怎样用化学方法除去下列物质中混有的少量杂质,写出除杂需加入的试剂以及发生反应的离子方程式。
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需加入的除杂试剂 |
发生反应的离子方程式 |
①CO2气体中混有HCl杂质 |
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②NaHCO3溶液中混有Na2CO3 |
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③FeCl2溶液中混有FeCl3杂质 |
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④Fe2O3固体中混有Al2O3杂质 |
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学法题:归纳总结除杂试剂选择的方法
氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,工业上合成氨反应通常用铁触媒作催化剂,反应方程式为:N2+3H22NH3 △H<0。
(1)已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1,拆开1mol H-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、、946kJ,则拆开1molN-H键需要的能量是__________。
(2)合成氨反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的1/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是 (填字母序号)。
A.c(H2)减小 |
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢 |
C.NH3的物质的量增加 |
D.平衡常数K增大 |
E.平衡向正方向移动
(3) 如图2所示,在甲、乙两容器中分别充入1molN2和3molH2,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ,并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中H2的转化率随时间变化的图像如图3所示,请在图3中画出乙容器中H2的转化率随时间变化的图像。
(4)若反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在一容积固定不变的容器内进行,并维持反应过程中温度不变。若平衡从正向建立,且起始时N2与H2的物质的量分别为amol、bmol,当a:b=______时,达到平衡后NH3的体积分数最大。
在一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3。达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应进程的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)t1、t2、t3时刻分别改变的一个条件,t1时刻 t3时刻 t4时刻 。
(2)氨的百分含量最高的时间段是 。
(3)如果在t6对刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化情况;
(4)实验室模拟化工生产,在恒容密闭容器中充入一定量N2和H2后,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图1。
在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度,请在图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
向300mL 1.0mol/L的NaOH溶液中通入标准状况下4.48LCO2气体,充分反应后,所得溶液中:
(1)离子浓度大小关系:
(2)电荷守恒:
(3)物料守恒:
(4)质子守恒:
重庆市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2. 5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义.请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
根据表中数据判断PM2.5待测试样的pH约为____________。
(2)为减少SO2的排放,常采取的措施有:将煤转化为清洁气体燃料。
已知:①2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)K1 ②2C(s)+O2(g)═2CO(g)K2
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) K=___________________(用含K1、K2的式子表示)。
(3)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。
①在T2温度下,0~2s内的平均反应速率υ(N2)= ______________。
②当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率.若催化剂的表面积S1>S2,在如图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(4)①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H>0,若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2, 1300°C时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10-4mol.计算该温度下的平衡常数K=____________。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)═2C(s)+O2(g)已知该反应的△H>0,简述该设想能否实现的依据:__________________。
向含有0.8 mol的稀硝酸中慢慢加入22.4 g的铁粉,假设反应分为两个阶段。
第一阶段为:Fe+HNO3(稀)→Fe(NO3)3+NO↑+H2O
(1)写出这两个阶段发生反应的离子方程式:
第一阶段: 。
第二阶段: 。
(2)在图中画出溶液中Fe2+、Fe3+、NO3-的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图象(横坐标为加入铁粉的物质的量,纵坐标是溶液中离子的物质的量)。
在80℃时,0.40mol的N2O4气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
时间(s) n(mol) |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
n(N2O4) |
0.40 |
a |
0.20 |
c |
d |
e |
n(NO2) |
0.00 |
0.24 |
b |
0.52 |
0.60 |
0.60 |
已知:N2O42NO2,△H>0,
(1)计算20s~40s内用N2O4表示的平均反应速率为 。
(2)计算在80℃时该反应的平衡常数K= 。
(3)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色 (填“变浅”、“变深”或“不变”)。
(4)要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号) ,若要重新达到平衡时,使c(NO2)/c(N2O4)值变小,可采取的措施有(填序号) 。
A、增大N2O4的起始浓度 B、向混合气体中通入NO2
C、使用高效催化剂 D、升高温度
(5)如图是80℃时容器中N2O4物质的量的变化曲线,请在该图中补画出该反应在60℃时N2O4物质的量的变化曲线。
【化学—选修2:化学与技术】水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。请回答下列问题:
(1)水质优劣直接影响人体健康。天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是 _____________(填两种物质的名称),其净水作用的原理是_________________________。
(2)水的净化与软化的区别是____________________________________。
(3)硬度为1的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol/L,c(Mg2+)=6×10-4mol/L,则此水的硬度为_______________。
(4)若(3)中的天然水还含有c()=8×10-4mol/L,现要软化10m3这种天然水,则需先加入Ca(OH)2_________g,后加入Na2CO3___________g。
(5)如图是电渗析法淡化海水的原理图。其中,
电极A接直流电源的正极,电极B接直流电源的
负极。
①隔膜A是_________离子交换膜(填“阴”或
“阳”)。
②某种海水样品,经分析含有大量的Na+,Cl-,
以及少量的K+,。若用上述装置对该海水进行淡化,当淡化工作完成后,A,B,C三室中所得溶液(或液体)的pH分别为pHa、pHb、pHc,则其大小顺序为____________。
一定温度下,在容积固定的VL密闭容器里加入nmolA,2nmolB,发生反应A (g)+2B (g)2C (g) △H<0,反应达到平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x.
