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以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料, 原...

以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料, 原料的综合利用率较高。其主要流程如下:

1)反应I前需在FeSO4溶液中加入_____(填字母),以除去溶液中的Fe3

A.锌粉

B.铁屑

CKI溶液

DH2

 

2)反应I需控制反应温度低35℃,其目的是______________________

3)工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是:________

4)反应常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极

发生的电极反应可表示为:__________________________

 

B 防止NH4HCO3分解(或减少Fe2+的水解 ) 降低K2SO4的溶解度,有利于K2SO4析出 2SO42--2e-=S2O82- 【解析】 (1)Fe3+有氧化性,在除杂时不能引入新的杂质离子,所以可利用其氧化性,向溶液中加入还原铁粉,发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,达到除杂的目的。该方法比较简单。 (2)如果温度过高会导致NH4HCO3分解,同时由于水解反应是吸热反应,温度越高水解速率越快,也会加快Fe2+的水解,这样会使原料利用率降低。 (3)由题目看出在III反应中生成的K2SO4为固体,而K2SO4在无机溶剂中溶解度比较大,在醇中溶解度较小,所以加入醇类溶剂目的降低K2SO4的溶解度。 (4)根据电解原理,在阳极SO42-失去电子发生氧化反应,电极反应式是:2SO42- -2e-==2S2O82-。  
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新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下:

方法一:将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。

方法二:将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。

在锂离子电池中,需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子选移的介质,该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如下:

请回答下列问题:

1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是____________________________________

2)在方法一所发生的反应中,除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,还有________________________(填化学式)生成。

3)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为____________________________________

4)写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式:____________________________________

5)已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁,则该电池放电时正极的电极反应式为____________________________________

 

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已知A—O分别代表一种物质,它们之间的转化关系如下图所示(反应条件略)。ABH分别是由短周期元素组成的单质。B与冷水缓慢反应,与沸水迅速反应,放出氢气。D是一种离子化合物,其阴阳离子的个数比为23,且能与水反就应得到两种碱。C为淡黄色固体化合物,O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀。请回答下列问题:

组成B单质的元素位于周期表位置________________。化合物C电子式为____________

⑵J的熔沸点比硒化氢(H2Se)的熔沸点高,其原因是_________________

⑶IH在一定条件下也可直接反应生成LJ, 写出化学方程式:_______________

写出D与水反应的化学方程式:_____________________

红棕色污染气体M的处理具有实际意义。现在常利用反应(方程没配平)来处理M。当转移0.4mol电子时,消耗的M在标准状况下是_______L

 

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请回答氯碱工业的如下问题:

1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k_______(要求计算表达式和结果);

2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2Mg2Fe3SO42等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是______________(填序号);

3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。

①图中XY分别是____________(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小_________

②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极:______;负极:_____

③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)________________________

 

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有关物质存在如图所示的转化关系(部分产物已省略)。通常C为气体单质,G为紫黑色固体单质。实验室中,常用固体EB的催化下加热制取气体单质H

请回答下列问题:

(1)反应的化学方程式为_____________________

(2)反应的离子方程式为_____________________

(3)写出另外一种实验室制取H的化学方程式____________________________

(4)D溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀,此沉淀的Ksp=7.0×10—9。将等体积的D溶液与Pb(NO3)2溶液混合,若D的浓度为1×10—2mo1/L ,则生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为___________________

 

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超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NOCO转变成CO2N2,化学方程式如下:2NO+2CO 2CO2+N2,为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NOCO浓度如表:

时间/s

0

1

2

3

4

5

c(NO)/mol/L

1.00×10-3

4.50×10-4

2.50×10-4

1.50×10-4

1.00×10-4

1.00×10-4

c(CO)/mol/L

3.60×10-3

3.05×10-3

2.85×10-3

2.75×10-3

2.70×10-3

2.70×10-3

 

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):

(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H______0(填写“>”“<”“=”

(2)2s内的平均反应速率v(N2)=_____________

(3)在该温度下,反应的平衡常数K=______________

(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是_____

A.选用更有效的催化剂          B.升高反应体系的温度

C.降低反应体系的温度          D.缩小容器的体积

(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号

T/℃

NO初始浓度mol/L

CO初始浓度mol/L

催化剂的比表面积m2/g

280

1.2×10-3

5.8×10-3

82

 

 

 

124

350

 

 

124

 

①请在上表格中填入剩余的实验条件数据________________

②请在给出的坐标图中,画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号________________

 

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