地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为重要的环境问题。某课题组利用铁粉和溶液反应模拟地下水脱氮过程:。足量铁粉还原溶液的过程中,溶液中相关离子浓度、随时间的变化关系如图所示,部分副反应产物曲线略去。
(1)从图中可得出模拟脱氮过程中,各种离子浓度的变化有何规律_______ 。
(2)完成对影响脱氮反应速率因素的假设。
假设因素一,溶液的;
假设因素二:_______
假设因素三:_______
(3)设计实验验证上述假设因素,写出实验步骤及结论。(已知。溶液中的浓度可用离子色谱仪测定;为防止空气中的对脱氮的影响,可向溶液中通入)
实验步骤:_______
实验结论:_______
(1)从图中可得出模拟脱氮过程中,各种离子浓度的变化有何规律
(2)完成对影响脱氮反应速率因素的假设。
假设因素一,溶液的;
假设因素二:
假设因素三:
(3)设计实验验证上述假设因素,写出实验步骤及结论。(已知。溶液中的浓度可用离子色谱仪测定;为防止空气中的对脱氮的影响,可向溶液中通入)
实验步骤:
实验结论:
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(已下线)第6章 化学反应速率和化学平衡 6.1 化学反应速率
更新时间:2023-03-13 17:16:13
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解答题-原理综合题
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适中
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解题方法
【推荐1】合理应用和处理含氮的化合物,在生产、生活中有重要意义。回答下列问题:
(1)在紫外光照射的条件下,氯气与偏二甲肼[(CH3)2NNH2]可快速反应,偏二甲肼转化为CH3OH和N2,该反应的化学方程式为______________________________ 。
(2)连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元酸,可用于制N2O气体。25℃时,连二次硝酸的电离常数Ka1=6.17×10-8,Ka2=2.88×10-12
①25℃时0.1mol・L-1NaHN2O2溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________________________ 。
②25℃时向0.1 mol・L-1连二次硝酸溶液中逐滴滴入NaOH溶液,当溶液的pH=10时,C(N2O22-)/ C(H2N2O2)=________ 。
(3)亚硝酰氯可由NO与Cl2反应制得,反应原理为2NO(g)+ Cl2 (g)2C1NO(g)。按投料比n(NO):n(Cl2) =2:1把NO和Cl2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应,NO的平衡转化率与温度T的关系如图所示:
①该反应的△H_____ (填“>”“<”或“=”)0。
②M点时容器内NO的体积分数为____ 。
③若反应一直保持在P压强条件下进行,则M点的平衡常数Kp=____________ ,(用含P的表达式表示)。
(4)工业上电解NO制备NH4NO3可以变废为宝,其工作原理如图所示、电解时阳极反应式为___________ ,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需要补充物质A,物质A化学式为__________ 。
(1)在紫外光照射的条件下,氯气与偏二甲肼[(CH3)2NNH2]可快速反应,偏二甲肼转化为CH3OH和N2,该反应的化学方程式为
(2)连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元酸,可用于制N2O气体。25℃时,连二次硝酸的电离常数Ka1=6.17×10-8,Ka2=2.88×10-12
①25℃时0.1mol・L-1NaHN2O2溶液中离子浓度由大到小的顺序为
②25℃时向0.1 mol・L-1连二次硝酸溶液中逐滴滴入NaOH溶液,当溶液的pH=10时,C(N2O22-)/ C(H2N2O2)=
(3)亚硝酰氯可由NO与Cl2反应制得,反应原理为2NO(g)+ Cl2 (g)2C1NO(g)。按投料比n(NO):n(Cl2) =2:1把NO和Cl2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应,NO的平衡转化率与温度T的关系如图所示:
①该反应的△H
②M点时容器内NO的体积分数为
③若反应一直保持在P压强条件下进行,则M点的平衡常数Kp=
(4)工业上电解NO制备NH4NO3可以变废为宝,其工作原理如图所示、电解时阳极反应式为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等)制取草酸钴的工艺流程如下:已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
(1)为增大水钴矿的浸取效率,可采取的措施为______ 。(任写一条)
(2)向浸出液中加入NaClO3对应的离子反应方程式为______ ,制取NaClO3可以将氯气通入到热的浓氢氧化钠溶液,该反应的离子方程式为______ ;实验需要制取21.3克NaClO3,需要的氯气由电解食盐水生成,若不考虑反应过程中的损失,则同时生成的氢气的体积为______ (标准状况)。
