(14分)一种“人工固氮”的新方法是在光照条件下,N2在催化剂表面与水蒸气发生反应生成NH3和氧气。 已知:
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化学键 |
N≡N |
H—O |
N—H |
O=O |
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键能/kJ·mol-1 |
945 |
463 |
391 |
498 |
(1)请根据以上信息,写出“人工固氮”新方法的热化学方程式:_____▲______;
(2)进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(反应时间3 h):
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T/℃ |
30 |
40 |
50 |
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生成NH3量/(10-6mo1/L) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
①50℃时从开始到3 h内以O2物质的量浓度变化表示的平均反应速率为 ▲ ;
②与目前广泛应用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议(请写出两条) ▲ 、 ▲ ;
(3)氨是氮肥工业的重要原料。某化肥厂生产铵态氮肥(NH4)2SO4的工业流程如下:
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① 往沉淀池中装入CaSO4悬浊液后,需先通入足量NH3,再通入CO2的原因是
▲ 。
② 煅烧炉中产生的固态副产品为 ▲ ,生产流程中能被循环利用的物质X为 ▲ 。
(15分)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组拟用KMnO4溶液滴定的方法,测定该补血剂中铁元素的含量,进行了如下实验:
[查阅资料]
在酸性条件下,用KMnO4标准溶液进行氧化还原滴定,可以测定Fe2+的含量。反应的离子方程式是:Fe2++MnO4-+H+ —— Fe3++Mn2++H2O(未配平)
[准备实验用品]
①仪器:a.电子天平,b.滴定管,c.100mL量筒,d.烧杯,e.漏斗,f.250mL容量瓶,g.锥形瓶,h.玻璃棒,i.药匙,j.烧瓶,k.铁架台(带滴定管夹),l.胶头滴管。
②试剂:a.硫酸亚铁补血剂药片,b.高锰酸钾晶体,c.酚酞溶液,d.KSCN溶液,
e.稀硫酸,f.稀盐酸,g.蒸馏水。
[实验步骤]
①称取0.474 g KMnO4晶体,配成250.00 mL水溶液;
②取5片除去糖衣(非还原糖)后的硫酸亚铁补血剂药片(1.500 g),研细后加稀硫酸溶解,配成100.00 mL水溶液。
③用酸式滴定管取待测“补血剂”溶液20.00mL于某容器中。
④盛装标准KMnO4溶液,静置后,读取数据,记录为KMnO4标准溶液体积的初读数。
⑤滴定,并记录KMnO4标准溶液的终读数。再重复滴定2次。
[实验记录]
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滴定次数 实验数据 |
1 |
2 |
3 |
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V(样品)/mL |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
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V(KMnO4)/mL(初读数) |
0.00 |
0.20 |
0.00 |
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V(KMnO4)/mL(终读数) |
15.85 |
15.22 |
14.98 |
[交流与讨论]
(1)准备的实验用品中,不需要的仪器有(填序号) ▲ ;不需要的试剂有(填序号) ▲ 。
(2)本实验所用的KMnO4标准溶液的物质的量浓度为 ▲ 。
(3)课外小组里有位同学设计了下列四种滴定方式(夹持部分略去),引起了同学们的讨论,最后取得共识,认为最合理的是 ▲ (填字母序号)。
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(4)判断滴定终点的依据是 ▲ 。
(5)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测得的补血剂中铁元素的含量会 ▲ (偏大、偏小、无影响)。
(6)根据实验数据,计算该补血剂中铁元素的含量 ▲ 。