(15分)[化学与技术]硫酸在日常生产生活中应用非常广泛。请回答硫酸工业中的如下问题:
(1)早期生产硫酸以黄铁矿为原料,目前很多国家都已经限制以黄铁矿为原料而以硫黄为原料,以硫黄为原料的优点是 。
(2)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3,是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO27%;O211%;N2 82%);
压强/Mpa 转化率/%
温度/℃ |
0.1 |
0.5 |
1 |
10 |
400 |
99.2 |
99.6 |
99.7 |
99.9 |
500 |
93.5 |
96.9 |
97.8 |
99.3 |
600 |
73.7 |
85.8 |
89.5 |
96.4 |
利用表中数据分析。在实际生产中选择的适宜生产条件是:温度_______ ℃,压强 ___________MPa。
(3)选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率? _______(填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量? (填“是” 或“否”)。
(4)为提高SO3吸收率,实际生产中用 吸收SO3。
(5)在催化反应室中设有热交换装置,以下叙述与热交换装置的作用有关的是______(填写序号)。
A.保护环境。防止空气污染 B.充分利用热量,降低生产成本
C.升高温度,提高SO2的转化率 D.防止催化剂中毒
(6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可用 ________(填名称)吸收,然后再用硫酸处理,重新生成SO2和一种生产水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式_______________________________________。
(14分)向某密闭容器中加入0.6molA、0.2molC和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示(其中t0-t1阶段c(B)未画出)。乙图为反应体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都只改变一种条件(催化剂、温度、浓度、压强,每次改变条件均不同),已知t3~t4阶段为使用催化剂。
(1)若t1=5s,则t0~t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)=________mol/(L•s)。
(2)若t2~t3阶段,C的体积分数变小,此阶段v(正)___v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)t4~t5阶段改变的条件为_______,B的起始物质的量为_______。
(4)t5~t6阶段容器内A的物质的量共减小0.03mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,写出该反应的热化学方程式:__________________________________。
(5)该反应的化学平衡常数K可表示为_______________。[用含c(A) 、c(B) 、c(C)的式子表示]
并在下图中补画出t1~t6 各阶段K的变化趋势图像
(14分)现有A、B、C、D四种物质,B、D的焰色反应均为黄色。C是一种酸式盐,将C加入BaCl2溶液有不溶于盐酸的白色沉淀生成,D晶体在干燥空气中容易逐渐失去结晶水变成白色粉末。对A、B、C、D进行下列实验,实验过程和记录如下图所示(无关物质已略去),请回答:
(1)X与B反应的离子方程式为 。
(2)D溶液pH值大于7,原因是(用离子方程式表示) 。
(3)写出C与过量B反应(加热)的离子方程式 __________________ 。
(4)若B、C的稀溶液混合后(不加热)溶液呈中性,则该溶液中离子浓度从大到小的顺序_____________________.
(5)Y在同主族的同类物质中分子稳定性最强( ),也是沸点最高的( )。(判断正误填"是"或"否")
(6)若向三份足量的B的稀溶液中分别加入少量稀醋酸、稀硝酸、浓硫酸,均生成1molH2O时的反应热分别为 △H1 ,△H2 ,△H3 ,则三者由大到小排序为:___________________.
(15分)蓝铜矿主要含2CuCO3·Cu(OH)2,还含有少量Fe、Si的化合物,工业上以蓝铜矿为原料制备Cu及CaCO3,方法有多种。
(1)蓝铜矿与焦炭加热可以生成铜、二氧化碳和水,写出该反应的化学方程式。______________________________________________________________。
具体方法步骤如下:
请回答下列问题:
(2)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择:检验溶液A中含有Fe2+的最佳试剂为 (填代号),实验步骤中试剂①为 (填代号)。
a.KMnO4 b.(NH4) 2S c.H2O2 d.KSCN
(3)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过加热蒸发,冷却结晶、过滤等操作,加热蒸发至 ___________________时停止加热。玻璃棒在整个操作中的作用是 ________________ 。
(4)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先通入(或先加入) (填化学式)。若实验过程中有氨气逸出、应选用下列 装置吸收尾气(填代号)。
(5)从溶液C中获得Cu的方法有 (写出两种不同方法)。
(6)用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后,加入2molCu(OH)2固体使硫酸铜溶液复原(复原是指溶液溶质成分及浓度与原来完全相同),则此电解过程中共转移电子 mol。
观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是
A.①装置的总反应为2Fe3++2I-=2Fe2++I2
B.②装置中Fe为阴极,电极反应为 Fe-2e-+ 2OH-=Fe(OH)2
C.③装置中外电路电子由b极流向a极
D.④装置的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过
下列离子方程式正确的是
A.Ag2S沉淀溶解平衡表达式:Ag2S 2Ag+ + S2-
B.硫代硫酸钠溶液和稀硫酸反应:SO42--+S2O32-+6H+=3SO2↑+3H2O
C.碳酸氢钠溶液与足量的氢氧化钡溶液混合:HCO3-+Ba2++OH- = BaCO3↓+H2O
D.酸性高锰酸钾与草酸反应:MnO4-+H2C2O4+2H+=MnO2+2CO2↑+2H2O