【题目】根据当地资源等情况,硫酸工业常用黄铁矿(主要成分为FeS2)作为原料。完成下列填空:
(1)将0.050mol SO2(g) 和0.030mol O2(g) 充入一个2L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q。经2分钟反应达到平衡,测得n(SO3)=0.040mol,则O2的平均反应速率为______
(2)在容积不变时,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有______(选填编号)
a.移出氧气 b.降低温度
c.减小压强 d.再充入0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)
(3)在起始温度T1(673K)时SO2的转化率随反应时间(t)的变化如图,请在图中画出其他条件不变情况下,起始温度为T2(723K)时SO2的转化率随反应时间变化的示意图___
(4)黄铁矿在一定条件下煅烧的产物为SO2和Fe3O4
①将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后,加入铁粉,可制备FeSO4。酸溶过程中需维持溶液有足够的酸性,其原因是______
②FeS2能将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,本身被氧化为SO42﹣。写出有关的离子方程式______。有2mol氧化产物生成时转移的电子数为______
【答案】0.005mol/(Lmin) bd 抑制Fe3+与Fe2+的水解,并防止Fe2+被氧化成Fe3+ FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+ 14NA
【解析】
(1)根据v=求出氧气的速率,然后根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比计算;
(2)反应放热,为提高SO2平衡转化率,应使平衡向正反应方向移动,可降低温度,体积不变,不能从压强的角度考虑,催化剂不影响平衡移动,移出氧气,平衡向逆反应方向移动,不利于提高SO2平衡转化率,由此分析解答;
(3)反应是放热反应,温度升高,平衡逆向进行,二氧化硫的转化率减小,但达到平衡所需要的时间缩短,据此画出曲线;
(4)①Fe3+与Fe2+易水解,Fe2+易被氧化成Fe3+;
②根据氧化还原反应中的反应物和生成物几何电子守恒来配平化学方程式,结合方程计算转移电子数。
(1)v(SO3)==
=0.01mol/(Lmin),所以v(O2)=
v(SO3)=0.005mol/(Lmin),故答案为:0.005mol/(Lmin);
(2)a.移出氧气,平衡逆向移动,二氧化硫的转化率减少,故不选;
b.降低温度,平衡正向移动,二氧化硫的转化率增大,故选;
c.减小压强,平衡逆向移动,二氧化硫的转化率减少,故不选;
d.再充入0.050molSO2(g)和0.030molO2(g),相当于增大压强,平衡正向移动,二氧化硫的转化率增大,故选;
故答案为:bd;
(3)反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0,SO2的转化率在起始温度T1=673K下随反应时间(t)的变化如图,其他条件不变,仅改变起始温度为T2=723K,温度升高,平衡逆向进行,二氧化硫的转化率减小,但反应速率增大,达到平衡需要的时间短,在图中画出温度T2下SO2的转化率随反应时间变化的预期结果示意图如图所示;故答案为:
;
(4)①Fe2O3(或Fe3O4等)溶于H2SO4后,生成的Fe3+与Fe2+易水解,Fe2+易被氧化成Fe3+,所以要加入Fe粉和酸,抑制Fe3+与Fe2+的水解,并防止Fe2+被氧化成Fe3+,故答案为:抑制Fe3+与Fe2+的水解,并防止Fe2+被氧化成Fe3+;
②2价的硫离子具有还原性,FeS2可以将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,而本身被氧化为硫酸根离子,有关的离子方程式为:FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+,氧化产物是硫酸根离子,有2mol硫酸根生成时转移的电子数为14NA,故答案为:FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+;14NA。
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【题目】向等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中加入稀盐酸.下列离子方程式可能与事实相符的是
A.OH﹣+2CO32﹣+3H+→2HCO3﹣+H2O
B.2OH﹣+CO32﹣+3H+→HCO3﹣+2H2O
C.2OH﹣+CO32﹣+4H+→CO2↑+3H2O
D.OH﹣+CO32﹣+3H+→CO2↑+2H2O
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【题目】联氨(N2H4)和次磷酸钠(NaH2PO2)都具有强还原性.都有着广泛的用途。
(1)已知:①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-621.5 kJ●mol-1
②N2O4(l)-=N2(g)+2O2(g) △H2=+204.3 kJ●mol-1
则火箭燃料的燃烧反应为2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H=_____.
