硫酸工业和合成氨工业是衡量一个国家工业发展水平的重要指标,下图是硫酸工业和合成氨工业联合生产示意图:
回答下列问题:
(1)已知:
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=akJ/mol
SO2 (g)=S(s)+O2(g)△H=bkJ/mol
Fe(s)+2S(s)=Fe2S(s)△H=ckJ/mol
沸腾炉中主要反应的热化学方程式为____。
(2)如果生产过程中H2的总转化率为90%,FeS2的总转化率为95%,氨与硫酸生成硫酸铵的转化率为100%,则最初FeS2和H2的物质的量之比为 ___。
(3)在一定条件下,分别向体积相同的恒容密闭容器甲,乙、丙中通入一定量的N2、H2或 NH3,发生反应:N2 (g)+3H2=2NH3 (g),相关数据如下:
①乙中NH3的转化率为 ___,丙中x的取值范围为 ___。
②在t1时升高甲容器的温度,至t2时再次达到平衡,测得t2时 混合气体的平均摩尔质量比tl时小。请在图中画出tl~t2 时间段正反应速率的变化示意图______________。
(4)尾气中含有SO2,直接排放会造成环境污染,可用Fe2(SO4)3 溶液吸收。某科研团队对pH、c(Fe3+)、温度等因素对SO2最 高吸收率的影响进行研究,结果如图:
40℃时SO2的最高吸收率随pH、c(Fe3+)的增大而 __,其原因是 ___;温度高于 40℃后,SO2的最高吸收率随温度的升高而减小,其原因是____。
某废旧锂电池材料含有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂石墨和铝粉等。回收废旧锂电池中钴的工艺流程如下:
已知:Ksp(CoC2O4)=2.5×10-9,Ksp(CoCO3)=1.5×10-13
回答下列问题:
(1)“浸出液”的主要成分是LiHC2O4、Al(HC2O4)3,“浸出渣”的主要成分是CoC2O4。“浸出”中生成CoC2O4的化学方程式为________________,若H2C2O4用量过大,CoC2O4的产率反而会降低,原因是________________。
(2)“转化”中加入Na2CO3溶液发生反应的离子方程式为________________。
(3)“电解”时装置如图所示。阳极的电极反应式为________________,电解后a室中的电解液可返回________________工序继续使用。
(4)某废旧锂电池粉末中LiCoO2的质量分数为w,将mkg该废料进行回收利用,电解得到钴nkg,钴的回收率为________________。
硫酸锰(MnSO4·H2O)是一种粉色晶体,易溶于水,不溶于乙醇,是重要的微量元素肥料之一,可促进多种经济作物生长从而增加其产量。甲、乙两组同学拟制取硫酸锰并探究其性质。
(1)甲组同学拟制备MnSO4·H2O。
首先称取5.0gMnO2于200mL烧杯中,加入12.00mL6.00mol/L硫酸和6.00mLH2O。然后再称取8.0g草酸晶体[H2C2O4·2H2O],将溶液稍加热后,在搅拌下缓慢向烧杯中分批加入草酸晶体粉末。待充分反应后过滤得到浅粉色溶液,将溶液蒸发浓缩,加入适量乙醇冷却结晶,干燥后得MnSO4·H2O。
①实验中配制100mL6.00mol/L硫酸时,需要的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和____________。
②在上述过程中,若MnO2的转化率为97.44%,则最终得到MnSO4·H2O晶体的质量为________g。
(2)乙组同学拟研究硫酸锰的高温分解产物,用下图装置测量生成的Mn3O4、SO2、SO3及水蒸气。
①装置正确的连接顺序为_________________(按气流方向,填装置序号)。
②实验自始至终均需通入N2,其目的是______________。
③若起始时,在装置Ⅱ中加入MnSO4·H2O50.7g,充分反应后,测得装置Ⅲ增重6.4g,则MnSO4·H2O分解的化学方程式为________________________。
某学生做如下实验:第一步,在淀粉KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,并加入少量稀硫酸,溶液立即变蓝;第二步,在上述蓝色溶液中,滴加足量的Na2SO3溶液,蓝色逐渐消失。下列有关该同学对实验原理的解释和所得结论的叙述不正确的是( )
A.氧化性:ClO->I2>SO42—
B.蓝色消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性
C.淀粉KI溶液变蓝是因为I-被ClO-氧化为I2,I2使淀粉变蓝
D.若将Na2SO3溶液加入氯水中,氯水褪色
亚氯酸钠(NaClO2)在溶液中对生成ClO2、HClO2、ClO2-、Cl-等,其中HClO2和ClO2都是具有漂白作用。已知pOH=﹣lgc(OH-),经测定25℃时各组分含量随pOH变化情况如图所示(Cl-没有画出),此温度下,下列分析正确的是
A.HClO2的电离平衡常数的数值Ka=10-8
B.pOH=11时,ClO2-部分转化成ClO2和Cl-离子的方程式为:5ClO2-+2H2O=4ClO2+ Cl-+4OH-
C.pH=7时,溶液中含氯微粒的浓度大小为:c(HClO2)>c(ClO2-)>c(ClO2)>c(Cl-)
D.同浓度的HClO2溶液和NaClO2溶液等体积混合,则混合溶液中有c(HClO2)+2c(H+)=c(ClO2-)+2c(OH-)
W、X、Y是原子序数依次增大的同一短周期元素。W、X是金属元素,它们的最高价氧化物的水化物之间可以反应生成盐和水;Y的最外层电子数是核外电子层数的2倍,W与Y可形成化合物W2Y。下列说法正确的是
A.Y的低价氧化物与O3漂白的原理相同
B.Y的氢化物和W2Y所含化学键的类型相同
C.上述三种元素形成的简单离子,X离子半径最小
D.工业上常用电解相应的盐溶液制备W、X的单质