金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。高温下密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为: WO3(s)+3H2(g)W (s) +3H2O (g) 请回答下列问题:
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为 。
(2)某温度下反应达到平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:3,则H2的平衡转化率为 ;随着温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:
温度 | 25 ℃~550 ℃~600 ℃~700 ℃ |
主要成分 | WO3 W2O5 WO2 W |
第一阶段反应的化学方程式为 ;假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为 。
(4)已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g):
WO2(s)+2H2(g) W(s)+2H2O (g) ∆H=+66.0 kJ∙mol−1
WO2(g)+2H2(g) W(s)+2H2O (g) ∆H=-137.9 kJ∙mol−1
则WO2(s) WO2(g)的 ∆H= 。
(5)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W(s)+ 2 I2 (g)WI4(g)。下列说法正确的有 。
a.灯管内的I2可循环使用
b.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上
c.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长
d.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢
CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:
已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
|
|
开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
|
|
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
|
|
③CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式______________。
(2)写出NaClO3发生反应的主要离子方程式______________;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式_________。
(3)“加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的两种沉淀的化学式为 。
(4)制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是_________;其使用的最佳pH范围是________________。
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5 D.5.0~5.5
(6)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是________________。(答一条即可)
苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如下 (加热和夹持装置等略):
已知:苯乙酸的熔点为76.5 ℃,可升华,易溶于热水,微溶于冷水,溶于乙醇。
请你根据提供的信息回答下列问题:
(1)将装置中的溶液加热至100 ℃,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130 ℃继续反应。在装置示意图中,仪器a的名称是 ,其作用是 。
(2)反应结束后加适量冷水,可分离出苯乙酸粗品。其加入冷水的目的是 。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是_______(填标号)。
A分液漏斗 B漏斗 C烧杯 D直形冷凝管 E玻璃棒
(3)如果要将苯乙酸粗品进一步提纯,你选择的实验方法是__________(填二种方法)。
(4)用CuCl2·2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是 。
(5)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是 。
通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是
| 现 象 | 解 释 |
A | KI淀粉溶液中通入Cl2,溶液变蓝 | Cl2能与淀粉发生显色反应 |
B | 向盐酸中加入浓硫酸时产生白雾 | 说明浓硫酸具有脱水性 |
C | 某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡 溶液,有白色沉淀生成 | 说明该溶液中含有SO42- |
D | 浓HNO3在光照条件下变黄 | 浓HNO3不稳定,生成棕色NO2能溶于浓硝酸 |
用氟硼酸(HBF4,属于强酸)代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液,可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良,反应方程式为:Pb+PbO2+4HBF42Pb(BF4)2+2H2O;Pb(BF4)2为可溶于水的强电解质,下列说法正确的是
A.放电时的负极反应为:PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O
B.充电时,当阳极质量增加23.9 g时,溶液中有0.2 mol电子通过
C.放电时,正极区pH增大
D.充电时,Pb电极与电源的正极相连
25℃时,有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1的一组醋酸、醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。下列有关溶液中离子浓度关系的叙述不正确的是
A.由题给图示可求出25℃时醋酸的电离平衡常数Ka=10-4.75
B.W点所表示的溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
C.pH=3.5的溶液中:c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1
D.向W点所表示的1.0 L溶液中通入0.05 mol HCl气体(溶液体积变化可忽略):c(H+)=c(CH3COOH))+c(OH-)