题目内容
【题目】碘化氢常用于制备碘的化合物和用作有机反应的还原剂。碘化氢不稳定,易分解,碘化氢极易溶于水,其水溶液称为氢碘酸,氢碘酸是强酸,有较强的还原性。
(1)氢碘酸若在空气中长期放置,溶液会变成黄色,其原因是___(用化学方程式来表示)。
(2)实验室中常用干燥的红磷和碘相互接触,加少量水微热,即可生成碘化氢和亚磷酸(H3PO3),该反应的化学方程式为___。
(3)氢气和碘蒸气能直接反应生成碘化氢,H2(g)+I2(g)
2HI(g) ΔH<0。T℃时,向1L恒容密闭容器中充入0.2molH2和0.2molI2(g),5min时反应达到平衡,H2、I2(g)和HI的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图l所示:
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①0~5min内,以HI表示的该反应速率v(HI)=___。
②T℃时,该反应的平衡常数K=___。
③6min时,改变的外界条件为___。
④10min时,保持其他条件不变,再向容器中充入0.1molH2、0.1molI2(g)、0.2molHI(g),12min时达到新平衡。在图2中画出10~12min,H2和HI的浓度变化曲线___(曲线上标明H2和HI);0~5min和0~2min时间段,H2的转化率分别用α1、α2表示,则αl___α2(填“>”、“<”或“=”)。
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【答案】4HI+O2=2H2O+2I2 2P+3I2+6H2O=2H3PO3+6HI 0.064mol·L-1·min-1 64 降温
<
【解析】
(1)氢碘酸具有较强的还原性,露置在空气中会被空气中的氧气氧化为碘单质,从而使溶液变黄,反应的化学方程式为:4HI+O2=2H2O+2I2。答案为:4HI+O2=2H2O+2I2;
(2)根据题意和氧化还原反应方程式的配平原则,该反应的化学方程式为:2P+3I2+6H2O=2H3PO3+6HI。答案为:2P+3I2+6H2O=2H3PO3+6HI;
(3)①由图像可知,0~5min内,Δc(HI)=0.32mol·L-1,v(HI)=
=0.064mol·L-1·min-1。答案为:0.064mol·L-1·min-1;
②T℃时,该反应在5min时达到平衡,由图像可知,平衡时,c(HI)=0.32mol·L-1,c(H2)=c(I2)=0.04mol·L-1,则T℃时该反应的平衡常数K=
=
=64。答案为:64;
③6min时,反应物、产物浓度瞬间不变,但随着反应的进行,反应物浓度减少,生成物浓度增加,说明平衡正向移动,由于该正反应为放热反应,故6min时改变的条件是降低温度。答案为:降温;
④10min时,已达到新的平衡,此时c(H2)=c(I2)=0.02mol·L-1,c(HI)=0.36mol·L-1,则K=
=
=324。保持其他条件不变,再向容器中充入0.1molH2、0.1molI2(g)、0.2molHI,此时,c(H2)=c(I2)=0.12mol·L-1,c(HI)=0.56mol·L-1,Qc=
=
=
<K=324,平衡正向移动,c(H2)和c(I2)减小,c(HI)增大,12min时,反应达到新平衡,设10min~12min过程中Δc(H2)=Δc(I2)=xmol·L-1,则12min时,c(H2)=c(I2)=(0.12-x)mol·L-1,c(HI)=(0.56+2x)mol·L-1,则K=
=
=324,解得:x=0.08,故12min时,c(H2)=c(I2)=(0.12-0.08)mol·L-1=0.04mol·L-1,c(HI)=(0.56+0.16)mol·L-1=0.72mol·L-1,故10~12min,H2和HI的浓度变化曲线如图
所示。
由图示可知,0~5min时,H2的转化率α1=
×100%=80%,0~12min时,共充入的n(H2)=0.3mol,12min时,剩余n(H2)=0.04mol·L-1×1L=0.04mol,则0~12min时,H2的转化率α2=
×100%≈86.7%,故α1<α2。答案为:
;<。
【题目】下表是元素周期表的一部分,对于表中元素①~⑧,填空回答:
族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅤⅡA | 0 |
二 | ① | ② | ③ | ④ | ||||
三 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
(1)地壳中含量最多的元素是______,非金属性最强的元素是______。
(2)写出①的最简单的气态氢化物的电子式______。
(3)在第三周期主族元素中,单质氧化性最强的是_____,能形成的二元强酸是________。
(4)写出②的气态氢化物与②的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式_____。
【题目】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
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相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Zn2+ | Ni2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 6.2 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 8.2 | 8.9 |
(1)“滤渣1”含有S和__________________________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式_______________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________,检验生成离子试剂___________。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间,除铝的离子反应方程式是__________。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是______________。
(5)氧化中除了添加适量MnO2还可以用H2O2来氧化,写出该离子反应_______________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式_______________________________________。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=
时,z=___________。
(8)写出Fe2+和HNO3的离子反应__________。