氨是一种重要的化工原料,氨的合成与应用是当今重要研究内容之一。不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2起始物质的量之比为1∶3)。
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衡含量(%)
温度(℃) | 0.1 | 10 | 20 | 30 | 60 | 100 |
| 200 | 15.3 | 81.5 | 86.4 | 89.9 | 95.4 | 98.8 |
| 300 | 2.2 | 52.0 | 64.2 | 71.0 | 84.2 | 92.6 |
| 400 | 0.4 | 25.1 | 38.2 | 47.0 | 65.2 | 79.8 |
| 500 | 0.1 | 10.6 | 19.1 | 26.4 | 42.2 | 57.5 |
| 600 | 0.05 | 4.5 | 9.1 | 13.8 | 23.1 | 31.4 |
回答下列有关问题:
(1)利用表中数据推断得出合成氨的反应是__________反应(填“放热”、“吸热”或“无热量变化”)。
(2)根据表中数据,在200℃和100MPa时,平衡体系中NH3的物质的量分数最高,而实际工业生产不选用该条件的主要原因是___________________________________。
(3)一定条件下,对在密闭容器中进行的合成氨反应达平衡后,其他条件不变时,若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后,与原平衡相比,请将有关物理量的变化的情况填入下表中(填“增大”、“减小”或“可能增大也可能减小”):
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| 反应速率 | 平衡常数K | 氨的体积分数 |
| 变化情况 |
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(4)将1molH2和1molN2通入一体积不变的密闭容器中,在一定温度和催化剂作用下,反应达到平衡,测得NH3的物质的量为0.3mol,此时若移走0.5molH2和0.5molN2,则反应达到新的平衡时,NH3的物质的量为_____________(选填答案编号)。
A.0.3mol B.0.15mol C.小于0.15mol D.大于0.15mol,小于0.3mol
实验室制取乙酸丁酯的实验装置有以下甲、乙两种装置可供选用。
(甲) (乙)
制备乙酸丁酯所涉及的有关物质的物理性质见下表
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| 乙酸 | 1-丁醇 | 乙酸丁酯 |
| 熔点(℃) | 16.6 | -89.5 | -73.5 |
| 沸点(℃) | 117.9 | 117 | 126.3 |
| 密度(g/cm3) | 1.05 | 0.81 | 0.88 |
| 水溶性 | 互溶 | 可溶 (9g/100g水) | 微溶 |
(1)制取乙酸丁酯的装置应选用___________(填“甲”或“乙”)。不选另一种装置的
理由是______________________________________________________________。
(2)该实验生成物中除了主产物乙酸丁酯外,还可能生成的有机副产物有(写出结构简式)________________________________________________________________。
(3)酯化反应是一个可逆反应,为提高1-丁醇的利用率,写出两种可行的方法:
①___________________________________________________________________,
②___________________________________________________________________。
(4)从制备乙酸丁酯所得的混合物中分离、提纯乙酸丁酯时,需要经过多步操作,下列图示的操作中,肯定需要的化学操作是________________(选填答案编号)。
A B C D
(5)有机物的分离操作中,经常需要使用分液漏斗等仪器。使用分液漏斗前必须_______
______________________,某同学在进行分液操作时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有 。
CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图:
已知:①钴与盐酸反应的化学方程式为:Co+2HCl→CoCl2+H2↑
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 |
| 开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 7.6 | 3.4 |
| 完全沉淀 | 4.1 | 9.7 | 9.2 | 5.2 |
请回答下列问题:
(1)在上述新工艺中,用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料,其主要优点为____________________________________________________。
(2)加入碳酸钠调节pH至a,a的范围是_______________________________________。
(3)操作Ⅰ包含3个实验基本操作,它们依次是___________________________和过滤。
(4)制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是____________________________。
(5)为测定产品中CoCl2·6H2O含量,某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,过滤,并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是___________________________。
(6)在实验室,为了从上述产品中获得纯净的CoCl2·6H2O,通常先将产品溶解在乙醚中,除去不溶性杂质后,再进行_______________操作。