8.碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要用途.
(1)真空碳热还原一氧化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
Al2O3(s)+AlC13(g)+3C(s)═3AlCl(g)+3CO(g)△H=a kJ•mol-1
3AlCl(g)═2Al(l)+AlC13(g)△H=b kJ•mol-1
用含a、b的代数式表示反应:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=a+bkJ•mol-1
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物.某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H=Q kJ•mol-1.在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
01020304050
NO1.000.680.500.500.600.60
N200.160.250.250.300.30
CO200.160.250.250.300.30
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=0.032 mol•L-1•min-1,T1℃时,该反应的平衡常数K=0.25.
②30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q<0(填“>”、“<”或“═”)
③在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是cd (填选项编号).
a.单位时间内生成2nmolNO(g)的同时消耗nmolCO2(g)
b.反应体系的压强不再发生改变
c.混合气体的密度保持不变
d.混合气体的平均相对分子质量保持不变
④若保持与上述反应前30min的反应条件不变,起始时NO的浓度为2.50mol/L,则反应达平衡时c(NO)=1.25mol/L.NO的转化率不变(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题,将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的.如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图.电极b表面发生的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH.
7.某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu(NO32•3H2O晶体,并进一步探究用SOCl2制备少量无水Cu(NO32.设计的合成路线如下:
已知:①Cu(NO32•3H2O$\stackrel{170℃}{→}$Cu(NO32•Cu(OH)2$\stackrel{200℃}{→}$CuO
②SOCl2熔点-105℃、沸点76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体、水解强烈放热,
请回答:
(1)Cu与足量稀HNO3反应的化学方程式3Cu+8NHO3(稀)=3Cu(NO32+4H2O+2NO↑
(2)第②步调pH适合的物质是CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3(填化学式).
(3)第③步包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤,其中蒸发浓缩的具体操作是将溶液转移至蒸发皿中,控制温度(不高于170℃),加热至溶液表面形成一层晶膜.为得到较大颗粒的Cu(NO32•3H2O晶体,可采用的方法是形成一层晶膜减慢冷却结晶的速度(填一种).
(4)第④步中发生的反应化学方程式是Cu(NO32•3H2O+3SOC12=Cu(NO32+3SO2↑+6HCI↑.
(5)第④步,某同学设计的实验装置示意图(如图1)有一处不合理,请提出改进方案并说明理由:在AB之间增加干燥装置,防止B中的水蒸气进入A中;装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞b(填“a”、“b”或“a和b”).反应过程中,可能会因温度过高而有副反应,写出两种有效措施控制SOC12滴下速度、将三颈烧瓶置于冰水浴中.
(6)为测定无水Cu(NO32产品的纯度,可用分光光度法.
已知:4NH3•H2O+Cu2+═Cu(NH342++4H2O;Cu(NH342+对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与Cu2+在一定浓度范围内成正比.现测得Cu(NH342+的吸光度A与Cu2+标准溶液浓度关系如图2所示:
准确称取0.315 0g无水Cu(NO32,用蒸馏水溶解并定容至100mL,准确移取该溶液10.00mL,加过量NH3•H2O,再用蒸馏水定容至100mL,测得溶液吸光度A=0.600,则无水Cu(NO32产品的纯度是89.5%(以质量分数表示).
 0  162973  162981  162987  162991  162997  162999  163003  163009  163011  163017  163023  163027  163029  163033  163039  163041  163047  163051  163053  163057  163059  163063  163065  163067  163068  163069  163071  163072  163073  163075  163077  163081  163083  163087  163089  163093  163099  163101  163107  163111  163113  163117  163123  163129  163131  163137  163141  163143  163149  163153  163159  163167  203614 

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