④将0.5molNO、2molCO投入2L容器进行反应,则起始时CO的浓度为1mol•L‾1,因为起始浓度变为原反应的1/2,所以反应速率减小,则达到化学平衡的时间变长,因为容积为2L,为原反应的2倍,所以压强减小,平衡向左移动,则c(CO)>0.8,可画出图像。
(3)催化剂的催化作用需要在一定温度下才能充分体现出来,所以前0—10s阶段,CO、NO百分含量没明显变化的原因是:
尚未达到催化剂工作温度(或尚未达到反应的温度)。
考点:
本题考查盖斯定律的应用、化学反应速率、化学平衡移动及计算、图像的分析及绘制。
11.下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2+、AsO2-、Ca2+等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。
已知:
①Fe3+Cu2+开始沉淀的pH分别2.7、5.4,完全沉淀的pH分别为3.7、6.4;
②KSP[(Cu(OH)2]=2×10-20
(1)溶解操作中需要配制含铜64g/L的硫酸铜溶液100L,需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为_____________________Kg。
(2)氧化步骤中发生的离子反应方程式为①________________
②AsO2—+H2O2+H+=H3AsO4③H3AsO4+Fe3+=FeAsO4↓+3H+
(3)若要检验调节pH后溶液的Fe3+是否除尽,方法是_____________________;氧化后需要将溶液进行稀释,稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过______________mol·L-1。
(4)固体I的主要成分除FeAsO4外还有________________,操作I为______________
(5)利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液,电解粗铜(含铁、银杂质)制备纯铜,写出阳极发生的电极反应方程式___________________
【答案】
(1).16
(2).H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O(3).取少量溶液Ⅰ于试管,加入几滴KSCN溶液,若溶液不出现红色,则说明Fe3+已经除尽(4).2×10-2(5).Fe(OH)3、CaCO3(6).蒸发浓缩、冷却结晶、过滤干燥(7).Fe—2e—=Fe2+,Cu—2e—=Cu2+
【解析】试题分析:
(1)m(CuSO4)=64g/L×100L÷(64/160)=16000g=16Kg。
(2)溶液中含具有还原性的Fe2+,H2O2与Fe2+发生氧化还原反应,离子方程式为:
H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O。
(3)Fe3+能与SCN‾反应,溶液变为红色,所以检验调节pH后溶液的Fe3+是否除尽,方法是:
取少量溶液Ⅰ于试管,加入几滴KSCN溶液,若溶液不出现红色,则说明Fe3+已经除尽;因为需要把溶液的pH调节至5,即c(OH‾)=10-9mol•L‾1,根据KSP[(Cu(OH)2]可得Cu2+恰好沉淀时的Cu2+浓度为:
c(Cu2+)=2×10-20÷(10-9)2=2×10-2,稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过2×10-2mol•L‾1。
(4)加入Na2CO3后,CO32‾与Ca2+反应生成CaCO3沉淀,Fe3+开始沉淀的pH分别2.7,完全沉淀的pH分别为3.7,所以pH调节至5时,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,所以固体I的主要成分除FeAsO4外还有Fe(OH)3、CaCO3;根据流程图可知经过操作I得到电镀硫酸铜和溶液II,则操作I为:
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤干燥。
(5)电解粗铜(含铁、银杂质)制备纯铜,阳极为粗铜,粗铜中Fe与Cu在阳极失去电子,所以阳极发生的电极反应方程式为:
Fe—2e—=Fe2+;Cu—2e—=Cu2+。
考点:
本题考查化学流程的分析、离子方程式的书写、化学计算、电解原理及应用。
12.研究性学习小组利用下列有关装置进行探究实验,回答相关问题。
(1)写出A中的反应化学方程式_______________________________________________________
(2)实验时,旋开装置A中分液漏斗的旋塞,发现液体流出缓慢,最终停止,其可能的原因是_________________________________。
(3)装置B中的溶液出现浑浊,该实验证明SO2具有___性。
(4)实验后,测定装置C中溶液呈碱性。
溶液为什么呈碱性呢?
大家有不同意见:
①是生成的Na2SO3水解;②是氢氧化钠剩余。
请设计实验方案证明哪种意见成立。
选用下列试剂进行实验:
Na2SO3溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl2溶液、稀硫酸
实验步骤
实验操作
预期现象与结论
_____
_______________
_______________
(5)另一小组利用装置D进行实验:
用注射器向装置D共注入vmL实验室制备SO2的空气,当溶液刚好褪色,停止实验。
该小组的实验目的是_________________________________。
【答案】
(1).Na2SO3(固)+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2).没有打开分液漏斗的上口活塞(或分液漏斗上口活塞上的凹槽没有与分液漏斗上的小孔连通),导致无法与外界大气连通(3).氧化性(4).I(5).取少量溶液于试管,滴入几滴酚酞,然后加入足量的BaCl2溶液(6).溶液先变红,然后产生沉淀,最后若红色褪去,则说明①正确;若红色不能褪去,则说明②正确(7).测定实验室空气中SO2含量
【解析】试题分析:
(1)A中浓H2SO4与Na2SO3反应生成SO2,所以化学方程式为:
Na2SO3(固)+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)如果没有打开分液漏斗的上口活塞(或分液漏斗上口活塞上的凹槽没有与分液漏斗上的小孔连通),浓硫酸向下流出时,分液漏斗为密闭容器,浓硫酸体积减小,则气体体积增大,压强减小,会导致液体流出缓慢,最终停止。
(3)装置B中的溶液出现浑浊,SO2与H2S反应生成S沉淀和H2O,SO2中S元素化合价降低,所以该实验证明SO2具有氧化性。
(4)如果是生成的Na2SO3水解使溶液呈碱性,加入足量的BaCl2溶液后,Na2SO3与BaCl2反应生成BaSO3沉淀,Na2SO3的水解平衡向左移动,溶液红色退去,若是氢氧化钠剩余导致溶液呈碱性,加入足量BaCl2溶液,溶液仍然呈碱性,红色不会退去。
(5)当溶液刚好褪色,停止实验,可通过注射器读数读出剩余空气的体积,所以通过该实验可测定实验室空气中SO2含量。
考点:
本题考查实验方案的设计与评价、氧化还原反应原理、化学方程式的书写。