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某学习小组对Cu与HNO₃的反应进行了研究。 (1) 铜与稀硝酸反应的离子方程式为______。 (2) 利用如图装置完成Cu与HNO₃制取氮氧化物的反应。 实验过程中可观察到装置B中液面上方为无色气体,C中液面上方为红棕色气体。 ① 为排尽整套装置内的空气,先打开弹簧夹,通入________(填化学式),一段时间后关闭弹簧夹。 ② C中液面上方为红棕色气体,其原因是________________(用化学方程式表示)。 (3) 学习小组在做铜与硝酸反应的实验时观察到了以下现象:实验I中蓝色溶液A遇铜片立即产生气泡,而相同条件下实验II中3 mol/L硝酸遇铜片短时间内无明显变化,一段时间后才有少量气泡产生。实验操作如下: 实验I:浓HNO₃与Cu片反应片刻后的绿色溶液倒入水中稀释得蓝色溶液A(其中含HNO₃,且$$c(HNO_{3})=3mol\cdot L^{-1}$$),加入Cu片立即产生气泡。 实验II:$$c(HNO_{3})=3mol\cdot L^{-1}$$的硝酸与Cu片,短时间无明显变化,一段时间后有少量气泡产生得溶液B。 分析蓝色溶液A的成分后,学习小组探究蓝色溶液A与铜片能够立即发生反应的原因。 ① 假设1:________(填化学式)对该反应有催化作用。 实验验证:向3 mol/L硝酸中加入少量硝酸铜固体,溶液呈蓝色,放入铜片,无明显变化。 结论:假设1不成立。 ② 假设2:NO₂对该反应有催化作用。 向A中鼓入N₂数分钟得溶液C,相同条件下,铜片与A、C溶液的反应速率:v(A)____v(C)(填">""=""<")。实验证明假设2成立。 ③ 经检验,蓝色溶液A中还含有少量亚硝酸HNO₂。 设计实验证明HNO₂也对该反应有催化作用。操作和预期的现象是:____________________。 向含有铜片的溶液B中____________________。 实验总结:NO₂和HNO₂对铜与硝酸的反应都有催化作用。 (4) 请推测Cu与浓硝酸反应中NO₂和HNO₂参与的可能的催化过程: ① $$\ce{Cu + 2NO_{2} + 2H^{+}=Cu^{2+} + 2HNO_{2}}$$ ②________________。【缺少答案,请补充】
我国橄榄石资源丰富,其主要成分为MgSiO₃和FeSiO₃,含少量Ni、Al元素。利用橄榄石回收NiO并制备碱式硫酸镁的工艺流程如图所示: 已知:①“酸浸”后,溶液中阳离子浓度:$$c(Mg^{2+})=0.5\ mol\cdot L^{-1}$$、$$c(Al^{3+})=0.05\ mol\cdot L^{-1}$$、$$c(Fe^{3+})=0.15\ mol\cdot L^{-1}$$、$$c(Ni^{2+})=0.01\ mol\cdot L^{-1}$$。 ② 部分氢氧化物的$$K_{sp}$$如下表所示: | 氢氧化物 | $$\ce{Al(OH)_{3}}$$ | $$\ce{Fe(OH)_{3}}$$ | $$\ce{Mg(OH)_{2}}$$ | $$\ce{Ni(OH)_{2}}$$ | | --- | --- | --- | --- | --- | | $$K_{sp}$$ | $$3.0×10^{-33}$$ | $$3.2×10^{-38}$$ | $$1.8×10^{-11}$$ | $$5.8×10^{-16}$$ | (1) “焙烧1”时,FeSiO₃在高温条件下生成红棕色固体,反应的化学方程式为________________________。 (2) “酸浸”时,为使金属元素充分浸出,可以采取的措施为________(写一条)。 (3) 向溶液中加入NaOH“调pH=6”,过滤后,滤渣2的主要成分为________(填化学式),调pH后滤液中Al³⁺的浓度为________mol/L。 (4) 利用有机物(HA)₂萃取Mg²⁺的反应为$\ce{(HA)_{2}(有机相) + Mg^{2+}(水相)\rightleftharpoons MgA_{2}(有机相) + 2H^{+}(水相)}$。“反萃取”时加入的试剂X为________(填化学式)。 (5) “电解”时采用惰性电极电解“萃取”后的水相,请写出阳极发生的电极反应式:________。 (6) NiO广泛应用于陶瓷着色、电池电极以及电子磁性材料等领域。一种NiO的立方晶胞结构如图所示。 ① $$\ce{O^{2-}}$$的配位数是________。 ② 已知微粒1的分数坐标为(0,0,0),则微粒2的分数坐标为________。【缺少答案,请补充】
$$\ce{CH_{4}}$$、$$\ce{C_{2}H_{4}}$$均是重要的化工原料,二者均可由$$\ce{CO_{2}}$$制备。 I. 制备$$\ce{CH_{4}}$$ $$\ce{CO_{2}}$$与$$\ce{H_{2}}$$反应制备$$\ce{CH_{4}}$$时发生反应: 主反应:$$\ce{CO_{2}(g) + 4H_{2}(g)\rightleftharpoons CH_{4}(g) + 2H_{2}O(g)}\ \Delta H_{1}=-165.0\ kJ\cdot mol^{-1}$$; 副反应:$$\ce{CO_{2}(g) + H_{2}(g)\rightleftharpoons CO(g) + H_{2}O(g)}\ \Delta H_{2}=+40.7\ kJ\cdot mol^{-1}$$。 (1) 根据主反应的能量与反应过程的关系图(图1)可知, $$E_{2}=$$______$$kJ\cdot mol^{-1}$$;利于该反应自发进行的条件为________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。 (2) 在恒容密闭容器中,$$\ce{CO_{2}}$$与$$\ce{H_{2}}$$的起始浓度分别为2.00 mol/L和8.00 mol/L,发生主反应和副反应,$$\ce{CO_{2}}$$、$$\ce{CH_{4}}$$的平衡浓度随温度的变化如图2所示。 则650℃时,$$\ce{CH_{4}}$$的选择性$$S\%=$$________ ($$\ce{CH_{4}}$$的选择性$S\%=\frac{生成CH_{4}的物质的量}{转化的CO_{2}的物质的量}×100\%$)。 II. 制备$$\ce{C_{2}H_{4}}$$ $$\ce{CO_{2}}$$的乙烯化反应为$$\ce{2CO_{2}(g) + 6H_{2}(g)\rightleftharpoons C_{2}H_{4}(g) + 4H_{2}O(g)}\ \Delta H<0$$。将$$\ce{CO_{2}}$$和$$\ce{H_{2}}$$以物质的量之比1:3充入V L恒容密闭容器中,发生该反应,平衡时$$n(\ce{H_{2}})$$和$$n(\ce{H_{2}O})$$随温度的变化如图3所示。 (3) L₁代表平衡时________(填“$$\ce{H_{2}O}$$”或“$$\ce{H_{2}}$$”)的物质的量随温度的变化。 (4) 一定温度下,下列能说明反应达到化学平衡的有________(填字母)。 A. 容器内气体压强不变 B. 气体密度不变 C. $$\ce{C_{2}H_{4}}$$与$$\ce{H_{2}O}$$的物质的量之比不变 D. $3v_{正}(\ce{CO_{2}})=v_{逆}(\ce{H_{2}})$ (5) 393 K时该反应的平衡常数$$K_{c}=$$________(列出算式)。 (6) $$x=$$______mol;M点时,$$\ce{CO_{2}}$$的平衡转化率为________。
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