C.容器Ⅲ达成平衡所需的时间,取决于上述反应②建立平衡的速率
D.达平衡时,容器II中c(Br2)/c(NOBr)比容器Ⅲ中的大
非选择题(共80分)
16.(12分)高纯透明氧化铁(纳米氧化铁)用于汽车面漆颜料。
以硫酸工业中的硫铁矿烧渣(含Fe203、Si02、少量FeO和Al203)为原料制备高纯透明氧化铁初产品的一种工艺流程如下:
已知Fe203、Fe304酸浸时铁元素的浸出率低于FeO。
不同金属离子沉淀时的pH如下表所示。
(1)“焙烧”时加人褐煤的主要目的是①控制温度高于570℃;②。
(2)“水浴、除杂”步骤中.加人铁粉的作用是▲。
(3)“沉铁”步骤中生成FeCO3沉淀,写出该反应的离子方程式▲;若用Na2C03
溶液替换NH4HCO3,会使产品中混有Fe(0H)3杂质,其原因可能是▲。
(4)在“水洗、过滤”步骤中,检验沉淀已经洗涤干净的方法是▲。
(5)“煅烧”阶段控温850T得到产品,发生反应的化学方程式为▲。
17.(15分)髙氯酸铜是一种燃烧催化剂,可用于烟花火药配方。
以食盐等为原料制备高氯酸铜[Cu(C104)2·6H20]的一种工艺流程如下:
注:
高氯酸在90℃发生分解,高氯酸铜易溶于水,在130℃时发生分解。
(1)“电解I”所发生的反应的离子方程式为▲。
(2)“60℃歧化”时生成的产物之一为NaClO3。
若生成lmolNaC103,则反应转移的电子数为▲。
(3)“电解Ⅰ”时阳极反应式为▲。
(4)“反应”阶段,可向Cu2(OH)2CO3,沉淀中滴加稍过量的HClO4,小心搅拌,适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液,同时会产生大量的白雾。
①大量白雾的成分是(填化学式);②适度加热但温度不能过高的原因是▲。
(5)“反应”阶段所采用的不同实验条件对产率影响的结果如下图所示。
则该反应最适宜的温度是▲。
从“反应”后所得溶液中获得产品,需要精要“蒸发”,其具体操作是▲。
18.(12分)天然气净化厂排放的尾气中含有SO2,需要净化处理至达到标准才能排放,
(1)吸收SO2。
①方法1:
45-50℃时,先用烧碱和纯碱混合洗涤尾气,洗涤液再用石灰乳处理使碱液再生,过程中加入有机胺作为抗氧化剂。
碱液再生时发生反应的化学方程式为
▲。
②方法2:
将尾气和空气混合,通过以Fe2O3为载体的CuO时.发生如下反应。
己知X为一种红色化合物,则X的化学式为▲。
(2)测定S02含量。
其中“碘量法"的实验步骤如下:
①称取20.0gKI和约6.0gI2,加少貴水溶解后配成500mL洛液A;②取20.00mL溶液A,用0.lOOOmol·L-1溶液滴定,共消耗19.20mLNa2S2O3溶液;另取25.OOmL溶液A,注入a瓶,加入3mL淀粉溶液,通入尾气到a瓶(装置如下)至恰好完全反应,此时量简c中收集到水的体积为213.2mL,判断该反应至终点的依据是▲。
假设测定是在标准状况下进行,通过计算确定该尾气中SO2含量是否达到排放标准(S标为不超过400mL·L-1写出计箕过程。
已知:
KI有利于加速I2的溶解I-+I2=I3-;,滴定时I3-能够全部释放出I2。
滴定反应方程式为:
I2+2Na2S205=2NaI+Na2S406
19.(13分)某科研小组采用如下方案回收钛酸锂电池中的锂和钛(电极材料中的其他金属因含量过低,对实验的影响可忽略)。
已知:
①钛酸锂电池材料经过预处理后主要含有铝和钛酸锂(钛酸锂化学式可表示为Li4Ti5Ol2②酸浸时,发生反应为:
