铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大.回答下列问题:
(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应:
FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H1
Fe2O3(s)+CO(g)═Fe3O4(s)+CO2(g)△H2
Fe3O4(s)+CO(g)═3Fe(s)+CO2(g)H3
Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)H4
则△H4的表达式为__________(用含△H1、△H2、△H3的代数式表示).
(2)上述反应在高炉中大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下:
温度 | 250℃ | 600℃ | 1000℃ | 2000℃ |
主要成分 | Fe2O3 | Fe3O4 | FeO | Fe |
1600℃时固体物质的主要成分为__________,该温度下若测得固体混合物中m(Fe):m(O)=35:2,则FeO被CO还原为Fe的百分率为__________(设其它固体杂质中不含Fe、O元素).
(3)铁等金属可用作CO与氢气反应的催化剂.已知某种催化剂可用来催化反应CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)△H<0.在T℃,106Pa时将lmolCO和3molH2加入体积可变的密闭容器中.实验测得CO的体积分数x(CO)如下表:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
x(CO) | 0.25 | 0.23 | 0.214 | 0.202 | 0.193 | 0.193 |
①能判断CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)达到平衡的是__________(填序号).
a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(CO)=3v逆(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO的转化率为__________;在T℃106Pa时该反应的压强平衡常数Kp(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)的计算式为__________;
③图表示该反应CO的平衡转化率与温度、压强的关系.图中温度T1、T2、T3由高到低的顺序是__________,理由是__________。
钨是熔点最高的金属,是重要的战略物资.自然界中钨矿石的主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4),还含少量Si、P、As的化合物.由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如图:
已知:①滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2.
②上述流程中,除最后一步外,其余步骤钨的化合价未变.
③常温下钨酸难溶于水.
回答下列问题:
(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为__________,请写出MnWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成MnO2的化学方程式__________。
(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸调pH=10后,溶液中的杂质阴离子确SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等,则“净化”过程中,加入H2O2时发生反应的离子方程式为__________,滤渣Ⅱ的主要成分是__________。
(3)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小.图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线,则T1时Ksp(CaWO4)=__________mol•L-1.将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙,发生反应的离子方程式为__________,T2时该反应的平衡常数为__________mol•L-1。
(4)硬质合金刀具中含碳化钨(WC),利用电解法可以从碳化钨废料中回收钨.电解时,用碳化钨做阳极,不锈钢做阴极,HCl溶液为电解液,阳极析出钨酸并放出CO2.该阳极反应式为__________。
某化学兴趣小组以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料进行如下实验探究.为测定黄铜矿中硫元素的质量分数,将m1g该黄铜矿样品放入如图所示装置中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铜矿样品.
(1)锥形瓶A内所盛试剂是__________;装置B的作用是__________;锥形瓶D内发生反应的离子方程式为__________。
(2)反应结束后将锥形瓶D中的溶液进行如下处理:
如图则向锥形瓶D中加入过量H2O2溶液反应的离子方程式为__________;操作Ⅱ是洗涤、烘干、称重,其中洗涤的具体方法__________;该黄铜矿中硫元素的质量分数为__________(用含m1、m2的代数式表示).
(3)反应后固体经熔炼、煅烧后得到泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO),要验证熔渣中存在FeO,应选用的最佳试剂是__________
A.KSCN溶液、氯水 B.稀盐酸、KMnO4溶液
C.稀硫酸、KMnO4溶液 D.NaOH溶液
(4)已知:Cu+在强酸性环境中会发生反应生成Cu和Cu2+.设计实验方案验证泡铜中是否含有Cu2O__________。
25℃时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol•L-1的醋酸、醋酸钠混合溶液中,c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示.下列叙述正确的是( )
A.25℃时,CH3COOH的电离常数K的值5×10-2.75
B.随pH增大,增大
C.pH=4的溶液中,c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
D.pH=5的溶液中,c(H+)+c(Na+)+c(CH3COOH)-c(OH-)=0.1 mol•L-1
锂-铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景.该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-,下列说法不正确的是( )
A.放电时,Li+透过固体电解质向Cu极移动
B.放电时,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-
C.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O
D.整个反应过程中,氧化剂为O2
下列与实验相关的叙述错误的是( )
A.蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的,液体也不能蒸干
B.给试管中的液体加热时要不时移动试管,以免暴沸
C.可用稀硝酸鉴别MgI、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液
D.稀释浓硫酸时,如果戴有防护眼罩,可以把水慢慢倒入装有浓硫酸的烧杯中