(14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 mol CH4和2 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),并在一定条件下发生如下反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ

测得CH4的转化率与温度、压强的关系如图。

①当压强为P1,温度为100℃时达到平衡所需的时间为5min。则用H2表示0~5min内的平均反应速率为______

②图中的P1_________P2(填“<”、“>”或“=”)。

③100℃时该反应的平衡常数为______________

④在其它条件不变时降低温度,反应Ⅰ的逆反应速率将________(填“增大” “减小”或“不变”),反应_________移动(填“向正方向”、“向逆方向”或“不”)。

(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol 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,其反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ

①则该反应的△H________0,△S_________0(填“<”、“>”或“=”)。

②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

③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的表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。

实验编号

T(℃)

n (CO)/n(H2)

P(MPa)

150

1/3

0.1

 

 

5

350

 

5

 

(12分)工业上可用下列装置来测定黄铁矿中硫的质量分数(忽略SO2、H2SO3与氧气的反应)

实验的正确操作步骤如下:

       A.连接好装置,并检查装置的气密性

       B.称取研细的黄铁矿样品

       C.将2.0g样品小心地放入硬质玻璃管中

       D.以1L/min的速率鼓入空气

       E.将硬质玻璃管中的黄硫铁矿样品加热到800℃~850℃

       F.用300mL的饱和碘水吸收SO2,发生的反应是:I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4

       G.吸收液用CCl4萃取,分液

       H.取20.00mL吸收液,用标准0.2000mol·L-1的NaOH溶液滴定。

    试回答:

 (1)已知:4FeS2 + 11 O2 = 2Fe2O3+ 8SO2      如12gFeS2完全燃烧放热85.3kJ,则FeS2燃烧热的热化学方程式是          

(2)步骤G中所用主要仪器是       ,应取     (填“上”或“下” )层溶液进行后续实验。

 (3)装置①的作用是                              

 (4)步骤H中滴定时应选用       作指示剂

 (5)假定黄硫铁矿中的硫在操作E中已全部转化为SO2,并且被饱和碘水完全吸收。滴定得到的数据如表所示:

滴定次数

待测液体的体积/mL

标准碱溶液的体积/mL

滴定前

滴定后

第一次

20.00mL

0.00

20.58

第二次

20.00mL

0.22

20.20

第三次

20.00mL

0.36

20.38

        则硫铁矿样品中硫元素的质量分数为            (保留小数点后1位)

(6)也有人提出用“沉淀质量法”测定黄铁矿中含硫质量分数,若用这种方法测定,最好是在装置⑤所得吸收液中加入下列哪种试剂                

     A.硝酸银溶液    B.氯化钡溶液     C.澄清石灰水      D.酸性高锰酸钾溶液

 

(14分))某科研小组设计出利用工业废酸(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案,实现废物综合利用,方案如下图所示。

已知:298K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。

离子

开始沉淀时的pH

完全沉淀时的pH

Fe2

6.34

9.7

Fe3

1.48

3.2

Zn2

6.2

8.0

请回答下列问题:

 (1)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS

不溶,这是由于相同温度下:Ksp(CuS)         Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。

 (2)你认为在除铁过程中选用下列物质中的     (填序号)作为试剂甲是比较合适的。

A.KMnO4          B.HNO3          C.H2O2              D.Cl2

(3)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在         范围之间。

(4)请写出加甲物质后,加入氨水控制调节溶液的pH下生成Fe(OH)3反应的离子方程式                                                  

(5)298K时,残留在乙溶液中的c(Fe3)在 __           mol/L以下。

[Fe(OH)3= 2.70×10-39]

(6)乙的溶液可直接用作氮肥,则乙的化学式是          

(7)请写出“沉淀Zn2+”步骤中发生反应的化学方程式                        

 

 0  75311  75319  75325  75329  75335  75337  75341  75347  75349  75355  75361  75365  75367  75371  75377  75379  75385  75389  75391  75395  75397  75401  75403  75405  75406  75407  75409  75410  75411  75413  75415  75419  75421  75425  75427  75431  75437  75439  75445  75449  75451  75455  75461  75467  75469  75475  75479  75481  75487  75491  75497  75505  203614 

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