【題目】難溶性雜鹵石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)屬于“呆礦”,在水中存在如下平衡
K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca2++2K++Mg2++4+2H2O
為能充分利用鉀資源,用飽和Ca(OH)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀,工藝流程如圖1:
(1)濾渣主要成分有__________和___________以及未溶雜鹵石.
(2)用化學平衡移動原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸出K+的原因:_______________.
(3)“除雜”環(huán)節(jié)中,先加入_______溶液,經(jīng)攪拌等操作后,過濾,再加入________溶液調(diào)濾液PH至中性.
(4)不同溫度下,K+的浸出濃度與溶浸時間的關系是圖2,由圖可得,隨著溫度升高,①__________________________②______________________________;
(5)有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑,則溶浸過程中會發(fā)生:CaSO4(s)+CaCO3(s)+
已知298K時,Ksp(CaCO3)=2.80×10﹣9,Ksp(CaSO4)=4.90×10﹣5,求此溫度下該反應的平衡常數(shù)K_____________(計算結果保留三位有效數(shù)字).
【答案】CaSO4 Mg(OH)2 氫氧根與鎂離子結合使平衡向右移動,鉀離子變多 K2CO3 H2SO4 在同一時間K+的浸出濃度大 反應速率加快,平衡時溶浸時間短 1.75×104
【解析】
(1)依據(jù)流程和制取目的,結合“呆礦”,在水中存在的平衡分析,加入飽和Ca(OH)2溶液對平衡的影響分析判斷;
(2)依據(jù)氫氧化鈣和平衡狀態(tài)下的鎂離子結合生成氫氧化鎂沉淀,促進平衡右移分析;
(3))“除雜”環(huán)節(jié)中主要是除去鈣離子,但不能引入新的雜質(zhì),調(diào)節(jié)溶液PH呈中性,除去加入的碳酸鉀,得到較純凈的硫酸鉀,需要加入硫酸調(diào)節(jié);
(4)依據(jù)圖象分析,縱軸意義,曲線的變化,達到平衡需要的時間分析判斷;
(5)以可溶性碳酸鹽為溶浸劑,則溶浸過程中會發(fā)生:CaSO4(s)+CO32﹣(aq)CaCO3(s)+SO42﹣(aq)平衡常數(shù)概念寫出計算式,依據(jù)硫酸鈣、碳酸鈣溶度積常數(shù)的計算表達式,轉(zhuǎn)化關系中鈣離子相同計算分析
(1)“呆礦”,在水中存在沉淀溶解平衡:K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca2++2K++Mg2++4SO42﹣+2H2O,為能充分利用鉀資源,用飽和Ca(OH)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀,氫氧根離子和鎂離子結合生成氫氧化鎂沉淀,同時鈣離子增多,析出硫酸鈣沉淀,所以濾渣中主要成分為CaSO4,Mg(OH)2,故答案為CaSO4;Mg(OH)2;
(2)Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸出K+的原因是氫氧化鈣是飽和溶液,加入后氫氧根離子和鎂離子結合生成氫氧化鎂沉淀,促進平衡右移鈣離子增多,飽和溶液中析出氫氧化鈣,增多K+,故答案為氫氧根與鎂離子結合使平衡向右移動,鉀離子變多;
(3)“除雜”環(huán)節(jié)主要是除去鈣離子,依據(jù)除雜原則不能引入新的雜質(zhì),根據(jù)制取的目的是制備硫酸鉀,所以加入的試劑易于除去,不引入新的雜質(zhì),因此加入過量K2CO3除鈣離子,過濾后加入硫酸至中性,除去碳酸鉀,故答案為K2CO3;H2SO4;
(4)分析不同溫度下,K+的浸出濃度與溶浸時間的關系,溫度越高K+的浸出濃度越大,溶浸時間越短,反應速率越大,達到平衡越快,故圖象中分析得到的結論為:溫度越高,在同一時間K+的浸出濃度大;反應速率加快,平衡時溶浸時間短,
故答案為在同一時間K+的浸出濃度大;反應速率加快,平衡時溶浸時間短;
(5)溶浸過程中會發(fā)生:CaSO4(s)+CO32﹣(aq)CaCO3(s)+SO42﹣(aq),CaCO3(s)=Ca2++CO32﹣;CaSO4(s)=Ca2++SO42﹣;依據(jù)硫酸鈣、碳酸鈣溶度積常數(shù)的計算表達式,轉(zhuǎn)化關系中鈣離子相同計算,反應的平衡常數(shù)K====1.75×104,故答案為1.75×104.
