从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下:
明矾焙烧的化学方程式为:4KAl(SO4)2·12H2O+3S=2K2SO4 +2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,氧化剂是 。
(2)步骤②中,为提高浸出率,可采取的措施有 。
| A.粉碎固体混合物 | B.降低温度 | C.不断搅拌 | D.缩短浸泡时间 |
(3)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。
(4)步骤③电解的化学方程式是 ,电解池的电极是用碳素材料做成,电解过程中,阳极材料需要定期更换,原因是: 。
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,则该电池的正极电极反应式是 。
(6)焙烧a吨明矾(摩尔质量为b g/mol),若SO2的转化率为96%,可生产质量分数为98%的H2SO4质量为 吨(列出计算表达式)。
( 9分)氯气是氯碱工业的主要产品之一,是一种常用的消毒剂,其消毒原理是与水反应生成了次氯酸: Cl2 + H2O
HCl + HClO K=4.5×10-4.次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌(不直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解,且毒性较大)。但是,由于氯气贮运不方便,且具有一定的危险性,目前正逐渐被其他性能优越的消毒产品所替代。
请回答:
(1)氯碱工业生产氯气的化学方程式为______________。
(2)84消毒液与氯气相比具有贮运方便等优点,用氯气与烧碱溶液反应制备84消毒液的离子方程式为________________。
(3)二氧化氯是目前国际上公认的最新一代的高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂。我国科学家研发了用氯气氧化亚氯酸钠(NaClO2)固体制备二氧化氯的方法,其化学方程式为 _________________ 。
(4)一位同学设计了一套用浓盐酸和KMnO4固体制取少量氯气并比较氯气与碘单质的氧化性强弱的微型装置(如图)。
①下列溶液能吸收Cl2的是 __________(填字母序号)。
| A.饱和食盐水 | B.饱和Na2SO3溶液 |
| C.饱和NaOH溶液 | D.浓硫酸 |
②能说明Cl2的氧化性强于I2的实验现象是_______________。
③Cl2中含有少量HCl气体,可用_________试剂除去HCl,请用平衡移动的原理解释原因:__________。
氢气是一种清洁能源。用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下
图所示:
(1)甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是_________________。
(2)第II步为可逆反应。在800℃时,若CO的起始浓度为2.0 mol/L,水蒸气的起始浓度为3.0 mol/L,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2 mol/L,则此反应的平衡常数为___________,CO的平衡转化率为____________。
欲探究某矿石可能是由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一种或几种组成,探究过程如下图所示。已知:碳酸不能溶解Al(OH)3沉淀。
(1)Si在周期表中的位置是 。
(2)下列说法正确的是 。
a.酸性:H2CO3>H2SiO3
b.原子半径:O<C<Si<Al
c.稳定性:H2O>CH4>SiH4
d.离子半径:O2-<Al3+
(3)该矿石的组成是 ,滤渣和NaOH溶液反应的离子方程式是 。
(4)该矿石和1 molL-1HNO3反应的离子方程式 。
(5)工业上依据上述实验原理处理该矿石,将反应池逸出的气体与一定量的O2混合循环通入反应池中,目的是 ;若处理该矿石2.36×103 kg,得到滤渣1.2×103 kg,理论上至少需要1 molL-1 HNO3的体积为 L。
高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:
Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g)ΔH =" a" kJ mol-1
(1)已知: ①Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g)ΔH1 =" +" 489.0 kJ mol-1
②C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g)ΔH2 =" +" 172.5 kJ mol-1
则a = kJ mol-1。
(2)冶炼铁反应的平衡常数表达式K = ,温度升高后,K值 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在T℃时,该反应的平衡常数K=64,在2L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。
| Fe2O3 |
CO |
Fe |
CO2 |
|
| 甲/mol |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
| 乙/mol |
1.0 |
2.0 |
1.0 |
1.0 |
①甲容器中CO的平衡转化率为 。
②下列说法正确的是 (填字母)。
a.若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态
b.甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
c.甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比为2∶3
d.增加Fe2O3可以提高CO的转化率
(4)采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a~c装置中,能保护铁的是 (填字母)。
②若用d装置保护铁,X极的电极材料应是 (填名称)。
常温下,有浓度均为0.1 mol/L的4种溶液:①盐酸;②硫酸;③醋酸;④氢氧化钡。(注:忽略溶液混合时体积的变化)
(1)将上述溶液两两等体积混合后,溶液pH=7的组合有(填序号) 。
(2)醋酸钡是易溶于水的强电解质。将③与④等体积混合,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。