题目内容
【题目】中国航空航天事业飞速发展,银铜合金广泛用于航空工业。从银铜合金切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
注:A1(OH)3和Cu(OH)2分解温度分别为450℃和80℃
(1)在电解精炼银时,阳极材料为___________。
(2)加快渣料(含少量银)溶于稀H2SO4速率的措施为___________(写出两种)。
(3)滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,滤渣A与稀HNO3反应的离子方程式为______________________。
(4)过滤操作需要的玻璃仪器除烧杯外还有___________。
(5)固体混合物B的组成为___________;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为___________。
(6)煅烧阶段通入惰性气体的原因___________。
【答案】粗银 拌、渣料粉碎、适当升温、适当增大H2SO4的浓度或其它合理答案 3Ag + 4H+ + NO3- = 3Ag+ + NO↑ + 2H2O 漏斗、玻璃棒 Al(OH)3和CuO的混合物 Al(OH)3+OH-=AlO2—+2H2O 保护气(或防止铜被氧化)
【解析】
银铜合金在空气中熔炼,渣料中含有氧化铜和少量的银,加入稀硫酸,过滤后得到硫酸铜溶液,在硫酸铜溶液中加入硫酸铝和稀氢氧化钠溶液,煮沸、过滤得到Al(OH)3和CuO的混合物,煅烧可得到CuAlO2,据此答题。
(1)电解精炼铜时,纯铜作阴极,粗铜作阳极,硫酸铜溶液作电解液,电解精炼银与此类似,则纯银作阴极,粗银作阳极,硝酸银溶液作电解液,故答案为:粗银。
(2)加快渣料(含少量银)溶于稀H2SO4速率的措施有搅拌、渣料粉碎、适当升温、适当增大H2SO4的浓度或其它合理答案,故答案为:搅拌、渣料粉碎、适当升温、适当增大H2SO4的浓度或其它合理答案。
(3)滤渣A的主要成分是Ag,稀硝酸是氧化性酸,能溶解银、产生无色气体,即3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O,离子方程式为:3Ag+4H+ +NO3-=3Ag++NO↑+2H2O,无色的一氧化氮气体在空气迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体,即2NO+O2=2NO2;故答案为:3Ag+4H+ +NO3-=3Ag++NO↑+2H2O。
(4)过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故答案为:漏斗、玻璃棒。
(5)结合信息和流程图可知:硫酸铜、硫酸铝与稀氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜和氢氧化铝,煮沸是氢氧化铜分解生成氧化铜,氢氧化铝不分解,所以固体B的主要成分是Al(OH)3和CuO的混合物,若NaOH过量,两性氢氧化物Al(OH)3就会溶解,反应氮的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,故答案为:Al(OH)3和CuO的混合物;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
(6)煅烧阶段通入惰性气体的原因是做保护气(或防止铜被氧化),故答案为:保护气(或防止铜被氧化)。
【题目】实施以节约能源和减少废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识,回答下列问题:
(1)已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为:K=c(H2O)/[ c(CO)·c(H2)]所对应的化学反应方程式为:________。
(2)已知在一定温度下:
①C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H1=a kJ/mol 平衡常数K1;
②CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) △H2=b kJ/mol 平衡常数K2;
③C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)△H3 平衡常数K3。
则K1、K2、K3之间的关系是:________,△H3=________(用含a、b的代数式表示)。
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,发生如下反应:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
该反应的正反应方向是________反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020 mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:________。