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高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品,主要成分为N2、CO、CO2、H2O等,其中可...

高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品,主要成分为N2、CO、CO2、H2O等,其中可燃成分CO含量约占25%左右,CO2、N2的含量分别占15%、55%。回答下列问题:

(1)上述提及的气体分子中,电子数相等的两种气体是________(写化学式)。

(2)高炉煤气中CO具有较高的利用价值,可以与H2合成甲烷,已知有关反应的热化学方程式如下:

① H2(g)+O2(g)=H2O(l)      H=-285.8kJ/mol

② CO(g)+O2(g)=CO2(g)     H=-283.0kJ/mol

③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)    H=-890.3kJ/mol

CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+ O2(g)    H=_________kJ/mol。

(3)高炉煤气中N2的含量较高,利用CO前需要对CO 进行富集,实现CON2的分离。

工业上常采用醋酸亚铜氨溶液来吸收CO,该反应的热化学方程式为

CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)=CH3COOCu(NH3)2·CO(aq)   H<0。吸收CO后的溶液经过适当处理可恢复为醋酸亚铜氨溶液,从而实现CO与吸收液的分离,分离过程可采取的措施有______________(写出一种即可)。

到目前为止,CO吸附剂的开发大多数以亚铜为活性组分负载在各种载体上,然后采用变压吸附(PSA)方式在含N2体系中脱出CO。下图是变压吸附回收高炉煤气中CO的流程图:

PSA-I吸附CO2时间对PSA-IICO回收率的影响见下图,由此可见,为了保证载体亚铜吸附剂对CO的吸附和提纯要求,应采取的措施是________, “放空气体的主要成分为_______

(4)高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+ 3 CO(g)===2Fe (s)+3CO2(g)。该反应在不同温度下的平衡常数如下表所示:

该反应的H______0(填“> " " < ”“= " )。

欲提高上述反应中CO 的转化率,可采取的措施是______

a.适当降低反应体系的温度    b.及时移出体系中的CO2 c.加入合适的催化剂

d.减小容器的容积            e.增大Fe2O3的量

 

N2、CO +35.7 ①升温、减压 延长PSA -I吸附CO2时间 N2 < ab 【解析】试题分析:(1)N2、CO、CO2、H2O的电子数分别是14、14、22、10;(2)根据盖斯定律计算CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+ O2(g) 的△H;(3)①根据平衡移动原理分析;②根据图示,PSA -I吸附CO2时间越长,吸附剂对CO的吸附效率越大;高炉煤气主要成分为N2、CO、CO2、H2O等,PSA-I吸附CO2、H2O,PSA-II吸附CO;(4)①升高温度,平衡常数减小,平衡逆向移动;②平衡正向移动,可以提高CO 的转化率; 解析:(1)N2、CO、CO2、H2O中N2、CO的电子数相等; (2)① H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol ② CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ/mol ③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ/mol 根据盖斯定律,①② ③ 得CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+ O2(g) △H=+35.7 kJ/mol;(3)①CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)=CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) △H<0,要分离CO可使平衡逆向移动,如升温、减压等;②根据图示,PSA -I吸附CO2时间越长,吸附剂对CO的吸附效率越大,所以应采取的措施是延长PSA -I吸附CO2时间;高炉煤气主要成分为N2、CO、CO2、H2O等,PSA-I吸附CO2、H2O,PSA-II吸附CO,所以“放空气体”的主要成分为N2;(4)①升高温度,平衡常数减小,平衡逆向移动,所以正反应放热,△H<0;②a.适当降低反应体系的温度,平衡正向移动,CO 的转化率增大; b.及时移出体系中的CO2,平衡正向移动,CO 的转化率增大; c.加入合适的催化剂,平衡不移动,CO 的转化率不变,故c错误;d.减小容器的容积,平衡不移动,CO 的转化率不变,故d错误; e.Fe2O3是固体,增大Fe2O3的量,平衡不移动,CO 的转化率不变,故e错误。
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工业上回收利用某合金废料(主要含FeCuCoLi等,己知CoFe均为中等活泼金属)的工艺流程如图所示

 

问答下列问题:

(l)(NH4)2C2O4C元素的化合价为________

(2)合金废料加入盐酸浸取该盐酸不能换为硝酸,原因是____________

残渣M的主要成分是一种金属单质,该金属为_______________

(3)“浸出液中先后加入的两种试剂涉及氨水H2O2溶液,应先加入____________加入氨水发生反应的离+方程式为____________________

(4)溶液A中的金属阳离子是_________加入(NH4)2C2O4溶液的目的是__________

(5)“操作1”的名称是_________草酸钴高温焙烧生成Co2O3,实验室中高温焙烧使用的仪器是_____(填字)

a.蒸发皿    b.表面皿    c.烧杯         d.坩埚

(6)已知Li2CO3微溶于水,其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。操作2”中,蒸发浓缩后必须趁热过滤,其目的是_________________90℃时KspLi2CO3)的值为___________

温度/

10

30

60

90

浓度/mol·L-1

0.21

0.17

0.14

0.10

 

 

 

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磷能形成多种含氧酸。

(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,向10 mL H3PO2溶液中加入10 mL等物质的量浓度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有H2PO2-、OH-两种阴离子。

写出H3PO2溶液与足量NaOH 溶液反应后形成的正盐的化学式:_______,该正盐溶液中各离子浓度由大到小的顺序为____________

25℃时,K (H3PO2) = 1×10-2,则0.01 mol · L-1H3PO2溶液的pH =________

(2)亚磷酸(H3PO3)是二元中强酸,25℃时亚磷酸的电离常数为K1= 1×10-2、K2=2.6×10-7

试从电离平衡移动的角度解释K1、K2数据的差异_______________

② NaH2PO3溶液显______性(填”“”)。

(3) 25 ℃时,HF的电离常数为K = 3.6×10-4; H3PO4的电离常数为K1=7.5×10-3,K2=6.2×10-8,K3=4.4×10-13。足量NaF溶液和H3PO4溶液反应的离子方程式为_________

(4)相同温度下,等物质的量浓度的上述三种磷的含氧酸中。c(H+)由大到小的顺序为_____(用酸的分子式表示)。

 

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某兴趣小组拟制备氯气并验证其一系列性质,实验装置如图所示(省略夹持装置)。已知:硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液在工业上可作为脱氯剂

回答下列问题:

(1)仪器a的名称是______,其中盛有浓盐酸,烧瓶A 中盛有的固体试剂是_____(填化学式)。

(2)装置B中盛有饱和NaCl溶液,装置B的作用是________

a.除去C12中的杂质HCl       b.干燥

c.提供后续水蒸气             d.观察装置是否堵塞

(3)c处有色布条褪色,而d处不褪色,这说明__________

(4)实验结束后,打开e 的活塞,使其中的溶液流人到锥形瓶D中,摇匀锥形瓶,静置后可观察到______________________

(5)装置E中发生反应的离子方程式为____________

 

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燃煤脱硫可减少SO2尾气的排放,燃煤脱硫技术受到各界科研人员的关注。一种燃煤脱硫技术的原理是:CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g)  H=-394.0kJ/mol。保持其他条件不变,不同温度下起始CO物质的量与平衡时体系中CO2的体积分数的关系如图所示(T表示温度):

下列有关说法正确的是

A. T1T2    B. bSO2转化率最高

C. b点后曲线下降是因CO体积分数升高    D. 减小压强可提高CO、SO2转化率

 

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