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常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应。工业上由金红石(含TiO2...

常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应。工业上由金红石(含TiO2大于96%)为原料生产钛的流程如下:

1TiCl4遇水强烈水解,写出其水解的化学方程式___________________

2若液氯泄漏后遇到苯,在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快,原因是___________

②Cl2含量检测仪工作原理如下图,则Cl2Pt电极放电的电极反应式为_______

实验室也可用KClO3和浓盐酸制取Cl2,方程式为:KClO3+ 6HCl() =" KCl" + 3Cl2↑+ 3H2O

当生成6.72LCl2(标准状况下)时,转移的电子的物质的量为____mol

3)一定条件下CO可以发生如下反应:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H

该反应的平衡常数表达式为K=_____________

将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中,CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示,下列判断正确的是___________(填序号)。

a△H <0

bP1<P2<P3

c.若在P3316℃时,起始时n(H2)/n(CO)=3,则达到平衡时,CO转化率小于50

采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用COH2制备二甲醚(简称DME)。观察下图回答问题。

催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为___________时最有利于二甲醚的合成。

 

TiCl4+ 4H2O=Ti(OH)4↓+ 4HCl↑或TiCl4+ 3H2O=H2TiO3↓+ 4HCl↑ 铁与氯气反应生成的氯化铁,对氯与苯的反应有催化作用 Cl2+ 2e-+ 2Ag+= 2AgCl 0.5 c(CH3OCH3)c(H2O)/[c(H2)4c(CO)2] a 2.0 【解析】 (1) TiCl4遇水强烈水解,生成氯化氢和氢氧化钛,化学方程式是TiCl4+ 4H2O=Ti(OH)4↓+ 4HCl↑;或TiCl4+ 3H2O=H2TiO3↓+ 4HCl↑; (2)①氯气与钢瓶中的铁反应生成的氯化铁对氯气与苯的反应有催化作用,所以钢瓶表面氯与苯的反应明显加快; ②根据图可知,银离子向通入氯气的一极移动,说明通入氯气的一极是阴极,所以氯气得到电子生成氯离子与银离子反应生成氯化银沉淀,电极反应式是Cl2+ 2e-+ 2Ag+= 2AgCl; ③根据KClO3+ 6HCl(浓) = KCl + 3Cl2↑+ 3H2O,当生成6.72LCl2(标准状况下)物质的量是0.3mol时,消耗氯酸钾的物质的量是0.1mol,氯酸钾中Cl元素的化合价从+5价降低到0价,得到5个电子,则0.1mol氯酸钾参加反应得到电子的物质的量是0.5mol,所以该过程中转移的电子的物质的量为0.5mol; (3)①根据平衡常数的定义,可知该反应的平衡常数可表示为K=c(CH3OCH3)c(H2O)/[c(H2)4c(CO)2]; ②a、压强一定时,温度升高,CO的转化率降低,说明升高温度,平衡逆向移动,则该反应是放热反应,△H <0,正确; b、压强增大,平衡正向移动,则CO的转化率增大,所以P1>P2>P3,错误; c、若在P3和316℃时,起始时n(H2)/n(CO)=3,即增大氢气的浓度而CO的浓度不变,则平衡正向移动,所以达到平衡时CO的转化率增大,大于50%,错误; 答案选a; ③根据图可知,当CO的转化率最大、DME的选择性最大值时对应的横坐标大约在2.0附近,所以n(Mn)/n(Cu)约为2.0时最有利于二甲醚的合成。  
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某含镍(Ni)废催化剂中主要含有Ni,还含有AlAl2O3Fe及其它不溶于酸、碱的杂质。部分金属氢氧化物Ksp近似值如下表所示:

化学式

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Al(OH)3

Ni(OH)2

Ksp近似值

10-17

10-39

10-34

10-15

 

 

现用含镍废催化剂制备NiSO4∙7H2O晶体,其流程图如下:

回答下列问题:

