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298K时,有两只容积相等的密闭容器A和B,A容器保持恒容,B容器保持恒压。起始时,向A容器充入3molH2和1molN2,向B容器充入3molH2和2molN2,发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。已知298K时,
H=-92.4kJ?mol-1,
S=-198.2J?mol-1?K-1
请回答下列问题:
(1)根据反应的焓变和熵变计算分析298K下合成氨反应能自发进行(列出计算式即可)
(2)达平衡后,若向两容器中通入与起始时等量的原反应气体,达到新的平衡时,A容器中NH3的体积分数 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),B容器中的NH3的体积分数
(3)298K时,将NH3通入水中得到0.1mol?L-1的氨水,测定其pH约为11,向其中加入少量的NH4Cl晶体,晶体溶解后发现溶液的pH减小。对于上述现象有两种不同的解释:
甲观点:NH4Cl水解呈酸性,增大c(H+),因此溶液的pH减小。
乙观点:NH4Cl溶于水电离出大量的NH4+,抑制NH3?H2O的电离,使c(OH-)减小,因此溶液的pH减小。
请你设计一个简单实验进行验证上述观点哪个正确,试剂自选。
(提示:298K时,0.1mol?L-1的NH3?H2O和CH3COOH的电离常数均为1.75×10-5)
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_______________________ (方程式可以不配平);
(2)现有含Cr3+和Fe3+的溶液,使用NaOH溶液和盐酸溶液,可将这两种离子相互分离,根据上图信息分 析,在涉及的过滤操作中,上述两种离子的存在形态分别是________、________(写化学式);
(3)铬的化合价除了示意图中涉及的+3和+6价外,还有0,+2,+4和+5价等。现有24 mL浓度为0. 05 mol/L
的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol/L的Na2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3被Na2Cr2O7氧化为
Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为__________;
(4)已知298K时,Cr(OH)3的溶度积常数Ksp=6.3×10-31(mol/L)4,取少量Cr2(SO4)3溶液,加入一定量的氨水达到沉淀溶解平衡,测得pH=11,则此温度下残留在溶液中的Cr3+的浓度为____________mol/L。
Ⅰ.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤,并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子)
Ⅱ.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1mol?L-1H2O2溶液,再调节溶液pH至7~8,并分离提纯.
Ⅲ.制取氢氧化镁:向步骤Ⅱ所得溶液中加入过量氨水.
| Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ | |
| 开始沉淀时 | 1.5 | 3.3 | 6.5 | 9.4 |
| 沉淀完全时 | 3.7 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
请回答:
(1)步骤Ⅱ中,可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是
A.MgO B.Na2CO3 C.蒸馏水
(2)检验粗硫酸镁溶液中Fe2+的方法是:
(3)步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为
(4)步骤Ⅱ沉淀后溶液中主要存在(NH4)2SO4,已知室温下0.1mol?L-1的(NH4)2SO4溶液pH是5,则溶液中离子浓度由大到小的排列为
(5)某生产科研小组经查阅资料得到以下溶度积Ksp数据(298K时):
Mg(OH)2(S)?Mg2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=[Mg2+]?[OH-]2=5.6×10-12
Ca(OH)2(S)?Ca2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=[Ca2+]?[OH-]2=4.7×10-6
该科研小组认为可以用熟石灰替代氨水制得氢氧化镁,他们的理由是
若沉淀转化反应为:Mg2+(aq)+Ca(OH)2(S)?Mg(OH)2(S)+Ca2+(aq),求此温度下该反应的化学平衡常数K=
(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.O2 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的
= 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 。
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(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。
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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 |
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Fe3+ |
1.48 |
3.2 |
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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.O2 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的
= 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 。
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