氧化铜矿石含有CuO和Cu2(OH) 2CO3,还含有Fe2O3、FeO和SiO2等。铜、铁是畜禽所必需的微量元素。某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁工艺流程如下:
(1)氧化铜矿石粉碎的目的是 。
(2)写出“酸浸”中Cu2(OH) 2CO3发生反应的离子方程式 。
(3)“中和/过滤”中加入CaCO3的目的是 。
(4)上述工艺流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有 。
(5)加入铁屑的作用是 、 。
(6)下表和下图为“烘干粉碎”的试验结果。
硫酸亚铁干燥曲线图
序号 |
t/h |
t/℃ |
m/g |
x |
1 |
3 |
80 |
5 |
4 |
2 |
3 |
160 |
10 |
1 |
3 |
4 |
160 |
10 |
0.8 |
4 |
4 |
160 |
5 |
0 |
5 |
5 |
80 |
5 |
3 |
6 |
5 |
160 |
15 |
1 |
表2.硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)干燥试验表
表2中,m为CuSO4·5H2O晶体的质量,x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。据此可确定由CuSO4·5H2O和FeSO4·7H2O脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别为 , (分别指出两条件的温度和时间)。
根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:
2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) ΔH=" +" 1 530 kJ/mol
又知:H2O(l)H2O(g)ΔH=" +" 44.0 kJ/mol
则2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) ΔH=kJ/mol,该反应的化学平衡常数表达式为K=,控制其他条件不变,增大压强,K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(12分)
(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示可逆反应进行得越完全,K值大小与温度的关系是:温度升高,K值(填“一定增大”、“一定减小”或“可能增大也可能减小”)。
(2)在一体积为10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在800℃时发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,CO和H2O的物质的量浓度变化如图所示,则:
①0~4 min时间段平均反应速率v(CO)=mol·L-1·min-1。
②在800℃时该反应的化学平衡常数K=(要求写出表达式及数值),CO的转化率=。
③在800℃时,若反应开始时此容器中CO和H2O的浓度分别为0.20 mol·L-1和0.80 mol·L-1,则达到平衡时CO转化为CO2的转化率是。
甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)
(1)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①该反应的平衡常数表达式K=,△H0(填“>”、“<”或“=”)。
②300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,
对平衡体系产生的影响是(填字母)。
A.c(H2)减少
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH 的物质的量增加
D.重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
③其他条件相同时,在上述三个温度下分别发生该反应。300℃时,H2的转化率随时间的变化如图所示,请补充完成250℃、350℃时H2的转化率随时间的变化示意图。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =-a kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH =-b kJ·mol-1
③ H2O(g)= H2O(l)ΔH=-c kJ·mol-1
则,CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l)ΔH=kJ·mol-1。
计算下列各小题:
(1)某温度时,测得0.01 mol/L的NaOH溶液pH为11求该温度下水的离子积常数Kw
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合溶液为中性,且a=12,b=2,求Va ∶Vb。
②若所得混合溶液的pH=10,且a=12,b=2,求Va∶Vb。
某温度下,纯水电离出的c(H+)=2×10—7mol/L。
(1)该温度下,0.1mol/L 盐酸的PH=,0.1mol/L NaOH溶液中的c(H+)=
(2)该温度下,pH=13的NaOH溶液中的c(OH—)是pH=11的NaOH溶液中的c (OH—)的倍,若将两者以等体积混合,所得溶液pH值为。(lg2=0.3,lg3=0.5,lg5=0.7)
(3)该温度下,等物质的量浓度的NaOH溶液与盐酸按3∶2体积比混合(不考虑混合时的体积变化),所得溶液的pH值为12,它们的浓度为。