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18.(1)为提高生活用水的卫生标准,自来水厂常先后使用氯气和绿矾(FeSO4•7H2O)进行消毒和净化,以改善水质,其原理是Cl2与水反应生成HClO,HClO能杀死水中细菌起消毒作用;Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体具有很强的吸附能力,可吸附水中悬浮的杂质形成沉淀,使水净化.
(2)某些化学试剂可用于净水.水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为[Al2(OH)nClm•yH2O]X,式中m等于6-n.
(3)青石棉(cricidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质,是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一,青石棉的化学式为:Na2Fe5Si8O22(OH)2,若青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为:Na2O•3FeO•Fe2O3•8SiO2•H2O.

分析 (1)氯气具有强氧化性,可用于杀菌消毒,可与硫酸亚铁反应生成硫酸铁,硫酸铁可水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体;
(2)根据化合物中各元素的化合价的代数和为0计算m;
(3)硅酸盐写成氧化物形式的先后顺序为:活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水,以此解答.

解答 解:(1)氯气与水反应生成具有强氧化性的HClO,可用于杀菌消毒,可与硫酸亚铁反应生成硫酸铁,硫酸铁可水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体,可吸附水中悬浮的杂质形成沉淀,使水净化,
故答案为:Cl2与水反应生成HClO,HClO能杀死水中细菌起消毒作用;Cl2能将Fe2+ 氧化成Fe3+,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体具有很强的吸附能力,可吸附水中悬浮的杂质形成沉淀,使水净化;
(2)在化合物[Al2(OH)nClm•yH2O]X中Al是+3价,OH-是-1价,H2O是0价,Cl是-1价,所以
2×(+3)+n×(-1)+m×(-1)+y×0=0
所以m=6-n,
故答案为:6-n;
 (3)硅酸盐写成氧化物形式的先后顺序为:活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水,所以青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为:Na2O•3FeO•Fe2O3•8SiO2•H2O,
故答案为:Na2O•3FeO•Fe2O3•8SiO2•H2O.

点评 本题考查元素化合物的性质与应用,为高频考点,侧重于化学与生后的考查,有利于培养学生良好的科学素养,提高学习的积极性,注意:硅酸盐写成氧化物形式的先后顺序为:活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水,青石棉与盐酸、硝酸反应量的关系为解答难点,掌握相关物质的性质是解答关键,题目难度中等.

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(1)设反应 ①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)△H=Q1的平衡常数为K1,反应②Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g)△H=Q2的平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2的值如表:
T/KK1K2
9731.472.38
11732.151.67
现有反应 ③H2(g)+CO2(g)?CO(g)+H2O(g)△H=Q3
结合表数据,根据反应①、②推导出推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3=Q1-Q2,反应③是吸热(填“放”或“吸”)热反应.
(2)使用稀土催化剂有效消除汽车尾气中的NOx、碳氢化合物也已逐渐成为成熟技术.压缩天然气汽车利用这一技术将NOx、CH4转化成无毒物质,其中两个反应为:
Ⅰ.CH4(g)+4NO(g)$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
Ⅱ.CH4(g)+2NO2(g) $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
实验室在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生反应Ⅱ,测得在不同温度、不同投料比时,NO2的平衡转化率如表:
投料比[n(NO2)/n(CH4)]400 K500 K600 K
160%43%28%
245%33%20%
①写出该反应平衡常数的表达式K=$\frac{c({N}_{2})•c(C{O}_{2})•{c}^{2}({H}_{2}O)}{c(C{H}_{4})•{c}^{2}(N{O}_{2})}$,若降低温度,提高[n(NO2)/n(CH4)]
投料比,则K将增大.(填“增大”、“减小”或“不变”)
②400K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04mol,充入一装有催化剂的容器中,充分反应后,平衡时NO2的体积分数17.4%.
③收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中V(NO):V(NO2)=1:1.
④在密闭容器内先通入一定量的CH4,然后再充入一定量的NO2.在不同温度下,同时发生反应Ⅱ:并在 t秒时测定其中NO2转化率,绘得图象如图所示:

产生这一现象的原因是在250℃-450℃时,NOx转化率随温度升高而增大:反应未建立平衡,温度升高反应正向进行.450℃-600℃(温度较高)时,反应已达平衡,所以,温度升高平衡逆向移动,NOx转化率随温度升高反而减小.

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