Question

13．濕法煉鋅的冶煉過程可用如圖1簡略表示：

請回答下列問題：
（1）已知ZnO屬于兩性氧化物，寫出ZnO與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaOH+ZnO=Na₂ZnO₂+H₂O．
（2）上述電解過程中析出鋅的電極反應(yīng)式為：[Zn（NH₃）₄]²⁺+2e^-=Zn+4NH₃↑．
（3）產(chǎn)生的SO₂可用Ba（NO₃）₂溶液吸收，部分產(chǎn)物可作為工業(yè)原料，其反應(yīng)的離子方程式為：3SO₂+2H₂O+2NO₃^-+3Ba²⁺=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．
（4）氨是最重要的化工產(chǎn)品之一．合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）．
有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖2所示，則CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+161.1kJ•mol^-1．
（5）CO對合成氨的催化劑有毒害作用，常用乙酸二氨合銅溶液來吸收原料氣中CO，其反應(yīng)原理為：
[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（l）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₃]CH₃COO•CO（l）△H＜0．吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生，恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用，再生的適宜條件是：B（填寫選項編號）
A．高溫、高壓  B．高溫、低壓 C．低溫、低壓  D．低溫、高壓
（6）某溫度下，向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH₃和2molCO₂，發(fā)生2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）反應(yīng)，該反應(yīng)進行到40s時達到平衡，此時CO₂的轉(zhuǎn)化率為50%．圖3中的曲線表示該反應(yīng)在前25s內(nèi)的反應(yīng)進程中的NH₃濃度變化．若反應(yīng)延續(xù)至70s，保持其它條件不變情況下，請在圖中用實線畫出使用催化劑時該反應(yīng)從開始至平衡時的曲線．

Answer 1

分析 鋅精礦焙燒得到二氧化硫和ZnO，將ZnO加入NH₃-NH₄Cl溶液中，發(fā)生反應(yīng)得到[Zn（NH₃）₄]Cl₂，電解[Zn（NH₃）₄]Cl₂溶液得到Zn，
（1）ZnO屬于兩性氧化物，ZnO與NaOH溶液反應(yīng)生成Na₂ZnO₂；
（2）電解過程中析出鋅的電極上[Zn（NH₃）₄]²⁺ 得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）SO₂可用Ba（NO₃）₂溶液吸收，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成一氧化氮和硫酸鋇，據(jù)此寫離子方程式；
（4）由圖2可知：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol  ①
                   CO₂（g）=CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+282KJ/mol  ②
                    H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol ③
結(jié)合熱化學(xué)方程式和蓋斯定律可知①+②-③×3得到所需熱化學(xué)方程式；
（5）依據(jù)平衡移動方向分析判斷需要的條件；
（6）依據(jù)催化劑只加快反應(yīng)速率不影響平衡濃度畫出圖象．

解答 解：（1）ZnO屬于兩性氧化物，ZnO與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋅酸鈉和水，反應(yīng)方程式為2NaOH+ZnO=Na₂ZnO₂+H₂O，
故答案為：2NaOH+ZnO=Na₂ZnO₂+H₂O；
（2）電解過程中析出鋅的電極上[Zn（NH₃）₄]²⁺ 得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為[Zn（NH₃）₄]²⁺+2e^-=Zn+4NH₃↑，
故答案為：[Zn（NH₃）₄]²⁺+2e^-=Zn+4NH₃↑；
（3）SO₂可用Ba（NO₃）₂溶液吸收，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成一氧化氮和硫酸鋇，反應(yīng)的離子方程式為3SO₂+2H₂O+2NO₃^-+3Ba²⁺=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺，
故答案為：3SO₂+2H₂O+2NO₃^-+3Ba²⁺=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺；
（4）由圖2可知：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol①
                   CO₂（g）=CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+282KJ/mol②
                    H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol③
結(jié)合熱化學(xué)方程式和蓋斯定律可知①+②-③×3可得所需熱化學(xué)方程式，則CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=（-846.3KJ/mol）+（+282KJ/mol  ）-（-241.8KJ/mol ）×3=+161.1 kJ•mol^-1，所以CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+161.1 kJ•mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+161.1 kJ•mol^-1；
（5）吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生，恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用，依據(jù)化學(xué)平衡[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（l）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₃]CH₃COO•CO（l）；△H＜0，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，平衡逆向進行是再生的原理，再生的適宜條件是高溫低壓，
故答案為：B；
（6）若反應(yīng)延續(xù)至70s，保持其它條件不變情況下，使用催化劑時，改變反應(yīng)速率，不改變化學(xué)平衡，曲線的轉(zhuǎn)折點在橫坐標(biāo)40之前，縱坐標(biāo)必需在20的線上，該反應(yīng)的進程曲線為如圖所示：，
故答案為：．

點評 本題考查混合物分離提純的綜合應(yīng)用，為高頻考點，題目難度中等，涉及熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)平衡影響因素、平衡計算、電解等，把握相關(guān)反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的綜合考查．