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2 mol SO2和1 mol O2,乙中充入2 mol SO3和1 mol He,此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应达到平衡后,再恢复至原温度,回答下列问题:
(1)若固定隔板K,能表示甲容器中一定达到化学平衡的是
A.甲中气体的总压强不变 | B.各气体的物质的量浓度不变 |
C.混合气体的平均摩尔质量不变 | D.混合气体的密度不变 |
E.反应速率v(SO2)=v(SO3)
(2)达到平衡后隔板K是否可能处于0刻度 ________(填“可能”或“不可能”)。若K最终停留在0刻度左侧a处,则a一定小于________。
(3)若平衡时,K最终停留在左侧刻度1处,则甲中SO3的物质的量为________mol,乙中SO3的转化率________50%(填“>”、“<”或“=”),活塞F最终停留在右侧刻度______处(填下列序号:①<6 ②>6 ③=6)。
(4)若一开始就将K、F固定,其他条件均不变,甲平衡后压强变为开始压强的0.8倍,则甲、乙都达到平衡后,两容器的压强之比为P甲:P乙=
某科研小组设计出利用工业废酸(稀H2SO4)来浸取某废弃的氧化铜锌矿的方案,实现废物综合利用,方案如下图所示。
已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。
离子 |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
Fe2+ |
6.34 |
9.7 |
Fe3+ |
1.48 |
3.2 |
Zn2+ |
6.2 |
8.0 |
请回答下列问题:
(1)在“酸浸”步骤中,为提高浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是。
(2)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,则相同温度下:Ksp(CuS)Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。
(3)物质A最好使用下列物质中的。
A.KMnO4 B.空气 C.HNO3 D.NaClO
(4)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在范围之间。
(5)物质B可直接用作氮肥,则B的化学式是。
(6)除铁后得到的Fe(OH)3可用KClO溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂——K2FeO4,写出该反应的离子方程式。
将含镁、钾的盐湖水蒸发,最后得到的产物中含光卤石(xKCl·yMgCl2·zH2O)。它在空气中极易潮解,易溶于水,是制造钾肥和提取金属镁的重要原料,其组成可通过下列实验测定。
①准确称取5.550 g样品溶于水,配成100 mL溶液。
②将溶液分成二等份,在一份中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.580 g。
③在另一份溶液中加入足量的硝酸酸化的AgNO3溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体4.305 g。
(1)步骤②中检验白色固体已洗净的方法是。
(2)已知某温度下Mg(OH)2的Ksp = 6.4×10-12,当溶液中c(Mg2+)≤1.0×10-5 mol·L-1可视为沉淀完全,则应保持溶液的OH-的浓度≥mol·L-1。
(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。
聚合氯化铝是一种新型净水剂,其中铝的总浓度(用AlT表示)包括三类‘“主要为Al3+的单体形态铝总浓度(用Ala表示);主要为[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的中等聚合形态铝总浓度(用Alb表示)和Al(OH)3胶体形态铝总浓度(用A1c表示)。
(1)一定条件下,向1.0 mol/LAlCl3溶液中加入0.6 mol/L的NaOH溶液,可制得Alb含量约为86%的聚合氯化铝溶液。写出生成[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的离子方程式:_____________________。
(2)用膜蒸馏(简称MD)浓缩技术将聚合氯化铝溶液进行浓缩,实验过程中不同浓度聚合氯化铝中铝形态分布(百分数)如下表:
AlT/(mol·L-1) |
Ala/% |
Alb/% |
A1c/% |
0.208 |
1.4 |
86.6 |
12.0 |
0.489 |
2.3 |
86.2 |
11.5 |
0.884 |
2.3 |
88.1 |
9.6 |
1.613 |
3.1 |
87.0 |
9.9 |
2.520 |
4.5 |
88.2 |
7.3 |
①在一定温度下,AlT越大,pH(填“越大”、“越小”或“不变”)。
②如将AlT =" 2.520" mol·L-1的聚合氯化铝溶液加水稀释,则稀释过程中主要发生反应的离子方程式:。
③膜蒸馏料液温度对铝聚合形态百分数及铝的总浓度的影响如图20—1。当T>80℃时,AlT显著下降的原因是。
(3)真空碳热还原一氧化法可实现由铝土矿制备金属铝,相关反应的热化学方程式如下:
①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s) = 3AlCl(g)+3CO(g)△H1 =" a" kJ·mol-1
②3AlCl(g) =" 2Al(l)+" AlCl3(g)△H2 =" b" kJ·mol-1
则反应Al2O3(s)+ 3C(s) =" 2Al(l)+" +3CO(g)△H = kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。反应①常压下在1900℃的高温下才能进行,说明△H0(填“>”“=”或“<”)。
(4)一种铝空气电池结构如图20-2所示,写出该电池正极的电极反应式。
一水草酸钙(CaC2O4·H2O)可用作分离稀有金属的载体。其制备方法如下:
步骤I:用精制氯化钙稀溶液与草酸溶液共热反应,过滤,将固体溶于热盐酸中。
步骤Ⅱ:加氨水反应得一水草酸钙沉淀,过滤,热水洗涤,在105℃干燥得产品。
(1)写出步骤Ⅱ发生反应的化学方程式。
(2)已知CaC2O4·H2O的Ksp = 2.34×10-9,为使步骤Ⅱ溶液中c(C2O42-)≤1×10-5 mol·L-1,c(Ca2+)的范围为。
(3)为研究一水草酸钙的热分解性质,进行如下实验:准确称取36.50g样品加热,样品的固体残留率()随温度的变化如下图所示。
①300℃时残留固体的成分为,900℃时残留固体的成分为。
②通过计算求出500℃时固体的成分及质量。(写出计算过程)
人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
I.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实验氮的固定一电解法合成氨,大大提高了氮气和氢气的转化率。
总反应式为:N2+3H22NH3
则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入_________极(填“阴”或“阳”) ;
向另一电极通入N2,该电极的反应式为__________________________。
II.据报道,在一定条件下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,主要产物为NH3相应的反应方程式为:2N2(g)+6 H2O (g)4NH3(g)+3O2(g)△H=Q①
(1)上述反应的平衡常数表达式为_______________。
(2)取五份等体积N2和H2O的混合气体(物质的量之比均为1:3), 分别加 入体积相同的恒容密闭容器中,在温度不相同的情况下发生反应,反应相同时间后,测得氮气的体积分数与反应温度T的关系曲线如下图所示,则上述反应的Q________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)若上述反应在有催化剂的情况下发生,则下图所示的a、b、c、d四条曲线中,能表示反应体系能量变化的是_______(填字母代号),图中△H绝对值为1530kJ·mol-1。
III.目前工业合成氨的原理是: N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-93.0kJ/mol②
回答下列问题:
(1)结合II中的数据,则2H2(g)+ O2(g)="2" H2O (g)的△H=___________。
(2)在一定温度下,将1molN2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8mol。
①达平衡时,H2的转化率______________。
②在相同条件下,若起始时只将NH3置于该容器中,达到平衡状态时NH3的转化率
为时,则起始时NH3的物质的量
_________mol。