Li4Ti5Ol2+7H2S04+5H202=5[TiO(H202)]S04+2Li2S04
+7H20③在稀硫酸中,随者酸性的增强,过氧化氢的稳定性逐渐增大。
(1)“除铝”时发生反应的化学方程式为▲。
(2)“酸浸”过程中温度对浸取率的影响如下图所示。
当温度大于80℃后,浸取率减小的原因可能是▲。
(3)“萃取"时多次加人萃取剂进行萃取,其目的是▲。
向含钛有机相中先后加入硫酸和亚硫酸钠,将[Ti(H2O2)]SO4转变为水相中沉淀Ti0S04,写出该反应的离子反应方程式▲。
(4)已知碳酸锂不溶于乙醇,1300℃分解,在水中的溶解度随温度变化如下表所示。
请设计从“萃取”所得溶液中获取纯净碳酸裡固体的实验方案(实验中须使用的试剂有:
饱和Na2C03溶液,无水乙醇)。
不同温度下Li2C03的溶解度
温度℃
0
20
40
60
80
100
溶解度g/100g水
1.54
1.39
1.21
1.01
0.87
0.72
20.(14分)氧化石墨烯(简称GO)具备优良的生物亲和性的和亲水性等特征,是生物医学研究的前沿热点。
GO可通过下列方法制备(实验装置如下图所示):
①低温阶段。
控温0℃,烧瓶中加入3g石墨烯、12gKMn04和lOOmL浓硫酸,搅拌反应20min。
②中温阶段。
水浴控温15℃,反应2h,再控温35℃,反应40inin。
③高温阶段。
用220mL高纯水稀释反应液,控温80℃,反应20min。
滴入10mL30%H202,控温45℃,待胶体变为金黄色,静置24h,倾出上层清液,用盐酸洗涤下层沉淀,过滤(抽滤)、高纯水洗涤,真空干燥得到GO。
(1)将石墨中的层状结构剥离就能得到石墨烯。
石墨烯的主要成分是▲。
(2)“低温阶段”控温O℃的方法是▲。
(3)装置B装入酸性KMn04溶液.其目的是▲;装置C用于检测CO2的生成,则
判断石墨烯已经发生氧化的现象是▲。
(4)“高温阶段”中,控温80℃之前,必须加入高纯水稀释反应液,稀释的操作方法是▲。
“高温阶段”若温度过高,反应液极易发生“暴沸”而导致实验失败,其原因是▲。
(5)“高温阶段”滴入10mL30%H202的目的是为了除去过量KmnO4,该反应的化学反应方程式为▲。
21.(14分)氮氧化物(主要为NO和N02)是大气污染物,使用还原方法是消除氮氧化物污染的重要方法之一。
①用尿素[(NH2)2CO]溶液吸收氮氧化物是一种可行的方法。
NO和N02不同配比混合气通入尿素溶液中,总氮还原率与配比关系如图1所示。
①用尿素[(NH2)2CO]溶液吸收体积比为1:
1的NO和N02混合气,将N元素转变为对环境无害的气体,写出该反应的化学反应方程式▲。
②随着NO和N02配比的提高,总氮还原率降低的主要原因是▲。
用甲烷在高温下还原NO近年来也成为研究的热点。
在催化剂作用下,N0、02和CH4的混合物反应体系主要发生如下反应:
实验测得在催化剂作用下,上述体系中N0的平衡还原率(即转化率)和温度的关系如图2所示,CH4的平衡转化率和温度的关系如图3所示。
请写出反应(c)的平衡常数表达式K=,工业上为提高NO的平衡转化率,应该选择的反应条件是(填温度条件)。
(3)已知:
NO+NO2=N2O3、N2O3+H2=2HNO2Ka(aq)+H2O(I)=5×10-4。
因此,可用见溶液吸收处理氮氧化物尾气。
①反应HNO2(aq)+NaOH(aq)=NaO2Ka(aq)+H2O(I)的平衡常数K=。
②用纯碱和H2O2混合溶液吸收富NO的NOx混合气(假定NO和NO2的体积比为3:
2),具有理想的吸收效率,吸收反应的离子方程式为;吸收时持续搅拌能够提高吸收效率,原因是。