富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如下:
已知:生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol/L)
| Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 |
开始沉淀时 | 1.9 | 3.4 | 7.0 | 9.1 |
完全沉淀时 | 3.2 | 4.7 | 9.0 | 11.1 |
(1)上述流程中能加快反应速率的措施有_____、_____等。
(2)酸浸时发生反应
2MgO·SiO2 +2H2SO4=2MgSO4+SiO2+2H2O,
2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O=2H3BO3+2MgSO4。
①上述反应体现出酸性强弱:H2SO4______H3BO3(填“>”或“<”)。
②酸浸时,富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解,写出相关反应的离子方程式:___________、____________。
③已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为:H3BO3+OH- =B(OH)4-。下列关于硼酸的说法正确的是_____。
a.硼酸的电离方程式可表示为:H3BO3 + H2OB(OH)4-+H+
b.硼酸是一元弱酸
c.向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液,有气泡产生
(3)检验浸出液中的杂质离子
取少量浸出液,______(填操作和现象),证明溶液中含有Fe2+。
(4)除去浸出液中的杂质离子
用MgO调节溶液的pH至____以上,使杂质离子转化为______(填化学式)沉淀,过滤。
(5)获取晶体
ⅰ.浓缩滤液,使MgSO4和H3BO3接近饱和;
ⅱ.控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。结合下图溶解度曲线,简述ⅱ的方法:将浓缩液加入到高压釜(高压环境可保证在高温条件下水为液态)中,__________(将方法补充完整)。
石嘴山市打造“山水园林城市”,因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
①SO2(g)+NH3·H2O(aq)= NH4HSO3(aq) ΔH1=a kJ/mol;
②NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH2=b kJ/mol;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3=c kJ/mol。
则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g) =2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH=______kJ/mol。
(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH =−681.8 kJ/mol对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在温度为TK时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
时间/min 浓度/mol·L−1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
O2 | 1.00 | 0.79 | 0.60 | 0.60 | 0.64 | 0.64 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 0.88 | 0.88 |
①0~10 min内,平均反应速率v(SO2)=_____mol/(L·min)。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是_____(填字母)。
A.通入一定量的O2 B.加入一定量的粉状碳酸钙
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=−34.0 kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大,其原因为_______;在1100K时,CO2的体积分数为______。
(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106 Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=____[已知:气体分压(P分)=气体总压(P)×体积分数]。
(5)汽车尾气还可利用反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=−746.8 kJ/mol,实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数____(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1 molCO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则k正︰k逆=_____。
四氯化锡可用作媒染剂。利用如图所示装置可以制备四氯化锡(部分夹持装置已略去);
有关信息如下表:
化学式 | SnCl2 | SnCl4 |
熔点/℃ | 246 | −33 |
沸点/℃ | 652 | 144 |
其他性质 | 无色晶体,易氧化 | 无色液体,易水解 |
回答下列问题:
(1)甲装置中仪器A的名称为_______。
(2)用甲装置制氯气,MnO4− 被还原为Mn2+,该反应的离子方程式为________。
(3)将装置如图连接好,检查气密性,慢慢滴入浓盐酸,待观察到_______(填现象)后,开始加热丁装置,锡熔化后适当增大氯气流量,继续加热丁装置,此时继续加热丁装置的目的是:
①促进氯气与锡反应;②__________。
(4)如果缺少乙装置,丁装置中可能产生SnCl2杂质,产生SnCl2杂质的化学方程式为______,以下试剂中可用于检测是否产生SnCl2的有_____
A.H2O2溶液 B.FeCl3溶液(滴有KSCN) C.AgNO3溶液 D.溴水
(5)己装置的作用是_____。
A.除去未反应的氯气,防止污染空气
B.防止空气中CO2气体进入戊装置
C.防止水蒸气进入戊装置的试管中使产物水解
D.防止空气中O2进入戊装置的试管中使产物氧化
(6)反应中用去锡粒1.19g,反应后在戊装置的试管中收集到2.35gSnCl4,则SnCl4的产率为____(保留3位有效数字)。
硫酸钡是一种比碳酸钡更难溶的物质。常温下-lgc(Ba2+)随-lgc(CO32-)或-lgc(SO42-)的变化趋势如图,下列说法正确的是( )
A. 趋势线A表示硫酸钡
B. 常温下,Ksp(BaCO3)=1×10-11
C. 硫酸钡更难溶,所以硫酸钡沉淀中加饱和碳酸钠溶液无法转化为碳酸钡沉淀
D. 将碳酸钡和硫酸钡固体置于水中,此时溶液中的
我国科研人员借助太阳能,将光解水制H2与脱硫结合起来,既能大幅度提高光解水制H2的效率,又能脱除SO2,工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 该装置在太阳光下分解水,实现太阳能转化为化学能
B. 催化剂b附近溶液的pH增大
C. 催化剂a表面H2O发生还原反应,产生H2
D. 吸收1molSO2,理论上能产生1molH2
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其中Y、Z位于同一主族。X的气态氢化物常用作制冷剂。ZYW2能与水剧烈反应,可观察到液面上有雾生成,并有刺激性气味的气体逸出,该气体可使品红溶液褪色。下列说法正确的是( )
A. 最简单氢化物的沸点:Z>Y
B. 原子半径:W>Z>Y>X
C. 向ZYW2与水反应后的溶液中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成
D. 把ZY2通入石蕊试液中先变红后褪色