某研究小组用黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2气体,再用水吸收该气体可得ClO2溶液。在此过程中需要控制适宜的温度,若温度不当,副反应增加,影响生成ClO2气体的纯度,且会影响ClO2的吸收率,具体情况如图所示。
(1) 据图可知,反应时需要控制的适宜温度是________℃,要达到此要求需要采取的措施是______________。
(2) 已知:黄铁矿中的硫元素在酸性条件下可被ClO3-氧化成SO42-,请写出FeS2、氯酸钠和硫酸溶液混合反应生成二氧化氯(ClO2)的离子方程式:______________________。
(3) 该小组拟以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作为衡量ClO2产率的指标。若取NaClO3样品6.0 g,通过反应和吸收获得400 mL ClO2溶液,取此溶液20 mL与37.00 mL 0.500 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液充分反应后,过量的Fe2+再用0.050 0 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液20.00 mL。反应原理为:
4H++ClO2+5Fe2+=Cl-+5Fe3++2H2O
14H++Cr2O72-+6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O
试计算ClO2的“产率”(写出计算过程)。
含氯消毒剂和过氧化物等强氧化性消毒剂可防甲型H1N1流感。
(1)过碳酸钠是一种有多种用途的新型氧系固态漂白剂,化学式可表示为Na2CO3·3H2O2,它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。
①H2O2有时可作为矿业废液消毒剂,如消除采矿业废液中的氰化物(如NaCN),经以下反应实现:NaCN+H2O2+H2O=A+NH3↑,则生成物A的化学式______________
②某强酸性反应体系中,反应物和生成物共六种物质:
O2、MnO4-、H2O、Mn2+、H2O2、H+。已知该反应中H2O2只发生了如下过程:H2O2→ O2。
写出该反应的离子方程式:_______________________________________________。
(2)某天然碱的化学式可表示为:aNa2CO3·bNaHCO3·2H2O,取m g天然碱溶于水配成溶液,再向溶液中逐滴加入1 mol/L的盐酸,标准状况下产生的CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系某同学作出了如图所示的A和B曲线,试回答下列问题:
①_______曲线正确,天然碱的化学式为___________,
②加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况)的最大值为 _____________mL。
(3) 常温下用氧缺位铁酸锌ZnFe2Oy可以消除NOx污染,使NOx转变为N2,同时ZnFe2Oy转变为ZnFe2O4。若2 mol ZnFe2Oy与足量NO2可生成0.5 mol N2,则y=_______________。
过氧化物是一类非常重要的化合物,从人们制得第一种过氧化物距今已有200多年的历史了,在众多的过氧化物中过氧化氢迄今为止仍然得到广泛的应用。
(1)与H2O2具有相同的电子总数的双原子分子有 (写两种);
(2)若从海水中提取碘,需将碘化物变成单质碘。写出在酸性条件下H2O2氧化I—离子的离子方程式 ;
(3)Na2O2、K2O2、CaO2和BaO2都能与酸作用生成H2O2,目前实验室制取H2O2可通过上述某种过氧化物与适量的稀H2SO4作用并过滤后获得,其中最适合的过氧化物是 (填化学式);
(4)纯H2O2可用作火箭燃料的氧化剂,已知0.4mol液态肼(N2H4)与足量的液态H2O2反应,生成N2(g)和H2O(g),放出256.6kJ的热量,则该反应的热化学方程式是 。
黄铜矿(CuFeS2)是制铜及其化合物的主要原料之一,还可以制备硫及铁的化合物。
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是 (填元素符号)。
(2)上述冶炼过程中产生大量SO2。下列处理方案合理的是 (填代号)。
a.高空排放 b.用于制备硫酸
c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3 d.用浓硫酸吸收
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性,可将I-氧化为I2:S2O82-+2I-=2SO42-+I2
通过改变反应途径,Fe3+可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3+对上述反应的催化过程。 、
。
(不必配平,每空1分)。
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得。
据以上信息回答以下问题:选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂:稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水
所选试剂为 。证明炉渣中含有的实验现象为
。
下图所示是中学化学里常见纯净物A—L间的反应关系,其中A、H、E、F为单质且E、F为气体,B在常温下是无色液体,C是淡黄色固体,L是红褐色固体。
请根据图示判断并回答下列问题:
(1)单质A中所含元素在周期表中的位置是 ;
(2)反应③的化学方程式为 ;
(3)反应④的离子方程式为 ;
(4)反应⑧的离子方程式为 ;
(5)反应②发生过程中,当有3.01×1024个电子发生转移时,电解消耗物质B的质量为 g,同时阴极生成的气体的体积为 L(换算为标准状况下的体积)。
二氧化硫和氮氧化物(NOx)对大气污染日趋严重,研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题,目前有很多种方法消除大气污染。
(1)可利用甲烷催化还原NOx的方法处理NOx,反应如下:
CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H= -574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H= -1160 kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H= ;
(2)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g);△H<0。
若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,15分钟后达到平衡,反应过程中各物质的浓度变化如图甲所示,则平衡常数K= (小数点后保留3位);
①若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO气体0.6mol,平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”);
②若保持温度不变,20min时向原平衡容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”);
③20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图所示的变化,则改变的条件可能是
(填字母);
A.加入催化剂 | B.降低温度 | C.缩小容器体积 | D.增加CO2的量 |
(3)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4)。已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为 ;
硫酸盐在生产生活中有广泛应用。
Ⅰ.工业上以重晶石(主要成分BaSO4)为原料制备BaCl2,其工艺流程示意图如下:
某研究小组查阅资料得:
BaSO4(s)+4C(s) 4CO(g)+BaS(s)△H1=+571.2kJ•mol-1 ①
BaSO4(s)+2C(s)2CO2(g)+BaS(s)△H2=+226.2kJ•mol-1 ②
(1)用过量NaOH溶液吸收气体,得到硫化钠。该反应的离子方程式是 。
(2)反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)的△H= 。
(3)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的有两个
①从原料角度看, ;
②从能量角度看,①②为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温。
(4)该小组同学想对BaSO4在水中的沉淀溶解平衡做进一步研究,查资料发现在某温度时BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
该小组同学提出以下四种观点:
①当向含有SO42-的溶液中加入Ba2+ 使SO42-沉淀完全,则此时SO42-在溶液中的浓度为0
②加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
③通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
④d点无BaSO4沉淀生成
其中正确的是 (填序号)。
Ⅱ.某燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图所示,电池总反应可表示为2H2+O2═2H2O。
请回答:
(5)H+由 极通过固体酸电解质传递到另一极(填a或者b)。
(6)b极上发生的电极反应是 。