(1)仪器①的名称是_______________。
(2)实验室制取干燥二氧化硫的装置连接顺序为______(选择上图中部分仪器,按气流方向用小写字毋排序),选择该气体发生装置的原因是________________。
(3)设计实验证明二氧化硫具有还原性_______(实验中可选用的试剂有:品红溶液、氢硫酸、溴水,滴有酚酞的氢氧化钠溶液) (二)保险粉的制备
I.在G装置中加入甲酸钠浓溶液、氢氧化钠,甲醇(溶剂)的混合液; II:打开K1、K2,一段时间后,向装置中通入二氧化硫; III.加热一段时间,装置中有黄色晶体析出,并产生大量气体; IV.过滤、洗涤、干燥,收集产品。
(1)写出步骤II中制备保险粉的化学方程式____________。
(2)简述步骤IV保险粉的洗涤方法:在无氧环境中,_________________。 (3) 步骤IV干燥保险粉的最佳方法为________(选填序号)。 A.空气中蒸发干燥 B.氯化氢气流中蒸发干燥 C.真空干燥 (三)保险粉的含量测定 铁氰化物滴定法原理是:
4K3+2Na2S2O4+8KOH=3K4+4Na2SO3+Na4+4H2O
I.另取一套G装置,加入一定体积的氢氧化钠溶液,通入N2;
II.称取样品mg加入装置G中搅拌,溶解,再加入2-3滴亚甲基蓝指示剂; III.用浓度为cmol·L-1的K3滴定,至滴定终点时,记录消耗的体积为VmL。 (1)保险粉质量分数表达式为__________(用含c、m、V的代数式表示)。
(2)若在滴定前未向锥形瓶中通氮气,则会导致测定的保险粉含量______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
【答案】(一)⑴ 分液漏斗 ;
⑵ a→g→h→e→f→d 该装置可以平衡压强,让浓硫酸顺利流下; ⑶ 将二氧化硫通入溴水中,溴水颜色褪去,即说明二氧化硫具有还原性 (二)⑴HCOONa+NaOH+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O(合理即可)
⑵ 加入甲醇溶液至浸没晶体,待甲醇溶液顺利流下后,重复2~3次。或选择快速抽滤操作(合理即可) ⑶C
(三)⑴ ⑵ 偏低
(二)(1)步骤II中SO2在碱性条件下氧化HCOONa生成CO2,同时得到Na2S2O4,发生反应的化学方程式为HCOONa+NaOH+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O;
(2)结合Na2S2O4在空气中极易被氧化,不溶于甲醇,易溶于水,遇水迅速分解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠,在碱性介质中较稳定的性质,步骤IV保险粉的洗涤方法:在无氧环境中,加入甲醇溶液至浸没晶体,待甲醇溶液顺利流下后,重复2~3次即可;
(3)Na2S2O4在空气中极易被氧化,不溶于甲醇,易溶于水,遇水迅速分解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠,在碱性介质中较稳定的性质,则干燥应在无氧环境中,防水解,故答案为C; (三)(1)消耗K3的物质的量为cmol·L-1×V×10-3L=cV×10-3mol,则Na2S2O4的物质的量为0.5cV×10-3mol
,
保
险
粉
质
量
; 分
数
表
达
式
为
174g/mol?0.5cV?10?3mol×100%=
m的保险粉含量偏低。 【题型】填空题 【难度】一般
(2)若在滴定前未向锥形瓶中通氮气作保护气,防止Na2S2O4被空气中氧气氧化,则会导致测定
9.镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、
CaO、SiO2等,以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线:
已知:?(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。NiFe2O4在焙烧过程中生成 NiSO4、Fe2(SO4)3。
?锡(Sn)位于第五周期第ⅣA族。
(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的是
____________________________________________________________。 (2)“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为
____________________________________________________________。 “浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有________(填化学式)。
(3)为保证产品纯度,要检测“浸出液”的总铁量:取一定体积的浸出液,用盐酸酸化后, 加入SnCl2将Fe3+还原为Fe2+,所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的_______倍; 除去过量的SnCl2后,再用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2+,还原产物为Cr3+滴定时
,
反应的离子方程式为 ______________________________________________________。 (4)“浸出液”中c(Ca2+) = 1.0×103mol·L1,当除钙率达到99%时,溶液中c(F) = ________
-
-
-
mol·L1。
-
(5)本工艺中,萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如下图所示,V0/VA的最佳取值是______。
【答案】(1) 增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分 (2) Fe3++2H2O
-
FeO(OH)↓+3H+ SiO2、CaSO4
(3) 0.5 Cr2O72+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O
(4)2.0×103
-
(5) 0.25
【解析】(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的是增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;(2))“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为 Fe3++2H2O
FeO(OH)↓+3H+,浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有 SiO2、CaSO4;(3)
为保证产品纯度,要检测“浸出液”的总铁量:取一定体积的浸出液,用盐酸酸化后,加入SnCl2将Fe3+还原为Fe2+,反应为:2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+,所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的一半,为0.5倍;用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2+,还原产物为Cr3+,滴定时反应的离子方程式为:Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;(4)浸出液”中c(Ca2+) = 1.0×10
-
-
3
mol·L1,当除钙率达到99%时,剩余钙离子1%×1.0×10-3mol?L-1=1×10-5mol/L,溶液中c2(F)
-
-
-
=Ksp/c(Ca2+)=4.0×10?11/1×10?5,所以c2(F) =2×10-3mol/L;(5)本工艺中,萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示,最佳取值是亚铁离子能被萃取,镍离子不被萃取,V0/VA的最佳取值是0.25。 【题型】填空题 【难度】一般
10.冬季是雾霾大气高发的季节,其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的原因之一。 (l)工业上利用甲烷催化还原NOx可减少氮氧化物的排放。已知: CH4(g)+ 4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol CH4(g)+ 4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol 甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为__________________。
(2)将CO2转化为甲醇可以实现废物利用,达到节能减排的目的,反应原理可表示为: CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。请回答:
0~3min内氢气的平均反应速率为______mol/(L·min);
第10min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1molCO2(g)和3molH2 (g),则达到平衡时CH3OH的体积分数_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3___0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为: 2CO(g)+4H2(g)度、投料比
CH3OCH3(g)+H2O(g),已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率σ随温的变化曲线如图3所示。
n?H2?n?CO?①a、b、c按从大到小的顺序排序为___________。
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应平衡常数的表达式Kp=________________。
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是______。 A.逆反应速率先增大后减小 B.混合气体的密度增大 C.化学平衡常数K值减小 D.氢气的转化率减小
【答案】 (l) CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H20(g) △H=-867kJ/mol (2)① 0.5 增大 ② <
(3)① a>b>c ② ③ AC