题目内容
【题目】(1)肼(N2H4)又称联氨,广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池,NO2的二聚体N2O4则是火箭中常用氧化剂。肼燃料电池原理如图所示,通入氧气的电极上发生的电极反应式为____________________。
(2)在2 L密闭容器中,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
①到达平衡时NO的转化率为_________。
②用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=____________________。
③如下图所示,表示NO2变化曲线的是________。
④能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)。
A.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变
C.v逆(NO)=2v正(O2) D.容器内的密度保持不变
【答案】O2+4e-+2H2O=4OH-65%1.5×10-3 mol·L-1·s-1bBC
【解析】
(1)原电池中负极发生失去电子的氧化反应,正极发生得到电子的,因此通入N2H4的电极是负极,通入氧气的电极是正极,电解质溶液显碱性,则正极上发生的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
(2)①到达平衡时剩余NO 0.007mol,消耗NO是0.020mol-0.007mol=0.013mol,所以NO的转化率为0.013mol/0.020mol×100%=65%。
②从0~2 s内消耗NO是0.020mol-0.008mol=0.012mol,所以根据方程式可知消耗氧气是0.006mol,浓度是0.006mol÷2L=0.003mol/L,则用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=0.003mol÷2s=1.5×10-3 mol·L-1·s-1。
③NO2是生成物,根据以上分析可知平衡时生成NO2是0.013mol,浓度是0.013mol÷2L=0.0065mol/L,所以表示NO2变化曲线的是b。
④A.v(NO2)=2v(O2)不能说明正逆反应速率相等,则反应不一定达到平衡状态,A错误;
B.正反应体积减小,则容器内压强保持不变说明反应达到平衡状态,B正确;
C.v逆(NO)=2v正(O2)说明正逆反应速率相等,则反应达到平衡状态,C正确;
D.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此容器内的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态,D错误。
答案选BC。
【题目】利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3,还含有少量Al2O3、 MgO、SiO2等杂质)制备铁红工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)还原焙烧后,Fe元素的化合价为__________。
(2)“酸浸”实验中,需加入絮凝剂沉淀杂质。絮凝剂用量和过滤时间对铁红成份的影响如下表所示。由表可知,所采用的最佳实验条件为__________。
絮凝剂用量/×10-6t | 过滤时间min | Fe2O3含量% | SiO2含量% |
40 | 5 | 96.5 | 0.12 |
50 | 10 | 97.9 | 0.10 |
60 | 20 | 98.3 | 0.07 |
100 | 40 | 99.4 | 0.01 |
150 | 150 | 99.5 | 0.008 |
(3)若“合成”中c(Mg2+)=0.01mol/L,加入NH4HCO3(设溶液体积增加1倍),当Fe2+恰好沉淀完全时,溶液中c(Fe2+)=1.0×10-5mol/L,此时是否有MgCO3沉淀生成?_______(列式计算)。FeCO3、MgCO3的Ksp分别为3.2×10-11、3.0×10-8。
(4)“合成”过程中发生反应的离子方程式为_____________.
(5)“合成”过程中温度对亚铁离子转化率的影响如下图,分析选择反应温度为40℃的原因是________。
(6)“煅烧”中由FeCO3制备Fe 2O3的化学方程式为___________。
(7)本流程中,铝元素是以________(填化学式)span>形式被除去的。