（12分）CoCl2H2O在加热时会逐步失水，并呈现不同的颜色，实验室里可以制成变色硅胶，用以干燥并验证水份。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2

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（12分）CoCl₂

H₂O在加热时会逐步失水，并呈现不同的颜色，实验室里可以制成变色硅胶，用以干燥并验证水份。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl₂

H₂O的一种新工艺流程如下图：

已知：
①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co+2HCl=CoCl₂+H₂

②CoCl₂·6H₂O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110~120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③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
开始沉淀	2.3	7.6	3.4
完全沉淀	4.1	9.2	5.2

请回答下列问题：
（1）写出加入过氧化氢时溶液中发生的离子反应方程式：__________
（2）加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是__________；
（3）最合适的试剂X是__________
（4）操作I包含3个基本实验操作，它们是__________、__________和减压过滤。
（5）制得的CoCl₂·6H₂O需减压烘干的原因是__________。

答案

（1）

（2）5.2～7.6
（3）盐酸（4）蒸发浓缩、冷却结晶（5）降低烘干温度，防止产品分解

解析

（1）要制取制取CoCl₂

H₂O，就必须除去溶液中的杂质离子，因此双氧水的作用是将亚铁离子氧化生成铁离子，易于以氢氧化铁的形式沉淀而除去，方程式为2Fe₂＋H₂O₂＋2H^＋=2Fe₃＋2H₂O。
（2）根据表中数据可知，当pH大于7.6是开始析出氢氧化钴沉淀，所以pH不能大于7.6。而氢氧化铝的沉淀分为是3.4～5.2，所以a的分为是5.2～7.6。
（3）因为不能引入新的杂质，所以应该用盐酸酸化，即X是盐酸。
（4）要得到晶体，需要蒸发浓缩、冷却结晶，最后过滤即可。
（5）因为氯化钴晶体受热以分解，所以需要降低烘干温度，防止产品分解。

举一反三

（14分）青铜矿（CuFeS₂）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫及铁的化合物。
(1)  冶炼铜的反应为
8CuFeS₂ + 21O₂ 8Cu + 4FeO + 2Fe₂O₃ + 16SO₂
若CuFeS₂中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是_________（填元素符号）。
(2)  上述冶炼过程产生大量SO₂，下列处理方案中合理的是__________（填代号）。
a.  高空排放                                   b.用于制备硫酸
c.  用纯碱溶液吸收制Na₂SO₄         d.用浓硫酸吸收
(3)  过二硫酸钾（K₂S₂O₈）具有强氧化性，可将I⁻氧化为I₂：S₂O₈²⁻ + 2I⁻ → 2SO₄²⁻ + I₂；通过改变反应途径，Fe³⁺、Fe²⁺均可催化上述反应，试用离子方程式表示Fe³⁺对上述反应催化的过程：__________、__________。
(4)  利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）可制备Fe₂O₃，方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤；②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe₂O₃。
a.    除去Al³⁺的离子方程式是____________________________；
b.   选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂：稀盐酸稀硫酸 KSCN溶液 KMnO₄溶液 NaOH溶液碘水
所选试剂为__________，证明炉渣中含有FeO的实验现象为____________________。

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（14分）工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：N₂(g) + 3H₂(g) ≒ 2NH₃(g)，其部分工艺流程如下：

回答下列问题：
(1)  已知： N₂(g) + O₂(g) 2NO(g)  ΔH+180.5kJ/mol
4NH₃(g) + 5O₂(g) 4NO(g) + 6H₂O(g) ΔH−905kJ/mol
2H₂(g) + O₂(g) 2H₂O(g)  ΔH−483.6kJ/mol
则N₂(g) + 3H₂(g) ≒ 2NH₃(g) ΔH________________。
(2)  如果工业上，在一定温度下，将1.5 mol N₂气体和6 mol H₂气体通入到体积为1升的密闭容器中。当反应达到平衡时，容器内气体的压强为起始时的80%，则其平衡常数为_______。改变下列条件，能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是__________。
①增大压强                  ②增大反应物的浓度           ③使用催化剂        ④降低温度
(3)  合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程。即反应后通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法其原理类似于下列方法中的________（填编号），其理由是__________。
①过滤    ②蒸馏    ③渗析   ④萃取
(4)  可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟（成分为氯化铵）生成，该反应的化学方程式为__________。
(5)  假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20 mol/L，实验室若需用80 mL浓度为5 mol/L的氨水时，需取20 mol/L的氨水__________mL（用100 mL的容量瓶）。假如该氨水的，加入相同体积的盐酸时，溶液呈中性，则此盐酸的pH__________（填“大于”、“小于”或“等于”）。