(1)K和x的关系满足K=_____________,在保证A浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡______(填字母)。A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动
(2)若该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示:
①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的是什么条件:t2时_____________;t8时_____________;
②t2时平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动;
③若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线。
有可逆反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s) + CO(g),已知在温度938K时,平衡常数K=1.5,在1173K时,K="2.2" 。
(1)能判断该反应达到平衡状态的依据是 (双选,填序号)。
A.容器内压强不变了 B.c(CO)不变了 C.v正(CO2)=v逆(CO) D.c(CO2)=c(CO)
(2)该反应的正反应是_____________(选填“吸热”、“放热”)反应。
(3)写出该反应的平衡常数表达式______________。若起始时把Fe和CO2放入体积固定的密闭容器中,CO2的起始浓度为2.0mol/L,某温度时达到平衡,此时容器中CO的浓度为1.0 mol/L,则该温度下上述反应的平衡常数K=______________(保留二位有效数字)。
(4)若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,如果改变下列条件,反应混合气体中CO2的物质的量分数如何变化(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
①升高温度________________;②再通入CO_________________。
(5)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图:
①从图中看到,反应在t2时达平衡, 在t1时改变了某种条件,改变的条件可能是(填序号)
__ ___。(单选)
A.升温 B.增大CO2浓度
②如果在t3时从混合物中分离出部分CO,t4~ t5时间段反应处于新平衡状态,请在图上画出t3~ t5的V(逆)变化曲线
玻璃容器被下列物质沾污后,需要洗涤。如洗涤方法属于物理方法的,请写出所需试剂;洗涤原理属于化学反应的,写出有关反应的离子方程式;若无法用试剂使容器复原者,请说明原因。
(1)盛石灰水后的沾污:
(2)碘的沾污:
(3)硫的沾污:
(4)长期盛强碱溶液的试剂瓶变“毛”了。
发生在天津港“8·12”特大火灾爆炸事故,再一次引发了人们对环境问题的关注。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为: 。
(2)由于CaC2、金属钠、金属钾等物质能够跟水反应给灾后救援工作带来了很多困难。如果在实验室,你处理金属钠着火的方法是 。
(3)事故发生后,爆炸中心区、爆炸区居民楼周边以及海河等处都受到了严重的氰化物污染。处理NaCN的方法是:用NaClO在碱性条件下跟NaCN反应生成无毒害的物质,试写出该反应的离子反应方程式 。
(4)电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO3-的原理如图所示,电源正极为 (填“a”或“b”);若总反应为4NO3-+4H+=5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为 。
(5)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。已知在常温下:Ksp[Fe(OH)2]= 1×10-15、Ksp[Fe(OH)3]= 1×10-38、Ksp[Cr(OH)3]= 1×10-23,当离子浓度在1×10-5mol/L以下时认为该离子已经完全沉淀,请回答:
①相同温度下Fe(OH)3的溶解度 Cr(OH)3的溶解度(填“>”、“<”或“=”)
②浓度为0.1mol/L的Fe2+与10. 0mol/L Cr3+同时生成沉淀的pH范围是 。
Ⅰ已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g) △H=_1275.6kJ•mol-1
②H2O(l)═H2O(g) △H=+44.0kJ•mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式: 。
Ⅱ.甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:
CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g) ;△H>0
(1)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为 。
(2)判断⑴中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号) 。
①v正(CH3OH) = 3v逆(H2) ②混合气体的密度不变 ③混合气体的平均相对分子质量不变 ④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
(3)右图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,容器B中CH3OH转化率为 ;维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为 L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。
Ⅲ.如图甲、乙是电化学实验装置。请回答下列问题:
(1)若两池中均盛放CuSO4溶液,甲池中石墨棒上的电极反应式为____________________.
(2)若甲池中盛放饱和NaCl溶液,则甲池中石墨棒上的电极反应式为__________________.
“绿色奥运”是北京2008奥运会的三大主题之一,使用清洁能源,防治交通污染,改善空气质量,加速建设污水处理和回收工程,防止固体废弃物污染,植树造林,促进生态良性循环等,是北京实现“绿色奥运”主要工作。北京申奥时向国际奥委会承诺:位于北京城西的首都钢铁公司在2008年前迁出。
(1)首钢为什么会对北京市区环境造成污染?
(2)其主要的大气污染物各是怎样形成的(写出必要的化学方程式)?
(3)请用化学方程式表示其中任意一种污染物对北京造成的危害。
金属铁是应用广泛,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可利用离子交换和滴定的方法。实验中称取3.25g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用1.0 mol·L-1的盐酸中和滴定,正好中和时消耗盐酸60.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值: (列出计算过程)。
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl) = 1∶2.8,则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。
(3)把SO2气体通入FeCl3溶液中,发生反应的离子方程式为 。
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 ;与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,其中Zn极的电极反应式为 ,K2FeO4的电极反应式为 。