研究化肥的合成、废水的处理等有现实的重要意义。
Ⅰ.尿素是一种非常重要的高氮化肥,工业上合成尿素的反应如下:
2NH3(l)+CO2(g)
H2O(l)+H2NCONH2 (l) △H=-103.7 kJ·mol-1
试回答下列问题:
(1)下列措施中有利于提高尿素的产率的是___________。
A.采用高温 B.采用高压 C.寻找更高效的催化剂
(2)合成尿素的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g)
H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l) △H1
第二步:H2NCOONH4(l)
H2O(l)+H2NCONH2(l) △H2
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如下图Ⅰ所示:
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① 已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第_____步反应决定。
② 反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图Ⅰ所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=____________________
③ 第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图Ⅱ所示,则△H2 0
(填“>”“<”或“=”)
Ⅱ.以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。
| 难溶物 | Ksp |
| Ca3(AsO4)2 | 6.8×10-19 |
| AlAsO4 | 1.6×10-16 |
| FeAsO4 | 5.7×10-21 |
| 污染物 | H2SO4 | As |
| 浓度 | 28.42 g/L | 1.6 g·L-1 |
| 排放标准 | pH 6~9 | 0.5 mg·L-1 |
表1.几种砷酸盐的Ksp 表2.工厂污染物排放浓度及允许排放标准
回答以下问题:
(3)若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol·L-1,
c(AsO43-)最大是 mol·L-1。
(4)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式 。
(5)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入适量生石灰调节pH到2,再投入适量生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
① 将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为 ;
②在pH调节到8左右才开始出现大量Ca3(AsO4)2沉淀的原因为
下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是( )
| 酸 | HX | HY | HZ | ||
| 浓度(mol/L) | 0.12 | 0.2 | 0.9 | 1 | 1 |
| 电离度 | 0.25 | 0.2 | 0.1 | 0.3 | 0.5 |
| 电离常数 | K1 | K2 | K3 | K4 | K5 |
A.在相同温度,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液,浓度越低,电离度越大,且K1>K2>K3=0.01
B.室温时,若在NaZ溶液中加水,则c(Z-)/ [c(HZ)• c(OH-)]的比值变小,若加少量盐酸,则比值变大
C.等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合,c(X-)+c(Y-)-2c(Z-)=2c(HZ)-c(HX)-c(HY),且c(Z-)<c(Y-)<c(X-)
D.在相同温度下,K5>K4>K3
下列实验能达到预期目的的是( )
| 编号 | 实验内容 | 实验目的 |
| A | 室温下,用pH试纸分别测定浓度为0.1mol·L-1NaClO溶液和0.1mol·L-1CH3COONa溶液的pH | 比较HClO和CH3COOH的酸性强弱 |
| B | 向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaC12固体,溶液红色变浅 | 证明Na2CO3溶液中存在水解平衡 |
| C | 向10mL 0.2 mol/L NaOH溶液中滴入2滴0.1 mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1 mol/LFeCl3溶液,又生成红褐色沉淀 | 证明在相同温度下的Ksp: Mg(OH)2 >Fe(OH)3 |
| D | 分别测定室温下等物质的量浓度的Na2SO3与Na2CO3溶液的pH,后者较大 | 证明非金属性S>C |