题目内容
【题目】以菱铁矿(主要成分是碳酸亚铁FeCO3)为原料制取铁的流程如图:
(1)“浸取”时通常将菱铁矿石进行粉碎,其目的是__________(填“加快”或“减慢”)反应速率,写出浸取过程中的化学反应方程式:____________________________。
(2)“氧化”和“沉淀”是将“浸取”过程中产生的Fe2+转化为Fe(OH)3沉淀,则操作①的名称为____________(填“蒸发”或“过滤”)。
(3)利用金属活动性的不同,可以采取不同的冶炼方法,其中上述过程中的②属于______(填“热还原法”或“电解法”)。
(4)氨水由氨气溶于水制备,工业合成氨气反应方程式为:N2+3H22NH3。现在2 L容积不变的容器中,通入0.8 mol H2和0.4 mol N2,3 min后生成了0.12 mol NH3 ,用NH3表示该反应的速率v(NH3)=_____________molL-1min-1。
【答案】加快 FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑ 过滤 热还原法 0.02
【解析】
根据工艺流程图分析,菱铁矿加稀硫酸浸取,生成硫酸亚铁,再加入双氧水氧化得到硫酸铁,加入氨水时,发生反应Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,过滤后得到滤渣,经灼烧后生成Fe2O3,再通过热还原法得到Fe单质,据此分析解答。
(1)“浸取”时,将菱铁矿石进行粉碎,可增大反应物的接触面积,从而加快反应速率,浸取过程中,碳酸亚铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、水和二氧化碳,反应的化学方程式为FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑,故答案为:加快;FeCO3+H2SO4=FeSO4+H2O+CO2↑;
(2)操作①是将Fe(OH)3沉淀分离出来,从溶液中分离出不溶性物质时,可用过滤的操作,故答案为:过滤;
(3)可用CO在高温的条件下还原Fe2O3得到Fe单质,该方法属于热还原法,故答案为:热还原法;
(4)由题干信息可知,容器的体积为2L,3 min后生成了0.12 mol NH3,则用NH3表示该反应的化学反应速率可表示为,故答案为:0.02。
【题目】溴苯和1-溴丙烷是重要的医药中间体。某化学兴趣小组设计如下方案制得两种有机物,实验步骤如下:
I.连接装置后,检査气密性。向各容器中加入一定量的药品。
II.将液溴滴入装置A中,保持75℃水浴加热装置C10min。
III.反应完毕后,将装置F馏出液分离,得1-溴丙烷的粗产品。
IV.将分出的粗产品,依次用12mLH2O、12mL5%Na2CO3溶液和12mLH2O洗涤,进一步提纯得1-溴丙烷。
有关数据如下:
苯 | 溴 | 溴苯 | 1-溴丙烷 | 正丙醇 | |
密度/gcm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 | 1.36 | 0.8 |
沸点/℃ | 80 | 59 | 156 | 71 | 97.1 |
水中溶解度 | 难溶 | 难溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的方程式:________。
(2)装置B的作用________。
(3)步骤IV中第一步水洗的目的主要是________。
(4)制得的溴苯中含有少量的苯,提纯溴苯的实验操作名称________。
(5)从锥形瓶内分离出1-溴丙烷粗产品,所采用的操作名称是________检验1-溴丙烷中的溴原子,需加入的试剂按照先后顺序写________。
【题目】氨是最重要的化工产品之一,其生产方法也在逐渐改进中,各国科学家均在为提高氨的产量,降低能耗作各种有益的探究;氨在工业上有广泛用途。
(1)合成氨用的H2可以CH4为原料制得。已知相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—H | C—O | C≡O | H—O | C—H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 351 | 1076 | 463 | 413 |
则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式__________。
(2)近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内,在较低的温度和压强条件下合成氨,获得了较好的产率。从化学反应本质角度分析,电磁场对合成氨反应的作用是___。
(3)在425℃、A12O3作催化剂,甲醇与氨气反应可以制得(CH3)2NH。(CH3)2NH显弱碱性,与盐酸反应生成(CH3)2NH2Cl,溶液中各离子浓度由小到大的顺序为___。
(4)直接供氨式碱性燃料电池的电池反应式4NH3+3O2=2N2+6H2O,负极电极反应式为___。
(5)如图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率,反应原理为:NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。(注:脱氮率即氮氧化物转化率)
①对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则上述反应的表达式KP=_______。
②以下说法正确的是_________。
A.上述反应的正反应为吸热反应
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
D.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
(6)氨气制取尿素的合成塔中发生反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。图中为合成塔中不同氨碳比a和水碳比b时二氧化碳转化率(x%),a宜控制在4.0左右,理由是__________。
【题目】蛇纹石矿可以看作由MgO、、和组成。某实验小组设计如下流程欲分别制得单质Al、Fe、Mg和Si。
有关氢氧化物沉淀的pH见下表:
金属阳离子 | 氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物完全沉淀时的pH |
1.9 | 3.2 | |
| 9.4 | 11.6 |
(1)蛇纹石中所含的氧、镁、硫、铝这几种元素的简单离子的半径由小到大的顺序_____,滤液A中含有的阳离子有 _________。
(2)硅元素在周期表中的位置______,二氧化碳的电子式___________。
(3)操作②中反应的化学方程式为 ____,操作④中生成沉淀G的离子方程式为 _____。
(4)操作⑤中调节pH到时,可以用到的试剂填序号____________。
a、NaOH b、氨水 c、MgO d、Mg(OH)2
(5)从滤液H制取金属Mg的流程如下:
流程中冶炼镁的方法是__________,在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O制取无水氯化镁的原因是__________。