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【題目】在一密閉容器中,反應aA(g)bB(g)達平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,將達到新的平衡時,B的濃度是原來的60%,則
A.平衡向逆反應方向移動了
B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減小了
C.物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)增加了
D.a>b
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【題目】在實驗室里,常用如圖所示裝置制取并收集氨氣。請回答下列問題:
(1)原理與方法
①制取氨氣的化學方程式為__________________________________;
②該收集氨氣的方法為________。
A.向上排空氣法 B.向下排空氣法
(2)裝置與操作
按下圖組裝儀器,進行實驗。儀器a的名稱為____________。
(3)思考與交流
①欲制取標準狀況下4.48 L NH3,至少需要NH4Cl________g;
②實驗室制取氨氣,還可采用下圖中的______(填“A”或“B”)。
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【題目】甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2 )在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH 3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
已知反應①中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學鍵 | H—H | C—O | H—O | C—H | |
E/(kJ mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
回答下列問題:
(1)CH3OH中氧在周期表中位于___,屬于___區(qū)元素,與其同周期相鄰兩種元素原子的第一電離能由大到小的順序為___(用元素符號表示),其原因是___。
(2)寫出CH3OH的結構式___;反應①的熱化學方程式(熱量用具體數(shù)值表示)___。
(3)當△H2=-58kJ mol-1,則△H3=__kJ mol-1。
(4)CO和H2的混合氣體又稱水煤氣,可由水和煤在一定條件下產(chǎn)生,寫出該反應的化學方程式___。
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【題目】現(xiàn)使用酸堿中和滴定法測定市售白醋的總酸量[(g·(100 mL)-1]。
(Ⅰ)實驗步驟
(1)用___(填儀器名稱)量取10.00mL食用白醋,在燒杯中用水稀釋后轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中定容,搖勻即得待測白醋溶液。
(2)用酸式滴定管取待測白醋溶液20.00mL于錐形瓶中,向其中滴加2滴酚酞作指示劑。
(3)讀取盛裝0.1000mol·L-1NaOH溶液的堿式滴定管的初始讀數(shù)。如果液面位置如圖所示,則此時的讀數(shù)為___mL。
(4)滴定。當___時,停止滴定,并記錄 NaOH溶液的終讀數(shù)。重復滴定3次。
(Ⅱ)實驗記錄
滴定次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 |
V(樣品)(mL) | 20.00 | 20.00 | 20.00 | 20.00 |
V(NaOH)(消耗)(mL) | 15.95 | 15.00 | 15.05 | 14.95 |
(Ⅲ)數(shù)據(jù)處理與討論
(1)甲同學在處理數(shù)據(jù)時計算得:平均消耗的NaOH溶液的體積V=mL=15.24mL,乙指出其計算不合理。按正確數(shù)據(jù)處理,可得市售白醋總酸量=____g·(100mL)-1;
(2)在本實驗的滴定過程中,下列操作會使實驗結果偏大的是___填寫序號)。
a.堿式滴定管在滴定時用標準NaOH溶液潤洗
b.堿式滴定管的尖嘴在滴定前有氣泡,滴定后氣泡消失
c.錐形瓶中加入待測白醋溶液后,再加少量水
d.錐形瓶在滴定時劇烈搖動,有少量液體濺出
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【題目】某溫度時,在2 L容器中三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析,該反應的化學方程式和反應開始至2 min末Z的平均反應速率分別為( 。