(1)“碱浸时发生反应的离子方程式为______

(2)“酸浸所使用的酸为______

(3)“净化除杂需加入H2O2溶液,其作用是______。然后调节pH使溶液中铁元素恰好完全沉淀,列式计算此时的pH______

(4)“操作A”______、过滤、洗涤、干燥,即得产品。

(5)NiSO4在强碱性溶液中可被NaClO氧化为NiOOH,该反应的离子方程式为______

(6)NiOOH可作为镍氢电池的电极材料,该电池的工作原理如图所示,其放电时,正极的电极反应式为______

 

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可燃冰(天然气水合物,可用CH4∙xH2O表示)的开采和利用,既有助于解决人类面临的能源危机,又能生产一系列的工业产品。

(1)可燃冰在一定条件下能够释放出CH4气体,该条件是________(低温、高压高温、低压”)

(2)熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)通常被称为第二代燃料电池。以CH4MCFC的燃料时,电池的工作原理如图所示。

CH4(g)H2O(g)可在电池内部经重整反应转化为H2(g)CO2(g),已知CH4H2的标准燃烧热分别为890.3kJ/mol285.8kJ/molH2O(l)=H2O(g) H=+41 kJ/mol,则甲烷重整反应的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)H=________kJ/mol

②图中电极A为燃料电池的________(正极负极”),电极B上的电极反应式为________

(3)在压强为p的恒压容器中,CH4在电弧炉的作用下制取乙炔,化学方程式为2CH4=C2H2+3H2。下表为反应体系的物料衡算表。

成分

进料

出料

CH4

CH4

C2H2

H2

物质的量(mol)

44.8

19.13

8.96

39.5

 

①计算可知C2H2的产率α=________

②出料中C2H2H2的物质的量之比并不等于1:3,可能的原因是________

 

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某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO3MnO2FeCO3MgOSiO2Al2O3等.已知碳酸锰难溶于水.一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰,流程如图1:阴离子膜法电解装置如图2所示:

(1)写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式______

(2)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如表:

离子

Fe3+

Al3+

Fe2+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀的pH

2.7

3.7

7.0

7.8

9.3

沉淀完全的pH

3.7

4.7

9.6

9.8

10.8

 

加氨水调节溶液的pH等于6,则滤渣的成分是______,滤液中含有的阳离子有H+______

(3)在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣中也无MnO2,请解释原因______

(4)电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则A电极是直流电源的______极.实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为______

(5)该工艺之所以采用阴离子交换膜,是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费,写出该副反应的电极反应式______

 

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某含锰矿物的主要成分有MnCO3MnO2FeCO3SiO2Al2O3等。已知FeCO3MnCO3难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰,主要物质转化关系如下:

1)设备1中反应后,滤液1里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣1中也无MnO2。滤渣1的主要成分是_______(填化学式)。

2)设备1中发生氧化还原反应的离子方程式是_______

3)设备2中加足量双氧水的作用是_______。设计实验方案检验滤液2中是否存在Fe2+_______

4)设备4中加入过量氢氧化钠溶液,沉淀部分溶解,。用化学平衡移动原理解释原因:_______

5)设备3中用阴离子膜法提取金属锰的电解装置图如下:

电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则A电极是直流电源的_______极。实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为___________

该工艺之所以采用阴离子交换膜,是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费,写出该副反应的电极反应式______________

 

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过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]是一种常用的氧化剂和漂白剂。一种以辉铜矿(主要成分为Cu2S,且杂质不参与下列流程中的反应)为原料制备过二硫酸铵的流程如图所示:

请回答下列问题:

(1)矿石粉碎的目的是________

(2)Cu2O和辉铜矿在高温下反应的化学方程式为________。在该反应中,n(氧化剂)n(还原剂)=________

(3)工业上,常采用电解法制取(NH4)2S2O8,其装置如下图所示。则电解时,阳极的电极反应式为:________。当电路中转移2.5mol电子时,阴极产生________(填数值)mol________(填物质)

(4)从过二硫酸铵溶液中获得过二硫酸铵晶体,需采用蒸发浓缩、降温结晶、________________、干燥等操作。

(5)过二硫酸铵常用于检验废水中的Cr3+是否超标,如果超标,溶液会变成橙色(还原产物为SO42-),写出该反应的离子方程式________

 

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