【题目】以铝土矿(主要成分为Al2O3)为原料,用真空氯化亚铝(AlCl)歧化法,无需进行分离提纯,直接制备金属Al。其反应过程主要由两步组成,如下图:
(1)已知:
Al2O3 (s) + 3C (s) 2Al (l) + 3CO (g) ΔH=+1346 kJ·mol 1
3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH=140 kJ·mol 1
①第一步反应的热化学方程式是______。
②第二步AlCl分解反应的化学平衡常数K随温度升高而______(填“增大”、“不
变”或“减小”)。
(2)第一步是可逆反应,选择在接近真空条件下进行,其原因是______。
(3)第二步反应制备的Al中含有少量C,可能的原因是______(不考虑未反应的C,写出1种即可)。
(4)如图为真空AlCl歧化法制备Al的实验装置示意图,控制AlCl3的凝华装置、Al的生成装置和AlCl的制备装置的温度分别为T1、T2、T3,其由高到低的顺序是______。
(5)制备Al的整个过程中可循环利用的物质是______。
【答案】 Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g) ΔH=+1486 kJ·mol 1
减小 第一步反应是气体分子数增加的反应降低压强,利于生成AlCl CO与Al或AlCl反应生成Al2O3和C CO在Al或AlCl作用下生成CO2和C T3> T2> T1 AlCl3
【解析】(1)已知: ①Al2O3 (s) + 3C (s) 2Al (l) + 3CO (g) ΔH1=+1346 kJ·mol 1
①3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH2=140 kJ·mol 1
①第一步反应为Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g),根据盖斯定律,由①-②得反应Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g) ΔH=+1346 kJ·mol 1-(140 kJ·mol 1)=+1486 kJ·mol 1;②第二步AlCl分解反应3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH2=140 kJ·mol 1为放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,故化学平衡常数K随温度升高而减小;(2)第一步是可逆反应,选择在接近真空条件下进行,其原因是第一步反应是气体分子数增加的反应降低压强,利于生成AlCl;(3)第二步反应制备的Al中含有少量C,可能的原因是CO与Al或AlCl反应生成Al2O3和C;(4)如图为真空AlCl歧化法制备Al的实验装置示意图,控制AlCl3的凝华装置必须在较低温、Al的生成装置和AlCl的制备(升华必须在较高温度)装置的温度分别为T1、T2、T3,其由高到低的顺序是T3> T2> T1;(5)AlCl3的凝华和作为反应物,故制备Al的整个过程中可循环利用的物质是AlCl3。
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【题目】下列各组离子能在溶液中大量共存的是
A.Ca2+、Na+、NO3-、ClO-B.NH4+、Na+、HCO3-、OH-
C.H+、K+、MnO4-、S2-D.Mg2+、K+、Cl-、OH-
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【题目】某同学设计了如下实验检验某溶液中是否含有SO42—:
溶液白色沉淀白色沉淀不溶解
结论:溶液中有SO42—。
(1)该方案是否严密?________。
(2)请说明理由:_________________________________________________________。
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【题目】13C-NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析,15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构,下面有关13C、15N的叙述正确的是( )
A.13C与15N具有相同的中子数B.13C与C60是同一种物质
C.15N与14N互为同位素D.15N的核外电子数与中子数相同
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【题目】已知:(1)实验室制取Cl2的方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,其中MnO2发生了__反应,是__剂;每4分子氯化氢中只有___分子发生了___反应,盐酸是___剂。
(2)室温下KMnO4与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑,请在上式中用单线桥法表示出不同元素的原子间得失电子的情况。___
(3)用CuCl2作催化剂,在450℃时用空气中的O2跟HCl反应也能制得氯气,其化学方程式:4HCl+O22H2O+2Cl2,从氯元素化合价的变化看,以上三种制氯气方法的共同点是__;比较以上三个反应,可以认为氧化剂的氧化能力从强到弱的顺序为___。
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【题目】下列措施对增大反应速率明显有效的是
A. 在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强
B. Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用浓硫酸
C. Al在氧气中燃烧生成A12O3,将Al片改成Al粉
D. Na与水反应时增大水的用量
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【题目】已知:①Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑
②Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2↑
③KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O。
试回答下列问题:
(1)当反应①转移3摩尔电子时,消耗H2SO4的质量是______g,产生氢气的体积(标准状况)_________L。
(2)反应②中_________作氧化剂,___________是氧化产物。
(3)当反应②中生成11.2LSO2气体(标准状况下)时,被还原的H2SO4的物质的量是____________。
(4)用单线桥法表示反应②电子转移的方向和数目(在化学方程式上标出)。___________
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑
(5)反应③中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_________。
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【题目】将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为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 | |
CO | H2O | CO2 | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 5 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 3 |
3 | 2 | 1 | 0.4 | 1 |
下列说法不正确的是
A. 该反应的正反应为放热反应
B. 实验1中,前5min用CO表示的速率为0.16 mol/(L·min)
C. 实验2中,平衡常数K=1/6
D. 实验3跟实验2相比,改变的条件可能是温度
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【题目】完成下列问题 某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案:
实验编号 | H2C2O4溶液 | 酸性KMnO4溶液 | 温度 | ||
浓度(mol·L-1) | 体积(mL) | 浓度(mol·L-1) | 体积 (mL) | ||
① | 0.10 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
② | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
③ | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 50 |
(1)为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥ ______。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=________mol·L-1·min-1。
(4)已知实验③中c(MnO4—)~反应时间t的变化曲线如下图。若保其他条件不变,请在图中画出实验②中c(MnO4—)~t的变化曲线示意图。_______
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