A.X+3Y2Z 0.1 mol L-1min-1B.2X+Y2Z 0.1 mol L-1min-1
C.X+2YZ 0.05 mol L-1min-1D.3X+Y2Z 0.05 mol L-1min-1
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【題目】向含n mol AlCl3的溶液中加入m mol NaOH溶液,觀察到的現(xiàn)象是先有白色沉淀生成,后部分溶解,則生成Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量是( )
A.(4n-m)molB.(4m-n)molC.(n-3m)molD.(3m-n)mol
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【題目】Ⅰ.如圖所示,U形管內(nèi)盛有100mL的溶液,按要求回答下列問題:
(1)打開K2 ,合并K1 ,若所盛溶液為CuSO4溶液: B極的電極反應式為 ______
(2)打開K1,合并K2,若所盛溶液為滴有酚酞的KCl溶液,則:總反應化學方程式是 __________________。
(3)反應一段時間后打開K2,若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解,B極產(chǎn)生氣體的體積(標準狀況)為11.2mL,將溶液充分混合,常溫下溶液的pH約為 ________。若要使電解質(zhì)溶液恢復到原狀態(tài),需向U形管內(nèi)加入或通入一定量的 __________。
Ⅱ.CO用途廣泛,工業(yè)應用時離不開平衡思想的指導:在某一容積為5L的體積不變的密閉容器內(nèi),加入0.3 mol 的CO和0.3mol的H 2O,在催化劑存在和800℃的條件下加熱,發(fā)生如下反應:CO(g)+H20(g)CO2(g)+H2(g) △H>0,反應中CO2的濃度隨時間變化情況如下圖:
(1)根據(jù)圖上數(shù)據(jù),該溫度(800℃)下的平衡常數(shù)K=____________________________。
(2)在體積不變的條件下,改變下列條件能使平衡常數(shù)K增大的有______________(填字母)
A.升高溫度 B.降低溫度 C.增大壓強 D.減小壓強 E.加入催化劑 G.移出一氧化碳氣體
(3)若保持溫度和容器的體積不變,在(1)中上述平衡體系中,再充入0.3mol的水蒸氣,重新達到平衡后,H2O的轉(zhuǎn)化率______________(填“升高”、“降低”、“不變”)。
(4)在催化劑和800℃的條件下,在某一時刻測得c(CO)=c(H2O)= 0.09mol·L-1;c(CO2)=c(H2)= 0.13 mol·L-1,則此時正、逆反應速率的大小:υ正_________υ逆(填“>”、“<”或“=”)。
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【題目】二氧化碳的捕集、利用與封存是我國能源領域的一個重要戰(zhàn)略方向,發(fā)展成一項重要的新興產(chǎn)業(yè)。
(1)已知:CH4、CO、H2的燃燒熱分別為890kJ·mol-1、283kJ·mol-1、285.5kJ·mol-1,計算下列反應的反應熱:CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=___kJ·mol-1。
(2)利用廢氣中的CO2為原料制取甲醇,反應方程式為:CO2+3H2CH3OH+H2O其他條件相同,該甲醇合成反應在不同催化劑(I、II、III)作用下反應相同時間后,CO2的轉(zhuǎn)化率隨反應溫度的變化如圖1所示。
①該反應的△H__0(填“﹤”或“﹥”)。
②d點不同催化劑(I、II、III)作用下CO2的轉(zhuǎn)化率相同的原因是___。
(3)用二氧化碳催化加氫來合成低碳烯烴,起始時以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反應器中,發(fā)生反應:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H,不同溫度下平衡時的四種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量如圖2所示:
①該反應在___自發(fā)進行(填“低溫”或“高溫”)。
②b代表的物質(zhì)是___。
③T1溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率為___。
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