(3)向浸出液中加入碳酸钠后析出的沉淀是______ ,至少调节pH为______ 。
(4)滤液Ⅱ中加入萃取剂的目的是______ 。
(5)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液=______ 。
(6)取15gCoC2O4样品灼烧(CoC2O4=CoO+CO+CO2,假设杂质不参与变化),将分解产生的气体收集起来得到标况下体积为4.48L的气体,则CoC2O4的纯度为_______ 。
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)为增大水钴矿的浸取效率,可采取的措施为
(2)向浸出液中加入NaClO3对应的离子反应方程式为
(3)向浸出液中加入碳酸钠后析出的沉淀是
(4)滤液Ⅱ中加入萃取剂的目的是
(5)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液=
(6)取15gCoC2O4样品灼烧(CoC2O4=CoO+CO+CO2,假设杂质不参与变化),将分解产生的气体收集起来得到标况下体积为4.48L的气体,则CoC2O4的纯度为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】科学、安全、有效和合理地开发自然资源,对生产、生活有重要价值。请回答下列问题:
(1)活性炭吸附法是工业提取碘的方法之一,其流程如下:
Ⅱ.2+I2+4H+=2+2Mn2++2H2O
①氧化过程的离子方程式为___________ 。
②根据I2的特性,分离操作X为___________ ,冷凝得到粗碘。
③酸性KMnO4是常用的强氧化剂,但该方法中却选择了价格较高的NaNO2,原因是___________ 。
④活性炭上吸附的I2还能用浓Na2CO3溶液吸收,每吸收3molI2转移5mol电子,同时有气体放出,该反应的离子方程式是___________ 。
(2)以金红石(主要成分为)为原料,制取Ti的工艺流程如图所示:___________ 。
②Ⅱ中钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线如图所示,则反应适宜的温度为___________ ℃。___________ 。
(1)活性炭吸附法是工业提取碘的方法之一,其流程如下:
已知:pH=2时,Ⅰ.NaNO2溶液只能将I-氧化为I2,同时生成NO
Ⅱ.2+I2+4H+=2+2Mn2++2H2O
①氧化过程的离子方程式为
②根据I2的特性,分离操作X为
③酸性KMnO4是常用的强氧化剂,但该方法中却选择了价格较高的NaNO2,原因是
④活性炭上吸附的I2还能用浓Na2CO3溶液吸收,每吸收3molI2转移5mol电子,同时有气体放出,该反应的离子方程式是
(2)以金红石(主要成分为)为原料,制取Ti的工艺流程如图所示:
①Ⅰ在高温条件下进行,产物中有一种可燃性无色气体。Ⅰ中反应的化学方程式为
②Ⅱ中钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线如图所示,则反应适宜的温度为
③Ⅱ中氩气的作用是
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】将二氧化碳转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一
(1)利用CO2合成淀粉
①
②
③________ (填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”),该反应中活化能________ (填“>”或“<”)。
(2)电催化CO2和含氮物质可合成尿素,同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下,向一定浓度的KNO3溶液通入CO2至饱和,经电解获得尿素,其原理如图所示。电解过程中生成尿素的电极反应式为________ 。
(3)我国科研人员研究出在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇的反应历程如下图所示。①乙醇胺(HOCH2CH2NH2)可完成对CO2捕集。乙醇胺溶液能够吸收和释放CO2的原因是________ 。
②分析在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率的可能原因是________ 。
(4)①若在高温下CO2与足量的H2混合反应一段时间后,有催化剂和无催化剂的CO2转化率基本相等,原因是________ 。
②甲醇催化重整制氢。在一定温度和催化剂作用下,车载甲醇可直接转变为氢气,从而为氢氧燃料电池提供氢源。已知氢气和甲醇的热值分别为143kJ/g和23kJ/g,与车载氢气供能模式相比,车载甲醇供能模式的优势是________ 。
(1)利用CO2合成淀粉
①
②
③
(2)电催化CO2和含氮物质可合成尿素,同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下,向一定浓度的KNO3溶液通入CO2至饱和,经电解获得尿素,其原理如图所示。电解过程中生成尿素的电极反应式为
(3)我国科研人员研究出在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇的反应历程如下图所示。①乙醇胺(HOCH2CH2NH2)可完成对CO2捕集。乙醇胺溶液能够吸收和释放CO2的原因是
②分析在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率的可能原因是
