合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：
| 温 度（℃） |
360 |
440 |
520 |
| K值 |
0.036 |
0.010 |
0.0038 |
（1）①写出工业合成氨的化学方程式 。
②由上表数据可知该反应为放热反应，理由是 。
③理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是 。（填序号）
a．增大压强 b．使用合适的催化剂
c．升高温度 d．及时分离出产物中的NH3
（2）原料气H2可通过反应 CH4(g)+H2O (g)
CO(g)+3H2(g) 获取，已知该反应中，当初始混合气
中的 
恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示：
①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1 P2（填“＞”、“=”或“＜”）。
②该反应为 反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2(g) 获取。
①T ℃时，向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度
为0.08 mol·L-1，则平衡时CO的转化率为 ，该温度下反应的平衡常数K值为 。
②保持温度仍为T ℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说
明体系处于平衡状态的是 （填序号）。
a．容器内压强不随时间改变
b．混合气体的密度不随时间改变
c．单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d．混合气中n (CO) : n (H2O) : n (CO2) : n (H2)＝1 : 16 : 6 : 6
为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,甲同学设计的实验方案如下:
请回答:
(1)操作①用到的玻璃仪器有 。
(2)写出反应①的化学方程式: ,反应②的离子反应方程式: 。
(3)设计实验方案,检测滤液D中含有的金属离子(试剂自选) 。
(4)在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体是一种绿色化学工艺,试剂Y为无色液体,反应④的总化学方程式是 。
(5)乙同学在甲同学方案的基础上提出用滤渣B来制备FeCl3·6H2O晶体,在滤渣中滴加盐酸时,发现反应速率比同浓度盐酸与纯铁粉反应要快,其原因是 。
将所得氯化铁溶液用加热浓缩、降温结晶法制得FeCl3·6H2O 晶体,而不用直接蒸发结晶的方法来制得晶体的理由是 。
(6)将滤渣B的均匀混合物平均分成四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应后,在标准状况下生成NO的体积与剩余金属的质量见下表(设硝酸的还原产物只有NO)。
| 实验编号 |
① |
② |
③ |
④ |
| 稀硝酸体积(mL) |
100 |
200 |
300 |
400 |
| 剩余金属质量(g) |
9.0 |
4.8 |
0 |
0 |
| NO体积(L) |
1.12 |
2.24 |
3.36 |
V |
则硝酸的浓度为 ;③中溶解铜的质量为 ;④中V= 。
由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去):
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填写化学式) 。
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是 。
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则Z中两种气体的化学式是 。
(3)向Y中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号) 。
(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈现蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I-时,共转移3 mol电子,该反应的离子方程式是 。
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示) 。
工业利用精炼镁渣(含有MgO、KCl、MgCl2、BaCl2、CaCl2、FeCl3等杂质)回收MgCl2的工业流程如下:
已知:25 ℃时有关物质的溶度积如下:
| 物质 |
CaCO3 |
MgCO3 |
BaCO3 |
Mg(OH)2 |
Fe(OH)3 |
| Ksp |
4.96×10-9 |
6.82×10-6 |
5.1×10-9 |
5.61×10-12 |
2.64×10-38 |
回答下列问题:
(1)写出溶解时的离子方程式 。
(2)溶解时温度不能太高,也不宜太低,要求控制在35 ℃左右,其理由是 。
(3)操作Ⅰ包含多个操作,分别为 ,过滤,洗涤,烘干。烘干时需要减压烘干,原因是 。
(4)为减少Na2CO3的用量和提高产品质量,在中和工序(中和后溶液接近中性)结束前要检验溶液中是否存在 离子,选择检验该离子的原因是 。
(5)母液的主要成分 。
某化学兴趣小组用铝土矿(主要成分为A12 O3,还含有SiO2及铁的氧化物)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:
(1)在过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还需用到的玻璃仪器有 ;洗涤沉淀的操作是 。
(2)实验室制备氢氧化铝的方案有多种。现提供铝屑、氢氧化钠溶液、稀硫酸三种药品,若制备等量的氢氧化铝,请你从药品用量最少的角度出发,设计出最佳实验方案(方案不必给出),写出此方案中发生反应的离子方程式: ,此方案中所用药品的物质的量之比是:n(Al)∶n(H2SO4)∶n(NaOH) = 。
(3)兴趣小组欲对铝土矿中铁元素的价态进行探究:取少量固体,加入过量稀硝酸,加热溶解;取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色。由此得出铁元素的价态为+3的结论。请指出该结论是否合理并说明理由 。
(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ:CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH="-129.0" kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置实现上述过程:
①写出阳极电极反应式: 。
②写出除去甲醇的离子方程式: 。
(3)写出以NaHCO3溶液为介质的Al—空气原电池的负极反应式: 。
(4)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图:
①电源的负极为 (填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为 。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将 ;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为 g (忽略气体的溶解)。
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