题目内容
【题目】NH4HCO3的分解温度是 35℃。以氯化钾和制取二氧化钛的副产品硫酸亚铁为原料生产铁红颜料和过二硫酸铵等，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：
（1）气体x是_________，反应 I 需控制反应温度低于35℃ , 其目的是_______。
（2）反应I的离子方程式为 ___________，FeCO3灼烧的反应方程式为 __________。
（3）各物质的溶解度曲线如图，晶体z是____，简述反应III发生的原因 ________，工业生产上常在反应III的过程中加入一定量的乙醇，其目的是_____________。
（4）反应IV 常用于生产(NH4)2S2O8 (过二硫酸铵）。电解时均用惰性电极，气体y是__________，阳极发生的电极反应可表示为_______________ 。
【答案】CO2或二氧化碳 防止 NH4HCO3分解（或减少 Fe2＋的水解） Fe2++2HCO3- =FeCO3↓+H2O+CO2↑ 4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2 K2SO4 在相同温度下，K2SO4最先达到饱和或 K2SO4溶解度最小或 K2SO4溶解度比 KCl、(NH4)2SO4小或离子反应向生成溶解度更小的 K2SO4的方向进行，故先析出 降低 K2SO4 的溶解度 H2 2SO42－-2e- = S2O82－或 2HSO4－-2e- = 2H++S2O82－
【解析】
反应I是FeSO4与NH4HCO3反应生成FeCO3、H2O和CO2，过滤得到沉淀碳酸亚铁，碳酸亚铁在氧气中灼烧生成氧化铁和二氧化碳，滤液为硫酸铵和NH4HCO3，向滤液中加入稀硫酸反应生成硫酸铵，硫酸铵加入KCl发生复分解反应生成硫酸钾和氯化铵，电解硫酸铵得到过二硫酸铵。
⑴根据分析得到气体x是CO2，根据题中信息NH4HCO3的分解温度是 35℃，因此反应I需控制反应温度低于35℃，其目的是防止NH4HCO3分解(或减少 Fe2＋的水解)；故答案为：CO2或二氧化碳；防止NH4HCO3分解(或减少 Fe2＋的水解)。
⑵反应I是 Fe2+与HCO3－ 反应生成FeCO3、H2O和CO2，其离子方程式为Fe2++2HCO3－ = FeCO3↓+H2O+CO2↑，FeCO3灼烧与氧气反应生成氧化铁和二氧化碳，其反应方程式为 FeCO3+O2 
2Fe2O3+4CO2；故答案为：Fe2++2HCO3－ = FeCO3↓+H2O+CO2↑；FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2。
⑶各物质的溶解度曲线如图，在相同温度下，K2SO4溶解度最小，离子反应向生成溶解度更小的K2SO4的方向进行，因此先析出晶体z是K2SO4，工业生产上常在反应III的过程中加入一定量的乙醇，其目的是降低 K2SO4 的溶解度；故答案为：K2SO4；在相同温度下，K2SO4最先达到饱和或 K2SO4溶解度最小或 K2SO4溶解度比 KCl、(NH4)2SO4小或离子反应向生成溶解度更小的 K2SO4的方向进行，故先析出；降低 K2SO4的溶解度。
⑷反应IV常用于生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)，反应IV是电解硫酸根或硫酸氢根生成(NH4)2S2O8，化合价升高，发生氧化反应，在阳极反应，因此阴极是氢离子得到电子生成氢气，故气体y是H2，阳极发生的电极反应可表示为2SO422e－ = S2O82或2HSO4－2e－ = 2H++S2O82；故答案为：H2；2SO422e－ = S2O82或2HSO4－2e－ = 2H++S2O82。
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【题目】碳、磷、硫等元素形成的单质和化合物在生活、生产中有重要的用途。
(1)下列氮原子的电子排布图表示的状态中，能量由低到高的顺序是____(填字母)。
A. 
B. 
C. 
D. 
(2)P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图所示：
①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为____。
②每个P4S3分子中含有的孤电子对的数目为____对。
(3)科学家合成了一种阳离子“N5n+”，其结构是对称的，5个N排成“V”形，每个N都达到8电子稳定结构，且含有2个氮氮三键，此后又合成了一种含有“N5n+”的化学式为“N8”的离子晶体(该晶体中每个N原子都达到了8电子稳定结构)，N8的电子式为____。(CN)2中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子的最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为____。
(4)直链多磷酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用顶角氧原子连接起来的，其结构如图所示。则由n个磷氧四面体形成的这类磷酸根离子的通式为____。
(5)碳酸盐中的阳离子不同，热分解温度就不同。下表为四种碳酸盐的热分解温度和对应金属阳离子的半径。随着金属阳离子半径的增大，碳酸盐的热分解温度逐渐升高，原因是 ___。
碳酸盐 | MgCO3 | CaCO3 | SrCO3 | BaCO3 |
热分解温度/℃ | 402 | 900 | 1172 | 1360 |
金属阳离子半径/pm | 66 | 99 | 112 | 135 |
(6)石墨的晶胞结构如图所示。已知石墨的密度为ρg.cm-3，C-C键的键长为r cm，M为阿伏加德罗常数的值，则石墨晶体的层间距d= ___cm。
【题目】天然气水蒸汽重整法是工业上生产氢气的重要方法，反应在 400℃以上进行。l 00kPa 时，在反应容器中通入甲烷与为水蒸汽体积比为1 : 5的混合气体，发生下表反应。
反应方程式 | 焓变△H(kJ/mol) | 600℃时的平衡常数 |
①CH4(g)+ H2O(g) | a | 0.6 |
②CH4(g)+ 2H2O(g) | +165.0 | b |
③CO(g)+ H2O(g) | -41.2 | 2.2 |
请回答下列下列问题：
（1）上表中数据 a=__________; b= ___________ 。
（2）对于反应②，既能加快反应又能提高CH4转化率的措施是_____________。
A.升温 B.加催化剂 C.加压 D.吸收CO2
（3）下列情况能说明容器中各反应均达到平衡的是___________。
A.体系中H2O与CH4物质的量之比不再变化
B.体系中H2的体积分数保持不变
C.生成n 个CO2的同时消耗2n个H2O
D. v正(CO)= v逆(H2)
（4）工业重整制氢中，因副反应产生碳会影响催化效率，需要避免温度过高以减少积碳。该体系中产生碳的反应方程式为 _______________。
（5）平衡时升温，CO含量将_________（选填“增大”或“减小”)。
（6）一定温度下 ，平衡时测得体系中 CO2和H2的物质的量浓度分别是0.75mo l/L、4.80mol/L , 则此时体系中CO 物质的量浓度是_______ mol/L。
（7）改变上述平衡体系的温度，平衡时H2O与CH4物质的量之比[
］值也会随着改变，在图中画出其变化趋势。________________