(4)①若在高温下CO2与足量的H2混合反应一段时间后,有催化剂和无催化剂的CO2转化率基本相等,原因是
②甲醇催化重整制氢。在一定温度和催化剂作用下,车载甲醇可直接转变为氢气,从而为氢氧燃料电池提供氢源。已知氢气和甲醇的热值分别为143kJ/g和23kJ/g,与车载氢气供能模式相比,车载甲醇供能模式的优势是
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解答题-工业流程题
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【推荐2】以黄铜矿(主要成分是,含少量)和软锰矿(主要成分是,含少量、)为原料制备纳米材料MnO和的工艺如图:
已知几种金属氢氧化物沉淀的pH如下表:
请回答下列问题:
(1)“粉碎”的目的是___________ 。
(2)“固体1”中存在S和___________ ,“酸浸”时,在的环境下被氧化的化学方程式为___________ 。
(3)“固体2”是、,“除杂”时应调节pH的范围为________ ~_________ 。
(4)“蒸氨”时产生了物质的量比为1:4的两种气体,如何进行物质的量多的气体的检验:____ 。
(5)在“还原”过程中氧化产物为,则制备至少需要___________ 。
已知几种金属氢氧化物沉淀的pH如下表:
金属氢氧化物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 | Cu(OH)2 |
开始沉淀的pH | 7.0 | 1.9 | 3.0 | 8.1 | 4.8 |
完全沉淀的pH | 9.0 | 3.2 | 4.7 | 10.1 | 6.7 |
(1)“粉碎”的目的是
(2)“固体1”中存在S和
(3)“固体2”是、,“除杂”时应调节pH的范围为
(4)“蒸氨”时产生了物质的量比为1:4的两种气体,如何进行物质的量多的气体的检验:
(5)在“还原”过程中氧化产物为,则制备至少需要
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】环境保护是化学的重要任务,氮氧化物和硫氧化物是造成大气污染的主要原因之一,请完成下列问题。
(1)采用“联合脱硫脱氮技术”处理烟气(含、、NO)可获得含、、的副产品,工业流程如图所示。①反应釜Ⅰ采用“气-液逆流”接触吸收法(如图2),其优点是___________ 。②反应釜Ⅱ中转化为反应的化学方程式为___________ 。
(2)烟气中的NO可在催化剂作用下用还原。
①已知7mol氨气恰好能将含NO和共6mol的混合气体完全转化为,则混合气体中NO和的物质的量之比___________ 。
②其它条件相同,以一定流速分别向含催化剂A和B的反应管中通入一定比例、、NO和的模拟烟气,测得NO的去除率与温度的关系如图3所示。使用催化剂B,当温度高于360℃,NO的去除率下降的原因是___________ 。(3)尿素溶液可吸收含、NO烟气中的,其反应为。(溶液的酸碱性会影响吸收,酸性越强的溶解度越小)
若吸收烟气时同时通入少量,可同时实现脱硝、脱硫。
①脱硝的反应分为两步。第一步:。
第二步:和反应生成和。
第二步的化学反应方程式为___________ 。
②将含、NO烟气以一定的流速通过10%的溶液,其他条件相同,不通和通少量时的去除率如图4所示。通少量时的去除率较低的原因是___________ 。
(1)采用“联合脱硫脱氮技术”处理烟气(含、、NO)可获得含、、的副产品,工业流程如图所示。①反应釜Ⅰ采用“气-液逆流”接触吸收法(如图2),其优点是
(2)烟气中的NO可在催化剂作用下用还原。
①已知7mol氨气恰好能将含NO和共6mol的混合气体完全转化为,则混合气体中NO和的物质的量之比
②其它条件相同,以一定流速分别向含催化剂A和B的反应管中通入一定比例、、NO和的模拟烟气,测得NO的去除率与温度的关系如图3所示。使用催化剂B,当温度高于360℃,NO的去除率下降的原因是
若吸收烟气时同时通入少量,可同时实现脱硝、脱硫。
①脱硝的反应分为两步。第一步:。
第二步:和反应生成和。
第二步的化学反应方程式为
②将含、NO烟气以一定的流速通过10%的溶液,其他条件相同,不通和通少量时的去除率如图4所示。通少量时的去除率较低的原因是
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解答题-实验探究题
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【推荐1】喷泉是一种常见的自然现象,其产生原因是存在压强差。制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置已略去)。
(1)①写出实验室制取氨气的化学方程式:_______ 。收集氨气用_______ 法,要得到干燥的氨气可选用_______ 作干燥剂。
②用图A装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥氨气,引发水上喷的操作是_______ 。如果观察不到“喷泉”或现象不明显,实验不成功的原因可能有:_______ ;_______ 。
③如果只提供图B的装置请说明引发喷泉的方法_______
④比较图A和图B两套装置,从产生喷泉原理来分析,它们的不同点是:_______
(2)喷泉实验装置设计
①图A为化学教学中所用的喷泉实验装置,在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体,下列组合中前一物质表示干燥气体,后一液体表示胶头滴管及烧杯中的液体,其中能形成白色喷泉的是______
