题目内容
【题目】容积均为2L的甲乙丙三个恒容密闭容器中均加入0.10mol/L的N2、0.26mol/L的H2,进行合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。图1表示不同反应条件下N2的浓度随时间的变化,图2表示其它条件相同,温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,达到平衡时NH3的质量分数。
下列判断不正确的是
A. 图2 中反应速率最快的是容器丙
B. 图1 中容器乙的反应可能使用了催化剂
C. 图l 中容器乙0~5 min时间内v(N2) = 0.012mol/(L·min)
D. 图1 中容器丙内反应的平衡常数为2.5
【答案】C
【解析】A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol,正反应放热,温度越高NH3的质量分数越小,由图2可知,丙中温度最高,反应速率最快,故A正确; B.由图1可知,甲、乙的平衡浓度相同,但乙达到平衡用时短,所以图1中容器乙的反应可能使用了催化剂,故B正确; C.图l中容器乙0~5min时间内v(N2)= 0.008 mol/(L·min),故C错误; D.由图1可知,氮气开始的浓度为0.1mol/L,平衡浓度为0.08mol/L,则 K=2.5,故D正确;
【题目】硅酸盐在地壳中分布很广,可用蛭石生产硫酸镁和氢氧化镁。某地蛭石的主要成分是[(Mg2.36Fe0.48Al0.16)(Si2.72Al1.28)O10(OH)2] ·[Mg0.32(H2O)0.42],还含有少量杂质FeO。
实验步骤如下:
Ⅰ.制取粗硫酸镁:用硫酸浸泡蛭石矿粉,过滤,将滤液结晶得到粗硫酸镁。
Ⅱ.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1mol·L—1H2O2溶液,再加试剂A调节溶液pH,并分离提纯。
Ⅲ.制取氢氧化镁:向步骤Ⅱ得的溶液中加入过量氨水。
一些金属离子转化为氢氧化物沉淀时溶液的pH如表1所示
表1
Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ | |
开始沉淀时 | 1.5 | 3.3 | 6.5 | 9.4 |
完全沉淀时 | 3.7 | 5.2 | 9.7 |
请回答:
(1)在步骤Ⅱ中加H2O2溶液的目的是___________。调节溶液pH的范围是______________。试剂A的最佳选择是_________(填字母序号)。
A、MgO B、Na2CO3 C、蒸馏水 D、稀硫酸
(2)测定粗硫酸镁中Fe2+的含量。称取12.3g粗硫酸镁样品溶于水形成溶液,完全转移到锥形瓶中,加稀硫酸酸化,滴加几滴黄色铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液,用0.010 mol·L—1H2O2溶液进行滴定。平行测定4组,消耗H2O2溶液的体积数据记录如表2所示。
表2
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 平均值 |
消耗H2O2溶液的体积/mL | 12.49 | 12.50 | 13.62 | 12.51 |
①K3[Fe(CN)6]与Fe2+反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀,请写出反应的离子方程:________。
②反应达到终点时的标志是_________________________________________________。
③根据表2数据,可计算出粗硫酸镁样品中含有Fe2+_______________mol。
(3)工业上常以Mg2+的转化率为考查指标来确定步骤Ⅲ制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。
①步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为_________________________。
②已知25℃时,Mg(OH)2和Ca(OH)2的Ksp分别为2×10-11和4.7×10—6。若用石灰乳替代氨水,__________(填“能”或“不能”)制氢氧化镁,理由是_____________________________。
③通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时就认为沉淀完全,Mg2+完全沉淀时溶液的pH为________。(保留小数点后一位)(已知lg2=0.3)