题目内容
(10+2分)硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是生产硫酸的工业废渣,其综合利用对环境保护具有现实意义。利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如下:
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已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如图所示:
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回答下列问题:
(1)酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是________________。
(2)煅烧FeCO3生成产品Ⅰ的化学反应方程式为 ;实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精喷灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外,还有 。
(3)为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是 ,洗涤干燥。
(4)检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是:取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液, 。
(1)Fe2+(2分) (2)4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2 (2分);坩埚、坩埚钳(2分)
(3)蒸发结晶、趁热过滤(2分) (4)滴加过量Ba(NO3)2溶液,过滤后(或静置后向上层清夜),
向滤液滴加 AgNO3溶液。(2分)
【解析】
试题分析:(1)硫铁矿烧渣中含有Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等,被还原剂还原生成单质铁,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,二氧化硅不反应,所以酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是Fe2+;
(2)亚铁离子具有还原性,因此碳酸亚铁在煅烧过程中氧气参与反应,则煅烧过程中反应的化学方程式为4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2;固体煅烧需要在坩埚中进行,所以进行煅烧操作所需仪器除了酒精喷灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外,还有坩埚、坩埚钳;
(3)产品Ⅱ是无氯钾肥,因此应该是硫酸钾。根据溶解度表中可知硫酸钾的溶解度受温度影响不大,因此为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是蒸发结晶、趁热过滤、洗涤干燥;
(4)检验氯离子需要硝酸酸化的硝酸银溶液,但由于硫酸盐也能与硝酸银反应产生白色沉淀,所以首先除去硫酸根,然后再检验氯离子。所以检验产品 II中是否含有氯化物杂质的实验操作是:取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液,滴加过量Ba(NO3)2溶液,过滤后(或静置后向上层清夜),向滤液滴加 AgNO3溶液。
考点:考查物质制备工艺流程图的分析与应用
温度700℃ 时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O发生反应
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ,反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1<t2)。
反应时间/min | n(CO)/mol | n(H2O)/ mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
t1 | 0.80 | |
t2 | 0.20 |
下列说法正确的是
A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1 mol·L-1·min-1
B.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数减小
C.温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应
D.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O,到达平衡时,n(CO2)=0.40 mol
二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上以CO和H2为原料生产二甲醚CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应:
① CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) △H1=-Q1 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2=-Q2 kJ·mol-1
③ CO(g)+ H2O(g)
CO2(g) + H2(g) △H3=-Q3 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)新工艺的总反应3H2(g)+ 3CO(g)
CH3OCH3(g)+ CO2(g)的热化学方程式为_________。
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g) + 2H2(g)
CH3OH (g) △H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ)。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
① 由表中数据判断ΔH 0 (填“ >”、“=”或“<”)。能够说明某温度下该反应是平衡状态的是
A.体系的压强不变
B.密度不变
C.混合气体的相对分子质量不变
D.c(CO)=c(CH3OH)
② 某温度下,将 2mol CO和 6mol H2 充入2L的密闭容器中,充分反应 10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,计算此温度下的平衡常数K= 。
(3)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4kJ?mol-1。实验室模拟化工生产,在恒容密闭容器中冲入一定量N2和H2后,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图。
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请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为 。
②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度,请在下图中画出实验I和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
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