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重铬酸钾(K2Cr2O7)是一种重要的化工原料,以FeO·Cr2O3为原料制备K...

重铬酸钾(K2Cr2O7)是一种重要的化工原料,以FeO·Cr2O3为原料制备K2Cr2O7的流程如下:

已知:2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2

回答下列问题:

(1)写出滤渣的一种用途:___________________

(2)“调节pH”可实现CrO42-Cr2O72-在溶液中相互转化。室温下,若初始浓度为1.0 mol·L-1Na2CrO4溶液中c(Cr2O72-)c(H+)的变化如图所示:

①由图可知,溶液酸性增大,CrO42-的平衡转化率________(增大”“减小不变”)

②根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为_________

(3)流程中的转化过程中发生的反应属于_________(填基本反应类型)

(4)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+CrO42-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度等于1.0×105 mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)_______mol·L-1,此时溶液中c(CrO42-)等于________mol·L1(已知Ag2CrO4AgClKsp分别为2.0×10-122.0×10-10)

 

用作颜料 增大 6.25×1013 复分解反应 2.0×10-5 5.0×10-3 【解析】 (1)根据反应确定滤渣的成分,然后确定其用途; (2)①根据Cr2O72-的含量与H+的浓度关系分析判断; ②根据平衡常数的定义式计算; (3)根据流程中的“转化”过程中反应物、生成物的种类及反应特点判断发生的反应类型; (4)根据溶度积常数分析计算。 (1)在熔融、氧化时,发生反应:2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2,然后水浸,Na2CrO4和NaNO2进入溶液,而Fe2O3难溶于水,因此滤渣主要成分是Fe2O3,该物质是红棕色粉末状固体,可用作颜料,也可以用作炼铁的原料; (2)①根据图示可知溶液中H+越大,Cr2O72-的浓度越大,说明含量越高,说明溶液酸性增大,CrO42-的平衡转化率增大; ②在溶液中存在可逆反应: 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,在开始时c(CrO42-)=1.0 mol/L,平衡时c(Cr2O72-)=0.4 mol/L,则消耗CrO42-的浓度为0.8 mol/L,所以平衡时c(CrO42-)=(1.0 -0.8)mol/L=0.2 mol/L,此时溶液中c(H+)=4.0×10-7 mol/L,则该反应的化学平衡常数K==6.25×1013; (3)在流程中的“转化”过程中Na2Cr2O7与KCl反应产生K2Cr2O7与NaCl,两种化合物交换成分,产生两种新的化合物,反应为复分解反应; (4) AgCl的Ksp为2.0×10-10,当Cl-沉淀完全时,c(Cl-)=1.0×10-5 mol/L,此时溶液中c(Ag+)=mol/L=2.0×10-5 mol/L; 由于Ag2CrO4的Ksp为2.0×10-12,所以溶液中c(CrO42-)=mol/L=5.0×10-3mol/L。
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含碳化合物种类繁多。回答下列问题:

(1)一定温度下,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),已知此温度下,该反应的平衡常数K=16,则平衡时体系中H2的物质的量分数为_________%

(2)在催化剂Ru催化下,CO2H2反应可生成CH4,反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。已知H2的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡,则v______(增大”“减小不变,下同)v_______,平衡常数K________,转化率α________;若在相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:

 

c(CO2)/mol/L

c(H2)/mol/L

c(CH4)/mol/L

c(H2O)/mol/L

平衡I

a

b

c

d

平衡II

m

n

x

y

 

abcdmnxy之间的关系式为_____________

(3)已知相关物质的电离平衡常数如下表:

0.1 mol·L-1Na2CO3溶液的pH_______(大于”“小于等于”)0.1 mol·L-1Na2C2O4溶液的pH

②若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中粒子浓度大小的顺序正确的是_________(填字母)

a.c(H+)>c(HC2O4-)>c(HCO3-)>c(CO32-)       b.c(HCO3-)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(CO32-)

c.c(H+)>c(HC2O4-)>c(CO32-)>c(C2O42-)       d.c(H2CO3)>c(HCO3-)>c(HC2O4-)>c(CO32-)

 

