过氧化钙是一种重要的化工原料,温度在350℃以上容易分解。
(1)利用反应Ca(s)+O2
CaO2(s),在纯氧条件下,制取CaO2的装置示意图如下:
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请回答下列问题:
①装置A中反应的化学方程式为____________;仪器a的名称为__________;装置D中盛有的液体是浓硫酸,其作用一是观察氧气的流速,判断氧气通入是否过快及氧气与钙反应进行的程度;二是_______________。仪器安装后应进行的实验操作:a.通入氧气 b.检查装置气密性 c.加入药品 d.停止通氧气 e.点燃酒精灯 f.熄灭酒精灯 g.冷却至室温,正确的操作顺序为________________。
②完全反应后,有关数据记录如下:
| 空瓷舟质量m0/g | 瓷舟与钙的质量m1/g | 瓷舟与产物的质量m2/g |
| 14.80 | 15.08 | 15.25 |
据此可判断m2与理论值不符,则产物中的杂质可能是_________________________。
(2)利用反应Ca2++H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O+2NH4+,在碱性环境中,制取CaO2的流程示意图如下:
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请回答下列问题:
①主反应中,NH3·H2O在Ca2+和H2O2的反应历程中所起的作用是_______________;该反应所需的条件及操作为_______(填字母)。
a.把氯化钙溶液逐滴加入过氧化氢—氨水溶液中
b.把过氧化氢—氨水溶液逐滴加入氯化钙溶液中
c.滴加时先搅拌后静置,观察晶体析出
d.滴加时不停搅拌,直至晶体完全析出
e.反应体系热水浴加热
f.反应体系冰水浴冷却
洗涤CaO2·8H2O晶体时,判断晶体是否完全洗净的试剂为_____;滤液循环使用时需在反应器中加入一种物质,该物质的化学式为_____。
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研究氮的固定具有重要意义。
(1)雷雨天气中发生自然固氮后,氮元素转化为________而存在于土壤中。处于研究阶段的化学固氮新方法是N2在催化剂表面与水发生如下反应:
2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) △H K ①
已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H1=-92.4kJ·mol-1 K1 ②
2H2(g) +O2(g) =2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1 K2 ③
则△H =________;K=___________(用K1和 K2表示)。
(2)在四个容积为2L的密闭容器中,分别充入1mol N2、3mol H2O,在催化剂条件下进行反应①3h,实验数据见下表:
| 序号 | 第一组 | 第二组 | 第三组 | 第四组 |
| t/℃ | 30 | 40 | 50 | 80 |
| NH3生成量/(10﹣6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
下列能说明反应①达到平衡状态的是_____(填字母)。
a.NH3和O2的物质的量之比为4∶3
b.反应混合物中各组份的质量分数不变
c.单位时间内每消耗1molN2的同时生成2molNH3
d.容器内气体密度不变
若第三组反应3h后已达平衡,第三组N2的转化率为___________;第四组反应中以NH3表示的反应速率是__________________,与前三组相比,NH3生成量最小的原因可能是__________________________________________。
(3)美国化学家发明一种新型催化剂可以在常温下合成氨,将其附着在电池的正负极上实现氮的电化学固定,其装置示意图如下:
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则开始阶段正极反应式为_____________;忽略电解过程中溶液体积变化,当电池中阴极区溶液pH = 7时,溶液中NH3·H2O的浓度为___________( Kb=2×10-5mol·L-1);当电池中阴极区呈红色时,溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________。