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某化工厂每小时生产a 吨98%(质量分数)硫酸。为使硫充分燃烧,且在下一步催化氧...

某化工厂每小时生产a 98%(质量分数)硫酸。为使硫充分燃烧,且在下一步催化氧化时不再补充空气,要求燃烧后的混合气体中含氧气的体积分数为b%。若空气中氧气的体积分数为21%,且不考虑各生产阶段的物料损失,则

(1)该厂每小时消耗标准状况下空气的体积为___________m3

(2)为满足题设要求,b%的下限等于___________

 

7% 【解析】 根据S+O2=SO2反应前后气体体积不变,求出燃烧后O2的体积。 (1)每小时生产的纯硫酸为(a×106g×98%)÷98g/mol=a×104mol。生产过程中生成的SO2和SO3也都是a×104mol。设每小时消耗空气的体积为V,则由S+O2=SO2消耗O2的体积等于生成的SO2体积,即燃烧前空气的体积等于燃烧后混合气体的体积,据此可得以下关系:空气中O2的体积=反应中消耗的O2的体积+燃烧后混合气体中O2的体积,即V×21%=a×104mol×22.4L·mol-1×10-3m3·L-1+V×b%,V= m3。 (2)“b的下限”,其含义是指燃烧后剩余的O2在第二步催化氧化时恰好完全反应,也就是说,燃烧前空气中的氧(空气体积的21%)恰好满足两步反应。因S+O2=SO2和O2+2SO2=2SO3两步反应耗O2之比为2:1,故燃烧后(第一步反应后)混合气体中O2的体积分数的下限是b%= ×21%=7%。  
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考点分析:
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天然水里一般含有Ca2Mg2等多种离子。人们把含有较多量Ca2Mg2的水叫做硬水,含有较少量或不含Ca2Mg2的水叫做软水;降低水中Ca2Mg2含量的过程叫做硬水软化。如果硬度太高(Ca2Mg2的浓度太大)会给生产、生活带来很多不利,因此硬水的软化是水处理的重要方面之一。

离子交换法常用于工业锅炉用水的软化。离子交换剂多种多样,磺化煤(NaR)就是一种阳离子交换剂。

(1)写出用磺化煤软化含Ca2Mg2浓度较高的硬水的化学方程式____________________

(2)用药剂软化法软化过的水总是含有一定浓度的Ca2Mg2,其原因是_______________

(3)参考烧水后的锅或壶中结有水垢的现象分析说明,如果用硬度太高的水作锅炉用水,主要的不利因素是________________________________________________________________

 

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铁的某种氧化物20 g,在加热的条件下通入足量的CO完全反应,将生成的气体用石灰水吸收,得到沉淀37.5 g,求该氧化物中铁元素与氧元素的质量比。_________

 

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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),一种工业合成氨,进而合成尿素的的简易流程图如下:

(1)步骤II中制氢气原理如下:

CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)

恒容容器中,对于以上反应,能加快反应速率的是_____________

a. 升高温度 b. 充入He c. 加入催化剂 d. 降低压强

(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS,一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式为______________

(3)CO2H2在高温、高压、催化剂条件下可合成CH3CH2OH,反应的化学方程式_________________________________。以CH3CH2OH、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成然料电池,该电池中负极上的电极反应式是:_________________________

(4)已知尿素的结构简式为,请写出尿素的同分异构体中含有离子键的化学式_________

(5)已知CO2 2NH3CO(NH2)2 H2O,若合成尿素的流程中转化率为80%时,100吨甲烷为原料能够合成__________吨尿素。

 

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某科学兴趣小组为探究无机盐对植物生长的影响情况,取两株大小基本一致、发育相近的健壮的天竺葵苗,分别放在等质量的A,B两瓶液体中培养,其中A瓶装蒸馏水. B瓶装土壤浸出液。经过一段时间后,AB两瓶植株在质量和长势上的变化如下表:

(1)B瓶植株质量增加的主要原因是由于植株进行__________作用,合成了有机物。

(2)AB两瓶植株吸收的水分大部分通过___________作用散失到空气中,因此,植树造林可以增加空气的湿度,调节气候。

(3)经测定每升B瓶溶液中含氮元素的质量是1.12g,那么我们在配制此溶液时,在每升水中应加入___________gNH4NO3?(假设溶液中的氮元素全部由NH4NO3提供,溶解过程中忽略体积变化)

 

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硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:

(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前

制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:

写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式_______________________________。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式______________________________________________H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是____________________________________________

(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)

A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥

B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承

C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维

D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高

E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化铵溶液,振荡。写出实验现象并给予解释。____________________________________________

 

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