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二氧化锰(MnO2)、高锰酸钾(KMnO4)均是常用的氧化剂。回答下列问题:

(1)MnO2能将SO2氧化生成MnSO4,反应的热化学方程式为MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s)  H

已知:

I.MnO2(s)=Mn(s)+O2(g)  H1=+520 kJ·mol-1

II.S(s)+O2(g)=SO2(g)  H2=297 kJ·mol-1

III.Mn(s)+2O2(g)+S(s)=MnSO4(s)  H3=1065 kJ·mol-1

则上述反应的H=_________kJ·mol1

(2)某同学在实验室用标准Na2S2O3溶液测定KMnO4粗品的纯度,步骤如下:

①用_________(填仪器名称)称取0.7 g KMnO4粗品于锥形瓶中,加入一定量的蒸馏水将其溶解,然后加入_________(稀盐酸稀硫酸”)进行酸化。

250 mL 0.10 mol·L-1标准Na2S2O3溶液的配制,需要使用的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、量筒、玻璃棒和_________

③将①所得溶液用0.10 mol·L-1的标准Na2S2O3溶液进行滴定。滴定至终点时记录消耗的Na2S2O3溶液体积如下表:

KMnO4产品的纯度为_________(保留3位有效数字)。已知有关离子方程式为8MnO4-+5S2O32-+14H=10SO42-+8Mn2+7H2O

 

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羰基硫(化学式:COS)又称氧硫化碳、硫化羰,通常状态下为有臭鸡蛋气味的无色有毒气体。

已知:

I.CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  H1=x kJ/mol

II.COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)  H2=y kJ/mol

回答下列问题:

(1)氢气脱除COS生成COH2S,写出该反应的热化学方程式:________________

(2)2 L恒容密闭容器中加入一定量COH2O(g),发生反应I。平衡常数随温度和压强的变化如表所示:

x_________(填“>”或“<)0

a=_________

(3)T℃下,向2 L密闭容器中充入5 mol H2O(g)5 mol COS(g),发生反应II。测得混合气体中CO2体积分数(φ)与时间(t)的关系如图所示。

①该条件下COS的平衡转化率为______06min内,v[H2O(g)]=_______mol·L-1·min-1(结果保留2位有效数字)

②下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是_________(填字母)

a.v(H2O)消耗=v(CO2)生成   b.不变  c.压强保持不变  d.混合气体的密度保持不变

 

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某科研人员以废镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3CaOCuOBaO)为原料回收镍,工艺流程如下:

已知:常温下,有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如表:

回答下列问题:

(1)浸出渣主要成分为_________(填化学式)

(2)“除铜”时,Fe3+H2S反应的离子方程式为__________________

(3)“氧化”的目的是将溶液中Fe2+氧化为Fe3+,温度需控制在4050℃之间,该步骤温度不能太高的原因是_______________________

(4)“调pH”时,pH的控制范围为_________

(5)在碱性条件下,电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步,其中第一步是Cl-在阳极被氧化为ClO-,则该电极反应式为_______________________

 

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氢气(H2)是最理想的燃料。回答下列问题:

(1)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为___________

(2)氢气作为燃料的优点是________________(写出一点即可)。目前,氢氧燃料电池已经使用于汽车。若该电池的电解质呈碱性,写出负极电池反应式:_____________;若该电池的电解质呈酸性,写出正极电池反应式:________________

(3)氢气可制备H2O2。工业上较为成熟的方法是蒽醌法,其原理是:烷基蒽醌与有机溶剂配制成工作溶液,在压力为0.30MPa、温度5565℃、有催化剂存在的条件下,通入氢气进行氢化,在4044℃温度下与空气(或氧气)进行逆流氧化,经萃取、再生、精制与浓缩制得质量分数为20%30%的过氧化氢水溶液产品。上述过程可用以下反应表示:

I.H2(g)+A(l)=B(l)  H1

II.O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)  H2

其中AB为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+O2(g)=H2O2(l)H_________(“>”“<”“=”)0

(4)金属氢化物(NaHMgH2)是常用的储氢材料,写出MgH2与水反应的化学方程式:__________________

 

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