24.(15分)某工厂废渣含MgCO3、SiO2、Fe2O3 、FeCO3和CaCO 3 、Al2O3 。科研小组拟对废渣进行综合利用制取氢氧化镁、芒硝(Na2SO4·10H2O)和硫酸铝,设计如下工艺:
右表为几种沉淀的相关数据。回答以下问题:
(1)滤渣Ⅰ中主要成分是CaSO4和
(填化学式)。
(2)欲检验滤液Ⅰ中是否含有Ca2+,
能否用碳酸钠溶液? (填“行”或“不行”)。
(3)滤液Ⅰ中加入试剂后,pH必须控制为9.0。如果pH过大,可能引起的后果是 。
(4)用化学方程式表示往滤液I中加入H2O2的目的
(5)滤液Ⅱ中c(Fe3+)= 。
(6)滤液Ⅲ的主要阳离子是____________(填离子符号);欲从滤液Ⅲ中分离出硫酸铝溶液,依次加入的试剂可以是
|
(1)实验时,打开K1,关闭K2,最
后洗气瓶中发生反应的离子方程式
是 。
(2)锥形瓶内溶液pH小于7时会导
致产品分解,因此实验过程中需要控制
锥形瓶内溶液的pH。
①反应过程中,锥形瓶中溶液pH将________(填“增大”、“减小”或“保持不变”)。
②测量锥形瓶中溶液pH时,用注射器吸取溶液样品比直接打开锥形瓶瓶塞取样,除操作简便外,还具有的优点是 。
③若实验过程中测得溶液pH已接近于7。此时应该进行的操作是 。
(3)已知:2Na2 S2O3 +I2=2NaI+ Na2 S4O6。实验结束后进行相关处理,可得Na2S2O3 ·5H2O
晶体。为测量其纯度,取晶体样品mg,加水溶解后,滴入几滴淀粉溶液,用0.010mol/L碘水滴定到终点时,消耗碘水溶液vmL,则该样品纯度是 。
(4)制取硫代硫酸钠的另一种方法是直接将硫粉和亚硫酸钠、水混合共热制取。为探究制取硫代硫酸钠最佳条件(如溶液pH、亚硫酸钠浓度、反应温度、硫粉质量等),设计如下对比实验(每次实验时亚硫酸钠质量均为63g,反应时间为30min):
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实验序号 |
溶液pH |
亚硫酸钠与水的质量比 |
反应温度 |
硫粉质量 |
亚硫酸钠转化率 |
|
1 |
10 |
1.5:1 |
100 |
18 |
80.7% |
|
2 |
a |
1.1:1 |
100 |
18 |
94.6% |
①实验1、2的目的是探究亚硫酸钠浓度对亚硫酸钠转化率的影响,则a=
②若还要探究溶液pH、反应温度、硫粉质量对亚硫酸钠转化率的影响,除实验1、2外,至少还需进行 次对比实验
③实验表明:亚硫酸钠转化率不受硫粉质量多少的影响。为什么?答:_______________。
23.(13分)以焦炭为原料的制氨流程示意如下:
I、“精制”过程是将含有少量CO、CO2、O2和H2S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨(化学式为[Cu (NH3)2]Ac)溶液,以获得纯净原料气。其中,吸收CO的反应为:
CO+ [Cu (NH3)2]Ac+NH3·H2O [Cu (NH3)3CO]Ac
+H2O
<0
(1)为提高CO吸收率,可采取的一项措施是_________________________。
(2)除去氧气时,氧气将 [Cu (NH3)2]Ac氧化为 [Cu (NH3)4]Ac2,则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是
II、“造气”过程中。其中,焦炭与水蒸气在反应体系中将发生如下四个反应:
C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)
1=+90.2kJ·mol-1
C(s)+H2O(g) CO(g)+ H2(g)
2=+131.4kJ·mol-1
CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)
3
C(s)+ 2H2(g) CH4(g)
4
该体系中,一些物质的平衡组成与温度的关系图如右所示。
(3)由图可知,若采用焦炭与水蒸气反应来获得优质的水
煤气,工业生产中应尽量使焦炭和水蒸气在________(填“高
温”、“低温”或“常温”)条件下进行
(4)
3=__________________________。
(5)下表为碳与氢气合成甲烷的相关数据:
|
温度(℃) |
600 |
800 |
1000 |
|
平衡常数 |
3.2×100-146 |
1.0×10-2070 |
1.0×10-20000 |
①
4_______0(填“>”、“<”或“=”)。
②预测1000℃,焦炭与水蒸气反应体系中甲烷的含量_________
A. 几乎为0 B. 与CO浓度相当 C. 无法确定