工业废水随意排放会造成严重污染,根据成分不同可采用不同的处理方法。
(1)电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2。
①请用离子方程式说明上述除杂的原理 。
②FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中,能够产生沉淀的是 (填序号)
A.Ba(NO3)2 | B.BaCl2 | C.Ba(OH)2 | D.溶有NH3的BaCl2溶液 |
③若将足量SO2气体通入0.2 mol·L-1的NaOH溶液,所得溶液呈酸性,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(2)采用电解法处理含有Cr2O72-的酸性废水,在废水中加入适量NaCl,用铁电极电解一段时间后,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,从而降低废水中铬元素的含量。若阳极用石墨电极则不能产生Cr(OH)3沉淀,用必要的化学语言说明原因___________________。
(3)废氨水可以转化成氨,氨再设计成碱性燃料电池。如图是该燃料电池示意图,产生的X气体可直接排放到大气中。a电极作 极(填“正”“负”“阴”或“阳”),其电极反应式为 ;T℃下,某研究员测定NH3·H2O的电离常数为1.8×10-5,NH4+的水解平衡常数为1.5×10-8(水解平衡也是一种化学平衡,其平衡常数即水解常数),则该温度下水的离子积常数为 ,请判断T 25℃(填“>”“<”“=”)。
氯气的制取按照传统的方法,一般采用浓盐酸与MnO2共热来制备氯气,但是这种方法制过程中存在缺陷。某学习小组采用新的方法来制备氯气并进行性质实验。
Ⅰ.实验仪器及药品:
a.实验仪器:玻璃片、表面皿(顶部贴有湿润的蓝色石蕊试纸和干燥的石蕊试纸)、胶头滴管等
b.实验药品:KMnO4晶体、浓HCl、KBr溶液、淀粉溶液、KI溶液、FeSO4溶液、NaOH溶液、酚酞、KSCN溶液、AgNO3溶液、湿润的蓝色石蕊试纸和干燥的石蕊试纸。
Ⅱ.实验方法及图示:
①在玻璃片上分别滴加KBr溶液、FeSO4溶液、NaOH稀溶液、KI溶液、AgNO3溶液。
②在KI溶液中滴加一滴淀粉溶液
③FeSO4溶液中滴加一滴KSCN溶液
④NaOH稀溶液中滴加一滴酚酞溶液
⑤在以上溶液分布的中心放置一块KMnO4晶体,然后滴加2-3滴浓盐酸,迅速盖上表面皿。并观察实验现象。
(1)该反应实验原理:2KMnO4+ 16HCl ="2KCl" +2MnCl2 +5Cl2↑+ 8H2O
该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ;
(2)实验时反应一段时间后可以观察到KBr溶液由无色变为 色,其离子反应方程式为 ;
(3)滴有KSCN溶液的FeSO4溶液呈 色,其离子反应方程式为 、 ;
(4)滴加淀粉溶液的KI溶液呈 色,湿润的蓝色石蕊试纸的变化为 ,干燥的石蕊试纸的变化为 。
黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可以制备硫及铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是 (填元素符号)。
(2)上述冶炼过程中产生大量SO2。下列处理方案合理的是 (填代号)。
a.高空排放 b.用于制备硫酸
c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3d.用浓硫酸吸收
(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、Al2O3及不溶于强酸的SiO2)可制备Fe2O3。
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得。
据以上信息回答下列问题:
a.除去Al3+的离子方程式是 。
b.步骤②中滤液氧化的目的是 。
c.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂:稀盐酸稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液碘水
所选试剂为 。
证明炉渣中含有FeO的实验现象为 。
实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气
候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减
排的总体要求。试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知某反应的平衡常数表达式为:,它所对应反应的化学方程式为 。
(2)煤化工通常通过研究不同温度下的平衡常数以解决各种实际问题。已知等体
积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
该反应的平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常数K |
9.94 |
9 |
1 |
①该反应的化学平衡常数表达式为K = 。
②该反应的正反应方向是 反应(填“吸热”或“放热”);
③若在500℃时进行,设CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化为 。
④800℃时,在固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度为:c(CO)=0.01mol/L,c(H2O)=0.03mol/L,
c(CO2)=0.01mol/L,c(H2)=0.05mol/L,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率 (填“大”、“小”或“不能确定”)。
(3)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示:
又已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH="-99" kJ·mol-1,
请回答下列问题:①图中E1、E2分别表示 、 ,E3的大小对该反应的反应热 (填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点 (填“升高”或“降低”)△H (填“变大”、“变小”或“不变”),理由是____________________。
②图中△H= kJ·mol-1。
在一定条件下xA+yBzC达到平衡时,请填写:
(1)若A、B、C都是气体,在减压后平衡向逆反应方向移动,则x、y、z关系是___________________。
(2)已知B、C是气体,现增加A的物质的量,平衡不移动,说明A是_________________(填状态)。
(3)若容器容积不变,加入气体B,气体A的转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)若加热后,C的百分含量减小,则正反应是___________反应(填“放热”或“吸热”)。
(5)若容器容积不变,且A、B、C都是气体,向容器中充入稀有气体,则 。
A.化学平衡向正反应方向移动 B.化学平衡向逆反应方向移动
C.化学平衡不移动 D.反应停止
氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
(1)氢气燃烧热值高。实验测得,在常温常压下1gH2完全燃烧生成液态水,放出142.9kJ热量。则表示H2燃烧热的热化学方程式为___________ 。
又已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol,则氨在空气中燃烧生成液态水和氮气时的热化学方程式为 。
(2)氢气是合成氨的重要原料。
①当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变 N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如下图一所示。
图中t1时引起平衡移动的条件可能是 ,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间
是 。
②温度为T℃时,将2a molH2和a molN2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%。则反应
的平衡常数为 。
③氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。对于反应:N2O4(g)2NO2(g) △H﹥0,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积
分数随压强变化曲线如下图二所示。
下列说法正确的是 。
a.A、C两点的反应速率:A﹤C
b.A、C两点的气体颜色:A浅,C深
c.B、C两点的气体平均相对分子质量:B﹤C
d.A、C两点的化学平衡常数:A﹥C
e.由状态B到状态A,可以用加热的方法