亚磷酸(H3PO3)是二元酸,与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3。
(1)PCl3水解可制取亚磷酸:PCl3+3H2O===H3PO3+________。
(2)H3PO3溶液中存在电离平衡:H3PO3H++H2PO3—。
①某温度下,0.10 mol·L-1的H3PO3溶液pH=1.6,即溶液中c(H+)=2.5×
10-2 mol·L-1。求该温度下上述电离平衡的平衡常数K,写出计算过程。(H3PO3的第二步电离忽略不计,结果保留两位有效数字)
②根据H3PO3的性质可推测Na2HPO3稀溶液的pH________7(填“>”“=”或“<”)。
(3)亚磷酸具有强还原性,可使碘水褪色。该反应的化学方程式为________。
(4)电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸,装置示意图如下:
①阴极的电极反应式为________________________;
②产品室中反应的离子方程式为_____________________。
以天然气为原料合成氨是当下主流合成氨方式,其过程简示如下:
(1)甲烷脱硫的主要目的是 。
(2)甲烷一次转化发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
。在20L的密闭容器中充入CH4(g)、H2O(g)各1mol,CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。压强P1 (选填>、<、=)P2;若3min后在150℃、压强为P2时达到平衡,平均反应速率v(H2)= 。
(3)传统的化学脱碳法是用热碳酸钾溶液洗气,用什么方法可以使洗气后的碳酸钾溶液再生以循环使用? 。
铜洗能较彻底脱碳脱硫。醋酸亚铜溶于过量氨水形成的铜洗液,可吸收H2S、O2、CO、CO2等,该铜洗液吸收CO2的化学方程式: 。
(4)n(N2):n(H2)="1" : 3原料气进入合成塔,控制反应条件之外采取什么措施提高原料气利用率? 。
(5)NaCl、NaBr、NaI混合溶液中滴入AgNO3溶液至c(Ag+)=0.07 mol·L-1,溶液中浓度比
c(Cl-):c(Br-):c(I-)= : :1。
AgCl |
AgBr |
AgI |
|
Ksp |
2×10-10 |
5×10-13 |
1×10-16 |
X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,X元素的族序数是周期序数的2倍;Y的单质在空气中燃烧生成一种淡黄色的固体;Z元素最高化合价与最低化合价绝对值之差等于4;W元素在周期表中位于非金属性最强的元素下方。请回答:
(1)X元素在周期表中的位置是 ;W-离子的结构示意图为 。
(2)X元素可形成多种气态氢化物,其中相对分子质量为26的气态氢化物的电子式为 ;25℃、101kPa时该气态氢化物热值为5×104kJ•kg-1,则其标准燃烧热为 。
(3)写出一种适宜实验室制取W单质的离子方程式: 。
(4)室温时金即可溶于王水(浓盐酸和浓硝酸混合物)生成HAuCl4,若反应过程中消耗的氧化剂与还原剂物质的量相等,则该化学方程式为 。
市售一次电池品种很多,碱性锌锰电池在日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重新处理,可以获得MnO2及其他副产品,其工艺流程如下:
已知:“锰粉”的主要成分有MnO2、Zn(OH)2、MnOOH、碳粉,还含有少量铁盐和亚铁盐。常温下,生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
物质 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Zn(OH)2 |
Mn(OH)2 / Mn(OH)3 |
开始沉淀pH |
2.7 |
7.6 |
5.7 |
8.3 |
完全沉淀pH (c≤1.0×10-5mol/L) |
3.7 |
9.6 |
8.0 |
8.8 |
(1)加入NaOH溶液调节pH=8.0,目的是______________________________;计算常温下Zn(OH)2的溶度积常数Ksp[Zn(OH)2]=____________________。
(2)写出滤液2中的Mn2+变成MnO2的离子方程式_______________________________。
(3)写出滤渣B与稀硫酸在pH=5时反应的化学方程式______________________________。
(4)工艺中还可以将滤液4进行_____________、_____________、_____________、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。
(5)MnO2常用来制取KMnO4。在一定条件下将MnO2氧化为K2MnO4,然后用铁作阴极、铂作阳极电解K2MnO4溶液得到KMnO4。电解K2MnO4溶液的总反应方程式为______________________。
氮气化学性质很稳定,可以通过氮的固定将空气中的氮气转化氮的化合物。氮的化合物可用于进一步合成化肥、炸药以及合成树脂等。
(1)写出氮分子的电子式______________。
(2)人工合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol,在一定条件下的恒容密闭容器中,该反应达到平衡,要提高N2的转化率,可以采取的措施是________(填序号)。
A.分离出NH3 |
B.加入催化剂 |
C.升高温度 |
D.增加N2的浓度 |
E.增加H2的浓度
(3)氨的接触氧化制取硝酸的过程中,900℃时,氨氧化反应阶段可能发生的反应有
编号 |
热化学方程式 |
平衡常数 |
Ⅰ |
4NH3(g)+5O2(g)![]() |
K1=1×1053 |
Ⅱ |
4NH3(g)+3O2(g)![]() |
K2=1×1065 |
Ⅲ |
2NO(g)![]() |
K3 |
反应Ⅲ的△H3=____________(用△H1、△H2表示);反应Ⅱ的平衡常数的表达式K2=__________;
该温度下K3的计算结果为__________。
(4)催化反硝法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝法中,H2能将NO3-还原为N2。25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。反应的离子方程式为____________________________;其平均反应速率为v(NO3-)______________mol/(L•min)。
(5)实验室用下图所示装置制取NH3。若将收集NH3的试管改为集气瓶且瓶口向上排空气法收集NH3,并确保不污染环境,请画出其气体收集装置和尾气吸收装置,标出所用试剂(自选)名称。
(14分)甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
请回答下列问题:
(1)制备合成气:将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应(i);CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。
①已知100℃时达到平衡的时间为5min,则从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为:v(H2)=。
②图中p1p2(填“<”、”“>”或“=”)。
③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应如下:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为。
(2)合成甲醇:在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下,向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应(ii),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图2所示。
①反应(ii)需在(填“高温”或“低温”)才能自发进行。
②据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2 有利于维持Cu2O的量不变,原因是(用化学方程式表示)。
③在500℃恒压条件下,请在图2中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图。
(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)
科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是(填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是。