运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3; 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡时,混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示。根据图示回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H 0(填 “>”或“<”);若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡 移动(填“向左”“向右”或“不移动”)
②若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1,K2,则K1 K2;温度为T1时,反应进行到状态D时,
(填“>”“<”或“=”)
(2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,
①如图是一定的温度和压强下N2(g)和H2(g)反应生成lmol NH3(g)过程中能量变化示意图,图中E1、E2分别表示的意义是____________、____________
②请写出工业合成氨的热化学方程式: (△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示)
A、B、C、D、E五种化合物,均含有前18号元素中某种常见元素,它们的转化关系如图所示,其中A为澄清溶液,C为难溶的白色固体,E则易溶于水,若取A溶液灼烧,焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(1)写出化学式:A________,B________,C________,D________.
(2)写出下列反应的离子方程式:
B→D___________________,C→E_______________________
10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度(℃) |
10 |
20 |
30 |
加热煮沸后冷却到50 ℃ |
pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.8 |
(1)甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是HCO3-的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为________________________________________________。
乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度________(填“大于”或“小于”)NaHCO3。
(2)丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为,只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则__________(填“甲”或“乙”)的判断正确。试剂X是________。
A.Ba(OH)2溶液 B.BaCl2溶液C.NaOH溶液D.澄清的石灰水
(3) 查阅资料,发现NaHCO3的分解温度为150 ℃,丙断言________(填“甲”或“乙”)的判断是错误的,理由是________________________________________。
25 ℃时几种难溶电解质的溶解度如表所示:
难溶电解质 |
Mg(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
溶解度/g |
9×10-4 |
1.7×10-6 |
1.5×10-4 |
3.0×10-9 |
沉淀完全时的pH |
11.1 |
6.7 |
9.6 |
3.7 |
在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂反应,过滤结晶即可;
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶即可。
请回答下列问题:
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe2+、Fe3+都被转化为__________(填化学式)而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择__________。
(3)②中除去Fe3+所发生的离子方程式为________________________________。
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是________(填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染
B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀难过滤
C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在
某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的________(填“正”或“负”)极相连,氢气从________(填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过,则M为________(填“阴离子”或“阳离子”,下同)。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极),则电池负极的反应式为____________________________________________________。
(4)若在标准状况下制得11.2 L氢气,则生成硫酸的质量是____,转移的电子数为______。
物质A~E都是由下表中的离子组成的,常温下将各物质的溶液从1 mL稀释到1 000 mL,pH的变化关系如图甲所示,其中A与D反应得到E。
请回答下列问题。
阳离子 |
NH4+、H+、Na+ |
阴离子 |
OH-、CH3COO-、Cl- |
(1)根据pH的变化关系,写出物质的化学式:B__________,C__________。
(2)写出A与C反应的离子方程式:___________________________________。