A.氨和酚酞试液 B.氨和氯化铁溶液
C.HCl和AgNO3溶液 D.HCl和酚酞试液
②图B为重新设计的喷泉装置。在图B的锥形瓶中分别加入足量如下物质,反应后可能产生喷泉的是______
A.NaHSO4与NaOH溶液 B.NH4HCO3和稀盐酸
C.MnO2固体与浓盐酸 D.稀NH4Cl溶液与稀NaOH溶液
形成这种喷泉的反应条件是_______
比较图A和图B两套装置,从产生喷泉原理来分析,它们的不同点是:_______
在图B中锥形瓶外放一大烧杯,锥形瓶中加入酒精,大烧杯中加入冷水后,再加入足量下列物质,结果也产生了喷泉,大烧杯中加入的物质可______
A.食盐 B.硝酸铵 C.浓硫酸 D.(NH4)2SO4
③在自然界和人类社会中,与上述图B装置原理相似的现象有:_______
(3)请用金属钠与水反应产生H2的反应设计一个喷泉装置。画出简易图不用文字叙述______ 。
(1)①写出实验室制取氨气的化学方程式:
②用图A装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥氨气,引发水上喷的操作是
③如果只提供图B的装置请说明引发喷泉的方法
④比较图A和图B两套装置,从产生喷泉原理来分析,它们的不同点是:
(2)喷泉实验装置设计
①图A为化学教学中所用的喷泉实验装置,在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体,下列组合中前一物质表示干燥气体,后一液体表示胶头滴管及烧杯中的液体,其中能形成白色喷泉的是
A.氨和酚酞试液 B.氨和氯化铁溶液
C.HCl和AgNO3溶液 D.HCl和酚酞试液
②图B为重新设计的喷泉装置。在图B的锥形瓶中分别加入足量如下物质,反应后可能产生喷泉的是
A.NaHSO4与NaOH溶液 B.NH4HCO3和稀盐酸
C.MnO2固体与浓盐酸 D.稀NH4Cl溶液与稀NaOH溶液
形成这种喷泉的反应条件是
比较图A和图B两套装置,从产生喷泉原理来分析,它们的不同点是:
在图B中锥形瓶外放一大烧杯,锥形瓶中加入酒精,大烧杯中加入冷水后,再加入足量下列物质,结果也产生了喷泉,大烧杯中加入的物质可
A.食盐 B.硝酸铵 C.浓硫酸 D.(NH4)2SO4
③在自然界和人类社会中,与上述图B装置原理相似的现象有:
(3)请用金属钠与水反应产生H2的反应设计一个喷泉装置。画出简易图不用文字叙述
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
【推荐2】甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品制取氨气。请你参与探究,并回答下列问题:
(1)三位同学制取氨气的化学方程式为_______ 。
(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气,而不用排水法,其原因是_______(填序号)。
(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨气(他们的实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是_______ (填“甲”“乙”或“丙”),收集不到氨气的主要原因是_______ (用化学方程式表示)。
(4)检验氨气是否收集满的方法是_______(填序号)。
(5)三位同学都认为他们的实验装置也可用于加热碳酸氢铵固体制取纯净的氨气,你判断能够达到实验目的的同学是_______ (填“甲”“乙”或“丙”)。
(1)三位同学制取氨气的化学方程式为
(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气,而不用排水法,其原因是_______(填序号)。
A.氨气难溶于水 | B.氨气极易溶于水 |
C.氨气密度比空气大 | D.氨气密度比空气小 |
(4)检验氨气是否收集满的方法是_______(填序号)。
A.闻到有氨气逸出 |
B.棉花被气体冲出 |
C.用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,发现试纸变蓝 |
D.用湿润的蓝色石蕊试纸在试管口检验,发现试纸变红 |
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解答题-实验探究题
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(0.65)
解题方法
【推荐3】为探究硫酸亚铁晶体()在加热条件下的分解产物,设计如图实验。
(1)实验过程中需缓慢持续通入氮气,其目的是排除装置中的空气和___________ 。
(2)装置B中可观察到的现象是___________ 。装置C中的现象是酸性高锰酸钾溶液褪色,检测表明溶液中含有Mn2+,则C中发生反应的离子方程式为___________ 。
(3)实验结束后发现装置A中有红棕色固体,经分析硫酸亚铁分解产物之一为SO3,则FeSO4分解的化学方程式为___________ 。
(4)装置D球形干燥管的作用___________
(1)实验过程中需缓慢持续通入氮气,其目的是排除装置中的空气和
(2)装置B中可观察到的现象是
(3)实验结束后发现装置A中有红棕色固体,经分析硫酸亚铁分解产物之一为SO3,则FeSO4分解的化学方程式为
(4)装置D球形干燥管的作用
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