题目内容
锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿(主要成分是ZnS)为主要原料,涉及的主要反应有:
2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g)
H1=-930 kJ·mol-1
2C(s) + O2(g) = 2CO(g)
H2=-221 kJ·mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g)
H3=198 kJ·mol-1
反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g)=Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)
的
H4= kJ·mol-1。
(2)反应中生成的CO2与NH3混合,在一定条件下反应合成尿素:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H﹤0
若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是 。
a.CO2与H2O(g)浓度相等 b.容器中气体的压强不再改变
c.2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d.容器中混合气体的密度不再改变
若想提高氨气的转化率,可以采取的措施有 (写出两条)
(3)硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。
①700℃~980℃时发生反应中生成物质二氧化硫、ZnO和氧气,如该反应在2L密闭容器内进行,10min时,测得生成的氧气的物质的量为0.3mol,则这段时间二氧化硫的生成速率为 。
② 硫酸锌分解生成的SO2经下图中的循环可得到H2SO4。循环中电解过程阳极反应式是 。
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某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
(1)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_________;
(2)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、HgSO4、K2SO4等4种溶液,可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是__________;
(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
实验 混合溶液 | A | B | C | D | E | F |
4mol·L-1H2SO4溶液/mL | 30 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 |
饱和CuSO4溶液/mL | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | V6 | 20 |
H2O/mL | V7 | V8 | V9 | V10 | 10 | 0 |
①请完成此实验设计,其中:V1=______mL,V9=_____mL;
②该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因_____________________________。