17.某实验小组用工业上废渣(主要成分Cu2S和Fe2O3)制取纯铜和绿矾(FeSO4•7H2O)产品,设计流程如下:

(1)在实验室中,欲用98%的浓硫酸(密度为1.84g•mL-1)配制500mL1.0mol•L-1的硫酸,需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还有胶头滴管、500mL容量瓶.
(2)该小组同学设计如下装置模拟废渣在过量氧气中焙烧,并验证废渣中含硫元素.

①装置A中反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;为控制反应不过于激烈并产生平稳气流,采取的操作及现象是打开分液漏斗上口活塞,控制分液漏斗旋塞,使水匀速逐滴滴下;B处应连接盛有碱石灰的干燥管(或U形管)或浓硫酸的洗气瓶(填写试剂及仪器名称).
②E装置中加入品红溶液的目的是检验气体a中的SO2;当F装置中出现白色沉淀时,反应离子方程式为2SO2+O2+2H2O+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+
(3)下列操作中,不属于步骤⑤中进行的操作的是ad(填下列各项中序号).

步骤⑥中由粗铜得到纯铜的方法为电解精炼(填写名称).
(4)为测定产品中绿矾的质量分数,称取30.000g样品溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000mol•L-1酸性KMnO4溶液进行滴定,反应为:10FeSO4+8H2SO4+2KMnO4=2MnSO4+5Fe2(SO43+K2SO4+8H2O.实验所得数据如下表所示:
滴定次数1234
KMnO4溶液体积/mL20.9020.0219.9820.00
①第1组实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是ad(填代号).
a.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
b.锥形瓶洗净后未干燥
c.滴定终点时俯视读数
d.滴定终点时仰视读数
②根据表中数据,计算所得产品中绿矾的质量分数为92.7%.
14.二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向,CCUS或许发展成一项重要的新兴产业.
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H1=a kJ•mol-1
CO(g)+H2O (g)═CO2(g)+H2 (g)△H2=b kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3=c kJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g) 的△H=a+2b-2ckJ•mol-1
(2)利用废气中的CO2为原料制取甲醇,反应方程式为:CO2+3H2═CH3OH+H2O其他条件相同,该甲醇合成反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示.
①a点所代表的状态不是(填“是”或“不是”)平衡状态.
②c点CO2的转化率高于b点,原因是b、c点都未达到平衡状态,c点温度高,反应速率快,二氧化碳的转化率较大.

(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随有少量CO副产物出现:CO2+H2?CO+H2O,且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外,还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响(用空间流率表示).通过实验分别得到数据图2、3:
①由图2得,最佳空间流率为3600h-1
②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比,并记录到达平衡所需的时间,得到如如表数据,试说明不选择单组份ZnO原因是使用单组分ZnO时反应速率虽然快,但是由图3可知,二氧化碳转化率、甲醇的产率都过低,实际生产中没有意义,故不采用.
催化剂组分质量分数(%)CuO0255075100
ZnO1007550250
到达平衡所需时间(h)2.57.48.112无催化活性
(4)用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)$\stackrel{催化剂}{?}$C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示:
①该进行的反应的△S<0(填:“>”或“<”)
②对于气体反应,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),则该反应的KP=$\frac{p({C}_{2}{H}_{4})•{p}^{4}({H}_{2}O)}{{p}^{2}(C{O}_{2})•{p}^{6}({H}_{2})}$.
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是增大压强;提高氢气和二氧化碳物质的量的比值(列举2项).
 0  168795  168803  168809  168813  168819  168821  168825  168831  168833  168839  168845  168849  168851  168855  168861  168863  168869  168873  168875  168879  168881  168885  168887  168889  168890  168891  168893  168894  168895  168897  168899  168903  168905  168909  168911  168915  168921  168923  168929  168933  168935  168939  168945  168951  168953  168959  168963  168965  168971  168975  168981  168989  203614 

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