(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:
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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)。
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(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 |
8.1×10一9 |
1.08×10一10 |
1.0×10一4 |
3.5×10一5 |
1.6×10一11 |
【设计除杂过程】
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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· L一1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 。
(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2.0 mol 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。
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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: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3mol H2
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。
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实验编号 |
T(℃) |
n (CO)/n(H2) |
P(MPa) |
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ⅰ |
150 |
1/3 |
0.1 |
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ⅱ |
|
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5 |
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ⅲ |
350 |
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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。
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