(6分)柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源。液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:

请根据以上流程,回答相关问题:

(1)操作②的所需的主要仪器是     

(2)参照右图溶解度曲线,得到的固体A的主要成分是        (填化学式)。

(3)同学甲提出一些新的方案,对上述操作②后无色溶液进行除杂提纯,其方案如下:

【有关资料】

化学式

BaCO3

BaSO4

Ca(OH)2

MgCO3

Mg(OH)2

Ksp

8.1×109

1.08×1010

1.0×104

3.5×105

1.6×1011

【设计除杂过程】

①已知试剂B是K2CO3溶液,则混合液A的主要成分是              (填化学式)。

【获取纯净氯化钾】

②对溶液B加热并不断滴加l mol· L1的盐酸溶液,同时用pH试纸检测溶液,直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C。该操作的目的是       

③将溶液C倒入蒸发皿中,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到            时(填现象),停止加热。

【问题讨论】

④进行操作⑤中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽,根据提供的数据计算,此时溶液B中Mg2+物质的量浓度为            

 

(8分)现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类,镉是生产硫酸锌的副产品,属于高毒性金属,试回答下列相关问题.

(1)火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1373-1573K,使锌蒸馏出来。

主要反应为:2ZnS +3O22ZnO+2SO;鼓风炉中:2C+O22CO

鼓风炉中:ZnO+COZn + CO2

从火法炼锌蒸馏后的残渣中含多种金属单质及In2O3,可用硫酸提取铟,某研究机构对此研究数据如下。实验中涉及的酸度(每升溶液中含硫酸的质量)与铟的浸出率如下图1;硫酸溶液的体积与固体的体积比如图2

①当酸度为196时,其物质的量浓度为           

②从节约原料和浸出率考虑,适宜的酸度和液固比分别为:                   

(2)湿法炼锌的主要工艺流程为

①硫酸浸取的主要反应的离子方程式为:                           

②从保护环境和充分利用原料角度,如何处理或利用烟气                 

③除去酸浸出液中的铁,可用H2O2氧化,再调节pH使之形成Fe(OH)3沉淀,写出H2O2氧化Fe2+的离子方程式            

④酸浸出液还含有Cd2+,为了防止镉污染并回收镉,根据它们性质的差异,可用氢氧化钠溶液分离,已知Zn(OH)2和氢氧化铝一样也具有两性,试写出分离的离子方程式          ___________         

 

(12分)甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

(1)将1.0 mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为     

②图中的P1     P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为     。

③在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将        (填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将amol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ……Ⅱ。

④该反应的△H    0,△S      0(填“<”、“>”或“=”)。

⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是     

A.升高温度                   B.将CH3OH(g)从体系中分离

C.充入He,使体系总压强增大   D.再充入1mol CO和3molH2

⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号

T(℃)

n (CO)/n(H2)

P(MPa)

150

1/3

0.1

 

 

5

350

 

5

A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。

 

 0  46112  46120  46126  46130  46136  46138  46142  46148  46150  46156  46162  46166  46168  46172  46178  46180  46186  46190  46192  46196  46198  46202  46204  46206  46207  46208  46210  46211  46212  46214  46216  46220  46222  46226  46228  46232  46238  46240  46246  46250  46252  46256  46262  46268  46270  46276  46280  46282  46288  46292  46298  46306  203614 

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