(本题共14分)钢铁是最重要、用量最大的金属材料之一。完成下列计算:
51.生产1吨含铁96%的生铁,至少需要氧化铁含量70%的赤铁矿(杂质不含铁)_____吨。(计算结果保留2位小数)
52.工业炼铁用一氧化碳还原氧化铁时会发生如下一系列反应:
3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO→3FeO+CO2 FeO+CO→Fe+CO2
某次实验中,用CO还原4.80 g氧化铁,当固体质量变成4.56 g时,测得此固体中只存在2种氧化物。通过计算确定此固体可能的成分和它们的物质的量之比。
53.为了测定某碳素钢(假设只含铁和碳)的含碳量,将10.000 g钢样完全溶解于过量的热浓硝酸中,产生了0.300 mol气体(假设气体全部逸出,N2O4已折算为NO2)。气体用50.00 mL 12.00 mol/L的NaOH溶液完全吸收后,只生成两种盐,溶液蒸干后得到不含结晶水的固体32.664 g。计算:
(1)钢样的含碳量。
(2)参加反应的硝酸的物质的量。
根据实验数据写出下列反应能表现燃烧热的热化学方程式:
(1)沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时,放出445 kJ热量。
(2)18 g葡萄糖固体(C6H12O6)与适量O2反应,生成CO2和液态水,放出280.4 kJ热量。
(3)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和H2O(l)。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。
(12分) ClO2气体是一种常用的消毒剂,我国从2000年起逐步用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。但二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热。
(1)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备ClO2,缺点主要是产率低,产品难以分离,还产生毒副产品。该反应的化学反应方程式为: 。科学家又研究出了一 种新的制备ClO2的方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,化学反应方程式为 ,此法提高了生产及储存、运输的安全性,原因是 。
(2)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8 mg/L之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
I.取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.加入一定量的Na2 S2 O3溶液.(已知:2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)
III.加硫酸调节水样pH至1~3。
操作时,不同pH环境中粒子种类如下图所示。
请回答:
①操作I中反应的离子方程式是 。
②在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是 。
③若水样的体积为1.0 L,在操作Ⅱ时消耗了1.0×10一3mol/L的Na2S2O3溶液10 mL,则水样中ClO2的浓度是 mg/L。
海水中含有丰富的镁资源。工业上常用海水晒盐后的苦卤水提取Mg,流程如下图所示:
(1)试剂Ⅰ一般选用_________(填化学式)。
(2)工业制取镁的化学方程式为_____________________________________。
(3)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。
①由图可知Mg与卤素单质的反应均为_________(填“放热”或“吸热”)反应;推测化合物的热稳定性顺序为MgI2 ______MgF2(填“>”、“=”或“<”)。
②依上图数据写出MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式_________________________。
(4)金属Mg与CH3Cl在一定条件下反应可生成CH3MgCl,CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂,易与水发生水解反应并有无色无味气体生成。写出CH3MgCl水解的化学方程式______________。
(5)向Mg(OH)2中加入NH4Cl溶液,可使沉淀溶解,请结合平衡原理和必要的文字解释原因_________。
(1)常温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.100 0mol·L-1CH3COOH溶液所得滴定曲线如下图。已知起始①点溶液的pH为3,③点溶液的pH为7,则Ka(CH3COOH)=____________。
(2)在用Na2SO3溶液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
0.01mol·L-1Na2SO3溶液中通人SO2至溶液呈中性时,溶液中的所有离子的浓度由大到小的顺序是___________________。
(3)向0.1mol·L-1的NaHSO3中通人氨气至溶液呈中性时,溶液中的c(H+)、c(OH-)、c(SO32-)、c(Na+)、c(NH4+)这五种离子浓度大小关系是____________________。
(4)已知Ca3(PO4)2、CaHPO4均难溶于水,而Ca(H2PO4)2易溶,在含0.1molCa(OH)2的澄清石灰水中逐滴加入1mol·L-1的H3PO4,请作出生成沉淀的物质的量随H3PO4滴人体积从0开始至200mL的图像。
红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7•2H2O)是重要的化工原料,工业上用铬铁矿(主要成分是FeO•Cr2O3)制备红矾钠的过程中会发生如下反应:4FeO(s)+Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g)8Na2CrO4(s)+
2Fe2O3(s)+8CO2(g) ΔH<0
(1)请写出上述反应的化学平衡常数表达式:K= 。
(2)图1、图2表示上述反应在t1时达到平衡,在t2时因改变某个条件而发生变化的曲线。由图1判断,反应进行至t2时,曲线发生变化的原因是____________________(用文字表达);
由图2判断,t2到t3的曲线变化的原因可能是________(填写序号)。
A.升高温度 | B.加了催化剂 | C.通入O2 | D.缩小容器体积 |
(3) 工业上可用上述反应中的副产物CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),已知该反应能自发进行,在容积固定的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,则下列图像正确的是 。