20.(10分) Na2S2O3·5H2O(俗称海波)是照相业常用的一种定影剂。工业上制得的Na2S2O3·5H2O晶体中可能含有Na2SO3。为测定某海波样品的成分,称取三份质量不同的该样品,分别加入相同浓度的硫酸溶液30 mL,充分反应(Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O)后滤出硫,微热滤液使SO2全部逸出。测得有关实验数据如下表(气体体积已换算为标准状况)。
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第一份 |
第二份 |
第三份 |
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样品的质量/g |
6.830 |
13.660 |
30.000 |
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二氧化硫气体的体积/L |
0.672 |
1.344 |
2.688 |
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硫的质量/g |
0.800 |
1.600 |
3.200 |
试计算:
(1)所用硫酸溶液的物质的量浓度为 。
(2)样品中n(Na2S2O3·5H2O):n(Na2SO3)= 。
(3)某环境监测小组用上述海波样品配制含Na2S2O3 0.100 mol·L-1的海波溶液,并利用它测定某工厂废水中Ba2+的浓度。他们取废水50.00 mL,控制适当的酸度加入足量的K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;沉淀经洗涤、过滤后,用适量的稀盐酸溶解,此时CrO42-全部转化为Cr2O72-;再加过量KI溶液,充分反应后,用上述配制的海波溶液进行滴定,反应完全时,测得消耗海波溶液的体积为36.00 mL。已知有关反应的离子方程式为:
①Cr2O72-
+ 6I- + 14H+ 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O
②I2
+ 2S2O32- 2I- + S4O62-
③I2 + SO32- + H2O
2I- + SO42-
+ 2H+
则滴定过程中可用 作指示剂。计算该工厂废水中Ba2+的物质的量浓度。
18.(10分)煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ•mol-1,ΔS=+133.7J•(K•mol) -1
①该反应能否自发进行与 有关;
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是 (填字母,下同)。
a.容器中的压强不变 b.1 mol H-H键断裂的同时断裂2 mol H-O键
c.v正(CO) = v逆(H2O) d.c(CO)=c(H2)
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
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实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所 需时间/min |
||
|
H2O |
CO |
H2 |
CO |
|||
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1 |
650 |
2 |
4 |
1.6 |
2.4 |
5 |
|
2 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
1.6 |
3 |
|
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验1中以v(CO2) 表示的反应速率为 。
②该反应的逆反应为 (填“吸”或“放”)热反应
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是 (用含a、b的数学式表示)。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ,下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,下列措施中能使c (CH3OH)增大的是___________。
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a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来
d.再充入1mol CO2和3mol H2