题目内容
【题目】木炭、活性炭、炭黑、焦炭是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，均属混合物。没有固定的几何外形，所以称为无定形碳，在工业上有着重要用途。回答下列问题：
（1）木炭与硫黄、火硝（硝酸钾）按一定比例混合即为黑火药。黑火药爆炸时生成硫化钾、氮气和二氧化碳。黑火药爆炸的化学方程式为____________。若有15g木炭参加反应，转移电子数为____________。
（2）工业上的炭黑是由烃类裂解而制得的高度分散性的黑色粉末状物质。
①已知几个反应的热化学方程式：
C(s)+O2 (g)CO2(g) ΔH1=393.5 kJmol1
2H2(g)+O2 (g)2H2O(1) ΔH2=571.6 kJmol1
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+ 2H2O(1) ΔH3=890.3 kJmol1
则由天然气生产炭黑的热化学方程式为____________。
②右图是温度对天然气生产炭黑转化率的影响，下列有关说法正确的是____________。
A. 甲烷裂解属于吸热反应
B. 增大体系压强，能提高甲烷的转化率
C. 在反应体系中加催化剂，反应速率增大
D. 升高温度，该反应的平衡常数减小
（3）活性炭可以用来净化气体和液体。
①用活性炭还原氮氧化物，可防止空气污染。向1 L密闭容器加入一定量的活性炭和NO，某温度下发生反应C（s）+ 2NO（g）
N2（g）+CO2（g），测得不同时间内各物质的物质的量如下表：
物质的量/mol 时间/min | NO | N2 | CO2 |
0 | 0.200 | 0 | 0 |
10 | 0.116 | 0.042 | 0.042 |
20 | 0.080 | 0.060 | 0.060 |
30 | 0.080 | 0.060 | 0.060 |
此温度下，该反应的平衡常数K=____________ (保留两位小数)。10~20min内，NO的平均反应速率为____________；若30 min后升高温度，达到新平衡时，容器中c(NO)∶c(N2)∶c(CO2)=2∶1∶1，则该反应的ΔH____________0(填“>”、“<”或“=”)。
②活性炭和铁屑混合可用于处理水中污染物。在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中span>Cu2+和Pb2+的去除率，结果如图所示。当混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是____________；当混合物中铁的质量分数大于50%时，随着铁的质量分数的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是____________。
【答案】 2KNO3+ S + 3C = K2S + N2↑+3CO2↑ 5NA CH4(g)C(s) +2H2(g) ΔH =+74.8kJmol1 A C 0.56 0.0036molL1min1 ＜ 活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用 炭的质量分数减少，混合物中微电池数目减少
【解析】(1)根据题目描述可得，黑火药爆炸的化学方程式为2KNO3+ S + 3C = K2S + N2↑+3CO2↑。
该反应中3molC参加反应，转移电子总数为12mol，所以15g木炭参加反应，转移电子数为=
。
(2) ①这三个反应分别记作①②③，则由③-②-①可得：CH4(g)= C(s)+ 2H2(g) ΔH=+74.8 kJmol1；
②由图象可知，天然气生产炭黑的转化率随温度升高而增大，说明甲烷裂解是吸热反应，则A正确；这是一个气体体积增大的反应，所以增大压强，反应向逆向进行，甲烷的转化率是降低的，故B错误；催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，所以C正确；甲烷裂解是一个吸热反应，所以升高温度，平衡正向移动，平衡常数是增大的，故D错误。所以正确答案为AC。
(3)①30分钟反应已达平衡，则反应的平衡常数K=
=0.56；10~20min内，NO的平均反应速率为ν(NO)= 
0.0036 mol/(Lmin)；若30 min后升高温度，达到新平衡容器中c(NO)∶c(N2)∶c(CO2)=2∶1∶1，此时K1=0.25<K=0.56，所以升高温度平衡向左移动，则该反应ΔH<0，即是放热反应；
②活性炭具有吸附作用，可能吸附少量的Cu2+和Pb2+而除去；随着铁的质量分数的增加，炭的质量分数在减少，一方面铁与炭形成的微电池数目在减少，另一方面活性炭的吸附作用也减少了，所以Cu2+和Pb2+的去除率不升反降。
夺冠金卷全能练考系列答案
【题目】工业上利用氯碱工业中的固体废物盐泥（主要成分为Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4，除此之外还有NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等。）与废稀硫酸反应制备七水硫酸镁，产率高，既处理了三废，又有经济效益。其工艺流程如下：
已知：
i）部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物 | Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
pH值（完全沉淀） | 10.02 | 8.96 | 3.20 | 4.70 | 11.12 |
ii）两种盐的溶解度图（单位为g/100g水）
根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度图，请回答下列问题。
（1）酸解时，加入的酸为____________，在酸解过程中，想加快酸解速率，请提出两种可行的措施____________、____________。
（2）加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀，该反应的离子方程式是____________。
（3）本工艺流程多次用到抽滤操作，其优点在于____________，四次抽滤时：抽滤①所得滤渣A的成分为____________、CaSO4；抽滤②所得滤渣B的成分为MnO2、____________、____________；抽滤③所得滤液C中主要杂质阳离子的检验方法是____________；抽滤④将产品抽干。
（4）依据溶解度曲线，操作M应采取的方法是适当浓缩，____________。
（5）每制备1吨MgSO4·7H2O，需要消耗盐泥2吨。若生产过程中的转化率为70%，则盐泥中镁（以氢氧化镁计）的质量分数约为____________。
