(15分)尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,工业上合成尿素的反应如下:2NH3(l)+CO2(g)  H2O(l)+H2NCONH2 (l) 

(15分)尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,工业上合成尿素的反应如下:2NH3(l)+CO2(g)  H2O(l)+H2NCONH2 (l) 

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(15分)尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,工业上合成尿素的反应如下:
2NH3(l)+CO2(g)  H2O(l)+H2NCONH2 (l)  △H=-103.7 kJ·mol-1
试回答下列问题:
⑴下列措施中有利于提高尿素的产率的是___________。
A.采用高温
B.采用高压
C.寻找更高效的催化剂
⑵合成尿素的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g)  H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l)  △H1
第二步:H2NCOONH4(l)  H2O(l)+H2NCONH2(l)          △H2
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如下图Ⅰ所示:

①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第_____步反应决定,总反应进行到_________min时到达平衡。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=_______________________。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图Ⅱ所示,则△H2__________0(填“>”“<”或“=”)
答案
15分)⑴B   
⑵①2    55       ②0.148 mol/(L·min)           ③>
(每空3分,共15分)
解析
(1)由方程式2NH3(l)+CO2(g)  H2O(l)+H2NCONH2 (l)  △H=-103.7 kJ·mol-1,可知正反应方向为气体体积减少的方向,在高压条件下,平衡将正反应方向移动,从而提高尿素的产率
(2)①合成尿素的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g)  H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l)  △H1
第二步:H2NCOONH4(l)  H2O(l)+H2NCONH2(l)          △H2
从图形分析,第一步反应达平衡时时间更短,第二步反应达平衡时间更长,所以,合成尿素总反应的快慢由第二步决定;总反应进行到55min时到达平衡。
②v(CO2)=0.148 mol/(L·min);
③由图II可得,△H2>0;
举一反三
(12分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。
难溶物
Ksp
Ca3(AsO4)2
6.8×10-19
AlAsO4
1.6×10-16
FeAsO4
5.7×10-21
表1.几种砷酸盐的Ksp       
污染物
H2SO4
As
浓度
28.42 g/L
1.6 g·L-1
排放标准
pH 6~9
0.5 mg·L-1
表2.工厂污染物排放浓度及允许排放标准
回答以下问题:
⑴该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=______________mol·L-1
⑵写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式:Ksp[Ca3(AsO4)2]=______________,若混合溶液
中Al3、Fe3的浓度均为1.0×10-4mol·L-1,c(AsO43)的最大是_______________mol·L-1
⑶工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式________________________________。
⑷在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH
调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为______________;
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为_____________________________。
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洁净煤技术(Clean Coal Technology,简称CCT)的含义是:旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。下列措施不属于洁净煤技术的是(   )。
A.溶剂萃取脱硫法
B.煤的气化(产物主要为CO和H2
C.借助高温和催化剂的作用,使煤在氢压下裂解成小分子的烃类液体燃料
D.煤的直接燃烧

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海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:

请填写下列空白:
(1)步骤⑤的操作名称是       用到的主要仪器是:          
(2)步骤③的实验操作名称是      ;步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,该步骤的实验操作名称是        
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(12分)工业上需要利用一批回收的含铜废料制造胆矾(CuSO4·5H2O)。该废料中各种成份含量如下:Cu和CuO约占87%,其它为Al、Fe、Si及其氧化物,还有少量的难溶物质。工艺流程为:

部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表:
沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Mg(OH)2
Fe(OH)2
pH
5.2
3.1
6.7
9.4
9.7

回答:
(1)步骤①中为什么要将含铜废料研磨成粉状?
                                                                    
(2)步骤⑤中H2O2参加反应的离子方程式:                                  
(3)步骤⑥中调节溶液pH时适宜的物质是               (填序号);
A.NaOH     B.氨水    C.Cu2(OH)2CO3    D.Cu(OH)2      E.MgCO3
步骤⑥中滤渣成份的化学式                             
(4)步骤⑦中用硫酸调节pH=2~3的原因是                                    
(5)步骤⑧的分离操作是:           , 冷却结晶,               。              
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下列叙述正确的是                                                                             
A.提出原子结构模型的科学家按时间先后依次是:道尔顿、卢瑟福、汤姆生、玻尔
B.氯气是瑞典化学家舍勒发现的
C.海水中含有丰富的碘元素,因此碘被称为“海洋元素”
D.溴化银可用于人工降雨

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