平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)。某课题小组以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到Ce(OH)4和硫酸铁铵矾:
已知:
Ⅰ.酸性条件下,铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式,Ce3+易水解,Ce4+有较强氧化性;
Ⅱ.CeO2不溶于稀硫酸;
Ⅲ.硫酸铁铵矾[Fe2(SO4) 3·(NH4) 2SO4·24H2O]广泛用于水的净化处理。
(1)滤液A的主要成分 (填写化学式)。
(2)写出反应①的离子方程式 。
(3)反应①之前要洗涤滤渣B,对滤渣B进行洗涤的实验操作方法是 。
(4)稀土元素的提纯,还可采用萃取法。已知化合物HT作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,过程表示为Ce2(SO4)3 (水层)+ 6HT(有机层)2CeT3 (有机层)+3H2SO4(水层) ,分液得到CeT3 (有机层),再加入H2SO4 获得较纯的含Ce3+的水溶液。可选择硫酸作反萃取剂的原因是 。
(5)用滴定法测定制得的Ce(OH)4产品纯度。
所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定,则测得该Ce(OH)4产品的质量分数 。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(6)已知Fe3+沉淀的pH范围:2.2~3.2,Fe2+沉淀的pH范围:5.8~7.9,Zn2+沉淀的pH范围:5.8~11.0,pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。现用FeSO4溶液(含有ZnSO4杂质)来制备硫酸铁铵矾。实验中可选用的试剂: KMnO4溶液、30%H2O2、 NaOH溶液、饱和石灰水、稀H2SO4溶液、稀盐酸。
实验步骤依次为:
①向含有ZnSO4杂质的FeSO4溶液中,加入足量的NaOH溶液至pH>11, ;
② ;
③向②中得到的溶液中加入硫酸铵溶液, ,过滤、洗涤、常温晾干,得硫酸铁铵晶体(NH4) Fe(SO4)2·12H2O。
煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol,ΔS=+133.7 J/(K·mol)。
①该反应能否自发进行与________________有关。
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________(填字母,下同)。
a.容器中的压强不变
b.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
c.v正(CO)=v逆(H2O)
d.c(CO)=c(H2)
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实 验 组 |
温 度 /℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
2 |
4 |
1.6 |
2.4 |
5 |
2 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为__________。
②该反应的逆反应为________(填“吸”或“放”)热反应。
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3 min,则a、b应满足的关系是____________________(用含a、b的数学式表示)。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ/mol)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,下列措施中能使 c(CH3OH)增大的是 。
a.升高温度 b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来 d.再充入1 mol CO2和3 mol H2
已知2X2(g) +Y2(g) 2Z(g) ΔH=-a kJ·mol–1(a>0),在一个容积固定的容器中加入2mol X2和1mol Y2,在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为W mol·L–1,放出热量b kJ。
(1)此反应平衡常数表达式为;若将温度降低到300℃,则反应平衡常数将(填增大、减少或不变)
(2)若原来容器中只加入2 mol Z,500℃充分反应达平衡后,吸收热量c kJ,则Z浓度
____W mol·L–1(填“>”、“<”或“=”),a、b、c之间满足关系 (用代数式表示)
(3)能说明反应已达平衡状态的是
A.浓度c(Z)=2c(Y2) | B.容器内压强保持不变 |
C.v逆(X2)=2v正(Y2) | D.容器内的密度保持不变 |
(4)若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2 mol X2和1mol Y2达到平衡后,Y2的转化率将(填变大、变小或不变)
已知由六种一溴代二甲苯同分异构体的熔点和对应的二甲苯熔点数据如下表所列:
一溴代二甲苯熔点(℃) |
234 |
206 |
212.8 |
204 |
214.5 |
205 |
对应的二甲苯熔点(℃) |
13 |
-54 |
-27 |
x |
-27 |
-54 |
分析上表的数据回答下列问题:
(1)熔点为234℃的一溴二甲苯所对应的二甲苯的结构简式为 ______________________,此一溴二甲苯结构简式为___________________________。
(2)x的数值是____________,它对应的二甲苯的结构简式是________________。
写出戊烷(C5H12)的各种同分异构体,并用系统命名法给它们命名。
(8分)写出下列各种烃的结构简式
(1) 2,3,3-三甲基戊烷 ________________________;
(2)2,3-二甲基-4-乙基已烷 ______________________;
(3)间二甲苯______________________;
(4)2-甲基-2-丁烯______________________;