化合物A、B是中学常见的物质,其阴阳离子只能从下表中选择:
阳离子 |
K+、Na+、Fe2+、Ba2+、NH4+、Ca2+ |
阴离子 |
OH-、NO3—、I-、HCO3—、AlO2—、HSO4— |
(1)若A、B的水溶液均为无色,且A的水溶液呈强酸性,B的水溶液呈强碱性。混合后产生不溶于稀硝酸的白色沉淀及能使红色石蕊试纸变蓝的气体。
①B的化学式为________________。
②A、B溶液混合加热反应的离子方程式为________。
(2)若A的水溶液呈浅绿色,B的水溶液无色且其焰色反应为黄色。向A的水溶液中加入稀盐酸无明显现象,再加入B后溶液变黄,但A、B的水溶液混合亦无明显变化。则
①A的化学式为____________________。
②经分析上述过程中溶液变黄的原因可能有两种(用离子方程式表示):
i________________________________;ii_______________________________,
③请用一简易方法证明上述溶液变黄的原因:________。
④利用溶液变黄原理,将其设计成原电池,若电子由a流向b(a、b均为石墨电极),则b极的电极反应式为____________________。
FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
Ⅰ.经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:
①检查装置的气密性;
②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成
④........
⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封
请回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为。
(2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端要使沉积的FeCl3进入收集器,第④步操作是。
(3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)。
(4)装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸收Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂:。
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。
(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为。
(7)电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极的电极反应式为。
(8)综合分析实验Ⅱ的两个反应,可知该实验有两个显著优点:
①H2S的原子利用率为100%;②。
工业上用闪锌矿(主要成分为ZnS,还含有Fe2O3等杂质)为原料生产ZnSO4·7H2O的工艺流程如下:
(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。
甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应I和II,用CH4和H2O为原料来制备甲醇:
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2 (g)……I CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ……II。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100L反应室,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已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为____________________。
②图中的P1_________P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数的值为__________。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3amol H2的混合气体在催化剂作用下,自发反应Ⅱ,生成甲醇。
③该反应的△H____0;若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A.升高温度 | B.将CH3OH(g)从体系中分离 |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.再充入1mol CO和3mol H2 |
④为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号 |
T(℃) |
N(CO)/n(H2) |
P(Mpa) |
i |
150 |
1/3 |
0.1 |
ii |
5 |
||
iii |
350 |
5 |
a.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
b.根据反应II的特点,在给出的坐标图中,画出在5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明压强。
A、B、C、D四种芳香族化合物都是某些植物挥发油中的主要成分,有的是药物,有的是香料。它们的结构简式如下所示:
请回答下列问题:
(1)1 mol B能与含molBr2的溴水反应;C中官能团的名称。
(2)能发生银镜反应的有___________(用A、B、C、D填空)。
(3)①D的一种同分异构体G的结构简式如下:写出G与足量NaOH溶液共热反应的化学方程:。
②D的另一种同分异构体H,其苯环上有两个相邻的取代基,它既能使FeCl3溶液变紫色,又能与NaHCO3溶液反应放出CO2气体,H的结构简式是。
(4)按下图,C经一步反应可生成E,E是B的同分异构体,则反应①属于_______________ (填反应类型名称),写出F的结构简式_______________________。
“富煤、贫油、少气”是我国能源发展面临的现状。随着能源的日益紧张,发展“煤化工”对我国能源结构的调整具有重要意义。下图是煤化工产业链之一。
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出热值很高的煤炭合成气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5 kJ·mol–1①
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3 kJ·mol–1②
则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= _________kJ·mol–1。在标准状况下,33.6 L的煤炭合成气(设全部为CO和H2)与氧气完全反应生成CO2和H2O,反应中转移______mole-。
(2)在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是_______
a.体系压强保持不变
b.密闭容器中CO、H2、CH3OH(g)3种气体共存
c.CH3OH与H2物质的量之比为1:2
d.每消耗1 mol CO的同时生成2molH2
②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。
A、B两点的平衡常数_____(填“前者”、“后者”或“一样”)大;达到A、C两点的平衡状态所需的时间tAtC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是_____________(答出两点即可)。
(3)工作温度650℃的熔融盐燃料电池,是用煤炭气(CO、H2)作负极燃气,空气与CO2的混合气体为正极燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为:CO + H2-4e- + 2CO32-= 3CO2+H2O;则该电池的正极反应式为____________。