常温下由三种短周期元素形成的气体单质X、Y、Z,并有下列转化关系(反应条件已略去):
已知:X分子中含共价键最多;甲分子中含10个电子,乙分子含有18个电子。
(1)写出单质X的结构式是__________________________________;
(2)化合物甲的电子式是____________________________________;
(3)化合物丙中存在的作用力是______________________________。
铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用.请回答下列问题:
(一)高炉炼铁过程中发生的主要反应为:Fe2O3(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)
已知该反应在不同温度下的平衡常数 如下:
温度/℃ 1000 1115 1300
平衡常数 4.0 3.7 3.5
(1)该反应的平衡常数表达式K=___;△H___0(填“>”、“<”或“=”).
(2)欲提高上述反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是_____.
A.提高反应温度 | B.移出部分CO2 |
C.加入合适的催化剂 | D.减小容器的容积 |
(3)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,此时υ正___υ逆(填“>”、“<”或“=”).经过10min,在1000℃达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=_____.
(二)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂.
(4)一定条件下Fe(OH)3与KClO在KOH溶液中反应可制得K2FeO4,其中反应的氧化剂是_____;生成1mol K2FeO4转移电子的物质的量是_____mol.
孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量FeO、SiO2。以孔雀石为原料可制备CuSO4·5H2O步骤如下:
(1)写出孔雀石与稀硫酸反应的化学方程式:___________。
(2)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+。实验步骤中试剂①最佳选____(填代号)。
A.KMnO4 B.Cl2 C.H2O2 D.HNO3
(3)溶液B中加入CuO作用是______________。
(4)常温下Fe(OH)3的Ksp=1×10-39,若要将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,使溶液中c(Fe3+)降低至1×10—3mol/L,必需将溶液pH调节至____。
(5)由溶液C获得CuSO4·5H2O晶体,需要经_______、______和过滤。
(6)可用KMnO4标准溶液测定溶液A中Fe2+的浓度,量取A溶液20.00ml,用0.010mol/L酸性KMnO4标准溶液滴定,消耗KMnO4 10.00ml, A溶液中Fe2+的物质的量浓度____mol/L.(反应原理:MnO4- + 5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O)
[化学—化学与技术]以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)焙烧硫铁矿的主要方程式为。
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是提高铁元素的浸出率、 。
(3)通氯气氧化后时,发生的主要反应的离子方为 ;
该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为(写化学式) 。
(4)在氧化过程中,如何检验铁元素全部以Fe3+形式存在:
(5)如果将氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)放在坩埚中加热灼烧,最后得到的固体为 。
(6)在一定条件下,SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),该反应的平衡常数表达式为K= ;工业在接触法制硫酸的生产中,采取下列哪些措施有利于提高SO2转化率 。
①V2O5作催化剂 ②通入过量O2 ③SO2、O2进行二次氧化 ④通入过量SO2
硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量Fe2O3 、FeCO3 、MgO、CaO等,生产工艺流程图如下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是___________________。
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
□Fe(OH)2+ □____+ □_____="=" □Fe(OH)3 + □Cl_
(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H ,化学式式量为89,化学式是_______ 。
(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为______ 。
Mg(OH)2 |
Zn(OH)2 |
MgCO3 |
CaCO3 |
|
开始沉淀的pH |
10.4 |
6.4 |
— |
— |
沉淀完全的pH |
12.4 |
8.0 |
— |
— |
开始溶解的pH |
— |
10.5 |
— |
— |
Ksp |
5.6×10-12 |
— |
6.8×10-6 |
2.8×10-9 |
(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是_________(选填序号)。
a.大理石粉 b.石灰乳 c.纯碱溶液 d.烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为 ______ 、_______ 、过滤,洗涤,干燥。
(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于 。
欧盟定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖,使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)焦炭可用于制取水煤气。测得12 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了131.6
kJ热量。该反应的热化学方程式: 。
(2)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
![]() T/℃ n/mol |
活性炭 |
NO |
E |
F |
初始 |
2.030 |
0.100 |
0 |
0 |
T1 |
2.000 |
0.040 |
0.030 |
0.030 |
T2 |
2.005 |
0.050 |
0.025 |
0.025 |
①写出NO与活性炭反应的化学方程式 。
②上述反应T1℃时的平衡常数为 K1,T2℃时的平衡常数为 K2。
Ⅰ.K1 = 。(列式并计算)
Ⅱ.根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是(填序号) 。
a.T1>T2b.T1<T2 c.无法比较
(3)CO2经常用氢氧化钠溶液来吸收,现有0.4molCO2,若用200mL 3mol/L NaOH溶液将其完全吸收,溶液中离子浓度由大到小的顺序为: 。
(4)CO还可以用做燃料电池的燃料,某熔融盐燃料电池具有很高的发电效率,因而受到重视,该电池用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO 为阳极燃气,空气与 CO2的混合气为阴极助燃气,制得在 650 ℃下工作的燃料电池,其阳极反应式:2CO-4e—+ 2CO32— =4CO2,则阴极反应式为: 。
(5)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=3.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mo1/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。