题目内容
【题目】工业上用硫铁矿石(主要成分FeS2)在沸腾炉中焙烧,经过一系列反应,得到硫酸,焙烧后的矿渣用于炼铁。其转化过程如下图所示(部分条件、反应物和产物已略去):
请回答下列问题:
(1)在上面转化过程中,硫元素被氧化的反应是________(填反应编号)。
(2)写出反应②中炼铁的化学方程式_____________。若用1000t含杂质28%的矿渣炼铁,理论上可得到含铁96%的生铁质量为_____________ t.
(3)写出反应①的化学方程式 ,若有12.0g FeS2参加反应,则发生转移的电子数为 。
(4)烟气中SO2的排放会造成酸雨,工业上常用Na2SO3溶液来吸收SO2以减少对环境的危害。
①常温下,将SO2通入一定体积的1.0mol·L-1Na2SO3溶液中,溶液pH不断减小。当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降,此时溶液中c(SO32-)的浓度是0.2mol·L-1,则溶液中c(HSO3-)是 mol·L-1。用化学平衡原理解释此时溶液显酸性的原因 。
②向①中pH约为6时的吸收液中通入足量O2充分反应。取反应后溶液10mL与10mLBaCl2溶液混合,欲使混合时能生成沉淀,所用BaCl2溶液的浓度不得低于 mol·L-1。[已知25℃时,Ksp(BaSO3)=5.48×10-7, Ksp(BaSO4)= 1.08×10-10]
【答案】(1)①③(2分)
(2)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2(2分) 525(2分)
(3)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2(2分) 6.62×1023(或1.1NA)(2分)
(4)①1.6(2分) HSO3-H++SO32-和HSO3-+H2OH2SO3+OH-,HSO3-的电离程度大于其水解程度(2分) ②2.4×10-10mol·L-1(2分)
【解析】试题分析:(1)反应①中硫元素被氧化生成SO2,反应③中硫元素被氧化生成SO3,反应④是非氧化还原反应,则在上面转化过程中,硫元素被氧化的反应是①和③。
(2)反应②中氧化铁被CO还原生成单质铁,则炼铁的化学方程式为3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。若用1000t含杂质28%的矿渣炼铁,则根据铁元素守恒可知理论上可得到含铁96%的生铁质量为=525t。
(3)反应①的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,每消耗4molFeS2转移44mol电子,即每消耗120gFeS2转移11mol电子,因此若有12.0g FeS2参加反应,则发生转移的电子数为1.1mol×6.02×1023/mol=6.62×1023。
(4)①由Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3,c(SO32-)的浓度是0.2molL-1,则反应的Na2SO3溶液为1.0mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L,由反应中的物质的量关系可知,生成的c(HSO3-)为0.8mol/L×2=1.6mol/L;溶液中存在平衡:HSO3-H++SO32-和HSO3-+H2OH2SO3+OH-,由于HSO3-的电离程度大于其水解程度,影响溶液显酸性。
②根据①中分析可知溶液中最终得到的硫酸根的物质的量浓度是1.8mol/L,与等体积氯化钡溶液混合后变为0.9mol/L,则要生成沉淀必须满足0.9×c/2≥1.08×10-10,解得c≥2.4×10-10mol·L-1。
【题目】汽车尾气和燃煤造成空气污染。
(1)CO2是大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径.目前,由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展,其化学反应是:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=+QkJ/mol
①反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 0.4 | 0.6 | 1.0 | 1.1 | 1.7 |
写出该反应平衡常数表达式:K=__________。
向一个10L的密闭容器中充入10mol CO2和7molH2,830℃时测得H2为lmol,此时V (正)________V (逆):(选填“>”、“<”)
②判断该反应在一定温度下,体积恒定的密闭容器中达到化学平衡状态的依据是__________。
A. 容器中密度不变
B. 容器内压强保持不变
C.平均摩尔质量保持不变
D.v(CO2) :v(H2) =1:3
E.单位时间内消耗2 mol CO2,同时消耗1 mol二甲醚
F.△H不变
(2)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。
①在T2温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=__________;
②当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1〉S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化趋势曲线。
(3)工业上用CO和H2合成 CH3OH:CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g)
①现在容积均为1 L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2的混合气体,控制温度进行反应,测得相关数据的关系如图所示。下列说法正确的是____________
A.正反应的△H>0
B.反应进行到5 min时,b容器中v正=v逆
C.减压可使甲醇的含量由b点变成c点
D.达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为b>a>c
②某温度下,在体积固定的4L密闭容器中将1molCO和2molH2混合,测得不同时刻的反应前后压强关系如下:
时间(min) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强比(p后/p前) | 0.98 | 0.90 | 0.80 | 0.70 | 0.70 | 0.70 |
达到平衡时CO的转化率为__________。
【题目】某化学小组欲探究FeCl3溶液、FeCl2溶液的化学性质
试剂清单:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片
请帮助他们完成以下实验报告:
序号 | 实验 目的 | 实验内容 | 实验现象 | 实验结论 | 离子方程式 |
实验1 | ① | 在FeCl2溶液中滴入适量 氯水 | 溶液由浅绿色 变为黄色 | ② | ③ |
实验2 | ④ | 在FeCl2溶液中加入锌片 | ⑤ | Zn +Fe2+= Zn2++Fe | |
实验3 | ⑥ | 在FeCl3溶液中加入足量 铁粉 | ⑦ | FeCl3(Fe3+)具有氧化性 | ⑧ |
填空:
(1)①_____________③____________ ⑤____________⑧____________
综合以上实验,你能得到的结论是:Fe3+有氧化性;_________________。
(2)亚铁盐溶液易被氧化,短时间保存亚铁盐溶液时为防止亚铁盐被氧化可在溶液中加入少量______________(填试剂名称)。
(3)检验某溶液是Fe2+溶液的方法是(任写一种试剂及其对应的现象即可):________。
(4)某同学向FeCl2溶液中加入Na2O2,产生红褐色沉淀,你认为该反应中产生红褐色沉淀的原因可能是___。