(14分)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)表2和图6为“烘干粉碎”的试验结果。
| 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)。
甲醇是重要的化工原料,利用CO2和H2合成甲醇,发生的主反应如下:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H
已知:在25℃、101kPa 下,1g 甲醇燃烧生成 CO2和液态水时放热 22.70kJ.请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 .
(1)在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2进行上述反应.测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示.回答:
0~10min 内,氢气的平均反应速率为 mol/(L•min);第10min 后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入0.75mol CO2(g)和1.5mol H2O(g),则平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动.恒温恒压密闭容器中该反应达平衡状态的依据是(填序号) .
| A.v正(CH3OH)=3v逆(H2) | B.混合气体的密度不变 |
| C.c(CH3OH)=c(H2O) | D.混合气体的总物质的量不变 |
(2)如图2,25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL某NaCl溶液,该装置中 a 极为 极,负极反应式为 .在电解一段时间后,NaCl溶液的pH值变为12(假设NaCl 溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为 mol.
(3)取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”).
已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题:
(1)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列六种溶液的pH如下表:
| 溶质 |
CH3COONa |
NaHCO3 |
Na2CO3 |
NaClO |
NaCN |
C6H5ONa |
| pH |
8.8 |
9.7 |
11.6 |
10.3 |
11.1 |
11.3 |
①上述盐溶液中的阴离子,结合质子能力最强的是______________
②根据表中数据判断,浓度均为0.01 mol·L-1的下列五种物质的溶液中,酸性最强的是____________;(填编号,下同)将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是__________
A HCN B HClO C C6H5OH D CH3COOH E H2CO3
③据上表数据,请你判断下列反应不能成立的是 (填编号)。
A.CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D.CO2+H2O+2C6H5ONa=Na2CO3+2C6H5OH
④要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液,反应的离子方程式为
(2)CaCO3是一种难溶物质,其KSp=2.8×l0-9。现将浓度为2×l0-4 mol/L Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,则生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为___________mol/L。
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)2D.溶有NH3的BaCl2溶液
③已知元素在高价态时常表现氧化性,若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀,则生成CuCl的离子方程式是___________。
(2)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,在废水中加入适量NaCl,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在如下反应Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+ 以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是______(填序号)
A.阳极反应为Fe-2e-═Fe2+
B.电解过程中溶液pH减小
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12 mol电子,最多有2mol Cr2O72-被还原
(3)废氨水可以转化成氨,氨再设计成碱性燃料电池。右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___________。
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0 kJ·mol-1
C(石墨)+CO2(g)="2CO(g)" ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为___________________________
(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同温度条件下反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示,回答问题:
①该反应的平衡常数表达式K=_______________;
②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为:KⅠ _________KⅡ(填“>”、“=”或“<”)。
③下列措施中能增大CO2转化率的是____________。(填序号)
| A.升高温度 | B.充入He(g)使体系压强增大 |
| C.将H2O(g)从体系中分离 | D.再充入一定量CO2 |
④下列图像正确且能表明在t时刻反应一定处于平衡状态的是__________。(填序号)
常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表,请回答:
| 实验编号 |
HA物质的量浓度/(mol·L-1) |
NaOH物质的量浓度/(mol·L-1) |
混合溶液的pH |
| 甲 |
c |
0.2 |
pH=7 |
| 乙 |
0.2 |
0.1 |
pH>7 |
| 丙 |
0.1 |
0.1 |
pH=9 |
(1)不考虑其它组的实验结果,单从甲组情况分析,c是否一定等于0.2________(选填“是”或“否”)。
(2)单从乙组实验结果分析,HA是________酸(选填“强”或“弱”)。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______________。
(3)丙组实验所得混合溶液中下列算式的精确结果:c(OH-)-c(HA) =_________mol/L。