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．(21分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为：
N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g)  △H= -92.4KJ/mol  ，据此回答以下问题：
（1）下列有关该反应速率的叙述，正确的是（选填序号）         。
a．升高温度可以增大活化分子百分数，加快反应速率
b．增大压强不能增大活化分子百分数，所以不可以加快反应速率
c．使用催化剂可以使反应的活化能降低，加快反应速率
d．活化分子间所发生的碰撞为有效碰撞
e．降低温度，V_正、V_逆均减小且V_正减小的倍数小于V_逆减小的倍数。
f．在质量一定的情况下，催化剂颗粒的表面积大小，对反应速率有显著影响
（2）①该反应的化学平衡常数表达式为K=_______________________。
②根据温度对化学平衡影响规律知，对于该反应，温度越高，其平衡常数的值越_____ 。
（3）某温度下，若把10 mol N₂与30 mol H₂置于体积为10 L的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得平衡混合气体中氨的体积分数为20%，则该温度下反应的K=___________（可用分数表示）。能说明该反应达到化学平衡状态的是               （填字母）。
a．容器内的密度保持不变
b．容器内压强保持不变
c．υ_正（N₂）＝2υ_逆（NH₃）
d．混合气体中c（NH₃）不变
e.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
（4）对于合成氨反应而言，下列有关图象一定正确的是（选填序号）_____________。

（5）相同温度下，有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B，两容器中均充入1mol N₂和3 molH₂，此时两容器的体积相等。在一定条件下反应达到平衡状态，A中NH₃的体积分数为a，放出热量Q₁kJ；B中NH₃的体积分数为b，放出热量Q₂kJ。则：a_____b(填>、=、<)， Q₁_____ Q₂(填>、=、<)， Q₁_____92.4(填>、=、<)。

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(12分) 氮化硅硬度大、熔点高、不溶于酸（氢氟酸除外），是一种重要的结构陶瓷材料。一种用工业硅（含少量钾、钠、铁、铜的氧化物），已知硅的熔点是1420℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺主要流程如下：

（1）净化N₂和H₂时，铜屑的作用是：                      ；硅胶的作用是                 。
（2）在氮化炉中3SiO₂(s)+2N₂(g)=Si₃N₄(s) △H=－727.5kJ/mol，开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度：        ；体系中要通入适量的氢气是为了       。
（3）X可能是            （选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”）。
（4）用硅粉作硅源、叠氮化钠（NaN₃）作氮源，直接燃烧生成氮化硅（发生置换反应），该反应的化学方程式为：           。

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生产硫酸最古老的方法是以绿矾为原料，在蒸馏釜中煅烧。反应的化学方程式为：2FeSO₄·7H₂O

Fe₂O₃ + SO₂↑+ SO₃↑+ 14H₂O。其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝便得到硫酸。用如图装置模拟用绿矾制硫酸的实验，并检验生成的硫酸和二氧化硫（加热装置已略去）。其中b为干燥的试管。下列关于该反应说法正确的是

A．若将反应后的三种气体通入BaCl₂溶液中，产生的沉淀为BaSO₃、BaSO₄

B．b中产物用紫色石蕊试液即可检验出其中H⁺和SO₄^2—

C．为检验反应的另一种生成物，试管c中应加入的试剂为NaOH溶液

D．b中所得到的硫酸的质量分数为29.5%

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