(4分) 现有NH4Cl和NH3·H2O组成的混合溶液,若其pH=7,则该溶液中c(NH4+)___c(Cl-);若pH>7,则该溶液中c(NH4+)______c(Cl-)。(填“>”、“<”、“=”).
黄铁矿(主要成分FeS2)、黄铜矿(主要成分CuFeS2)均是自然界中的常见矿物资源。 (1)Stumm和Morgan提出黄铁矿在空气中氧化的四步反应如题20图-1所示: ① a反应中每生成1molFeSO4转移电子的物质的量为 mol。 ② d反应的离子方程式为 。 (2)用细菌冶铜时,当黄铜矿中伴有黄铁矿可明显提高浸取速率,其原理如题20图-2 ①冶炼过程中,正极周围溶液的pH (选填:“增大”、“减小”或“不变”) ②负极产生单质硫的电极反应式为 。
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(3)煤炭中的硫主要以黄铁矿形式存在,用氢气脱除黄铁矿中硫的相关反应(见下表),其相关反应的平衡常数的对数值与温度的关系如题20图-3。
①上述反应中,ΔH1 0(选填:“>”或“<”)。 ②提高硫的脱除率可采取的措施有 (举1例)。 ③1000K时,平衡常数的对数lgK1、lgK2和lgK3之间的关系为 。
(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题作答。若多做,则按A小题评分。A.【物质结构与性质】氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)及新型多相催化剂组成的纳米材料能利用可见光分解水,生成氢气和氧气。(1)Zn2+基态核外电子排布式为________。(2)与水分子互为等电子体的一种阴离子是________(填化学式)。(3)氮化镓(GaN)的晶体结构如图1所示,其中氮原子的杂化轨道类型是________;N、Ga原子之间存在配位键,该配位键中提供电子对的原子是________。(4)ZnO是两性氧化物,能跟强碱溶液反应生成[Zn(OH)4]2-。 不考虑空间构型,[Zn(OH)4]2-的结构可用示意图表示为________。(5)某种ZnO晶体的晶胞如图2所示,与O2-距离最近的Zn2+有________个。
(14分)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制取硫酸,其烧渣可用来炼铁。(1)煅烧硫铁矿时发生反应:FeS2+O2―→Fe2O3+SO2(未配平)。当产生448 L(标准状况)SO2时,消耗O2的物质的量为________。(2)Fe2O3用CO还原焙烧的过程中,反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的;A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)已知:ⅰ.3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH1=a kJ·mol-1ⅱ.Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g);ΔH2=b kJ·mol-1ⅲ.FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g);ΔH3=c kJ·mol-1①反应Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH=________kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。②800 ℃时,混合气体中CO2体积分数为40%时,Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为____________。③据图分析,下列说法正确的是________(填字母)。a.温度低于570 ℃时,Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeOb.温度越高,Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高c.Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率(3)FeS2是Li/FeS2电池(示意图如图)的正极活性物质。①FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200 ℃时以等物质的量连续反应24 h后得到FeS2。写出该反应的离子方程式:______________。②Li/FeS2电池的负极是金属Li,电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应为FeS2+4Li===Fe+4Li++2S2-。该反应可认为分两步进行:第1步,FeS2+2Li===2Li++FeS22-,则第2步正极的电极反应式为____________________。
(15分)KI可用于制造染料、感光材料、食品添加剂等,其工业生产过程如下:(1)“歧化”产物之一是碘酸钾(KIO3),该反应的离子方程式是____。(2)“还原”过程中使用的铁屑需用碱溶液清洗,其目的是____。(3)“调pH”的具体实验操作是____________________(限用试剂:KOH溶液、pH试纸)。(4)“操作X”的名称是________,Y的化学式是________。(5)在“操作X”后,为得到KI固体,还需要进行的实验操作是____。(6)在测定产品中KI含量时,测得其含量为101.5%,其原因可能是产品中混有I2。检验产品中含I2的方法是________________________________________。
(12分)高氯酸钠可用于制备高氯酸。以精制盐水等为原料制备高氯酸钠晶体(NaClO4·H2O)的流程如下:(1)由粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO42-、Br-等杂质)制备精制盐水时需用到NaOH、BaCl2、Na2CO3等试剂。Na2CO3的作用是____________;除去盐水中的Br-可以节省电解过程中的电能,其原因是____________。(2)“电解Ⅰ”的目的是制备NaClO3溶液,产生的尾气除H2外,还含有________(填化学式)。“电解Ⅱ”的化学方程式为__________________________________________。(3)“除杂”的目的是除去少量的NaClO3杂质,该反应的离子方程式为______________。“气流干燥”时,温度控制在80~100 ℃的原因是________________________。