”或“变小”)。
已知:①2Al(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(s)△H1=-1390 .8kJ/mol
②4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)△H2=-3339.6kJ/mol
③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221.0kJ/mol
Al2O3(s)+ 3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(s)+3CO(g)的△H=。
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)下图是在一定温度和压强下N2和H2反应生成1 mol NH3过程中的能量变化示意图,请写出合成氨的热化学反应方程式:(ΔH的数值用含字母a、b的代数式表示)。
(2)工业合成氨的反应为在一定温度下,
将一定量的N2和H2通入到体积为1 L的密闭容器中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是。
A.增大压强 | B.增大反应物的浓度 | C.使用催化剂 | D.降低温度 |
Ⅲ.铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题。
(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,有3 m01FeS2参加反应,转移mol电子。
(2)氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”,写出SO2通入氯化铁溶液中反应的离子方程式:。
Ⅳ.锰及其化合物应用越来越广泛,MnO2是一种重要的无机功能材料,制备Mn02的方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液,阳极的电极反应式为。现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnS04溶液,如图所示,铅蓄电池的总反应方程式为,当蓄电池中有4 mol H+被消耗时,则电路中通过的电子的物质的量为,MnO2的理论产量为g。