(2)已知反应N2H4(g)+ 2Cl2(g)N2(g)+4HCl(g),T°C时,向V L恒容密闭容器中加入2 mol N2H4(g)和4 mol Cl2(g) ,测得Cl2和HCl的浓度随时间的关系如图所示。
①0~ 10 min内,用N2(g)表示的平均反应速率v(N2)=_______。
②M点时,N2H4的转化率为______(精确到0.1)%。
③T °C时,达到平衡后再向该容器中加入1.2 mol N2H4(g)、0.4 mol Cl2(g)、0. 8 mol N2 (g)、1.2 mol HCl(g) ,此时平衡______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(3)①在惰性气体中,将黄磷(P4)与石灰乳和碳酸钠溶液一同加入高速乳化反应器中制得NaH2PO2,同时还产生磷化氢(PH3)气体,该反应的化学方程式为________________。
②次磷酸(H3PO2)是一元酸,常温下.1.0 mol●L-1的NaH2PO2溶液pH为8,则次磷酸的Ka=___________。
③用次磷酸钠通过电渗析法制备次磷酸.装置如图2所示。交换膜A属于____(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜,电极N的电极反应式为______,当电路中流过3.8528×105库仑电量时.制得次磷酸的物质的量为_____ (一个电子的电量为 1.6×10- 19库仑,NA数值约为6. 02× 1023)。
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【题目】《Inorganic Syntheses》(无机合成)一书中,有一如图所示的装置,用以制备某种干燥的纯净气体。该装置中所装的药品正确的是( )
A.A中装浓盐酸,B中装浓硫酸
B.A中装浓硫酸,B中装浓盐酸
C.A中装氢氧化钠浓溶液,B中装浓氨水
D.A中装浓氨水,B中装氢氧化钠浓溶液
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【题目】咖啡酸的结构如图所示。关于咖啡酸的描述不正确的是( )
A.分子式为C9H8O4
B.1mol咖啡酸最多能与4mol氢气发生加成反应
C.遇溴水,既能发生取代反应又能发生加成反应
D.能还原酸性KMnO4溶液,说明其分子中含有碳碳双键
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【题目】阿托酸甲酯是一种治疗肠道疾病的药物,是由阿托酸()和甲醇反应制得。完成下列填空:
(1)写出阿托酸甲酯的结构简式。_______________________________。
(2)工业上由经过四步不同类型的反应制得阿托酸。请按实际进行的反应顺序写出指定反应步骤中所需要的试剂和反应条件:
第一步________________________________; 第二步________________________________。
(3)写出第四步反应的化学方程式_______________________________________________。
(4)A是比多两个碳原子的一种同系物,且A的所有碳原子可以处于同一平面上。写出A的结构简式________________________________。
(5) 是阿托酸甲酯的某种同分异构体的一氯代物,其与足量氢氧化钠溶液共热,生成的有机产物的结构简式为_____________________________________。
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【题目】如图是用稀HNO3和Cu制取少量NO并验证氮氧化合物性质的装置.下列说法错误的是( )
A.吸收剂可以是NaOH溶液B.试管上部的气体始终为无色
C.小试管中溶液最终呈蓝色D.试纸先变红后褪色
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【题目】硝酸的工业制备包括氨的合成、氨的催化氧化及硝酸的浓缩等过程.完成下列计算:
(1)采用甲烷的二次转化法可以制备氢气.
第一次转化的化学方程式:CH4+H2O→CO+3H2;
第二次转化的化学方程式:2CO+CH4+2O2→3CO2+2H2;2CO+O2→2CO2.
现有标准状况下1m3的甲烷,若第一次转化80%,第二次转化20%,经过二次完全转化后可以得到H2__mol.
(2)用饱和K2CO3溶液吸收上述混合气体中的CO2以得到纯净的氢气.处理上述的CO2至少需要饱和K2CO3溶液____g.(已知:20℃K2CO3溶解度:110g/100g水)
(3)已知NH3+2O2→HNO3+H2O.现有氨气1.7吨,不补充水,理论上可制得硝酸的浓度为___%;在该硝酸中加入__吨水最终可得50%的硝酸.
(4)工业上常用98%的浓H2SO4作为制取浓HNO3的脱水剂.63.5%HNO3(质量为M1)中加98%的浓H2SO4(质量为M2)后蒸馏.分别得到97.7%的HNO3和49%的H2SO4溶液(不含HNO3).
①若蒸馏过程中HNO3、H2SO4、H2O均无损耗,求蒸馏前的投料比的值__(列式计算).
②蒸馏过程中,若H2O的损耗占总质量的5.0%,即有(M1+M2)×5.0%的H2O流失.则投料时,比值如何变化,请列式计算说明__.
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【题目】如图所示为某温度时BaSO4的沉淀溶解平衡曲线,下列说法不正确的是( )
A.加入Na2SO4(s)可使溶液由a点变为b点
B.在曲线上方区域(不含曲线)任意一点时,均有BaSO4沉淀生成
C.蒸发溶剂可能使溶液由c点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)
D.升高温度,可使溶液由b点变为c点
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