(10分).近年来,江苏省酸雨污染较为严重,防治酸雨成了迫在眉睫的问题。
⑴有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫废气的方法,流程如下: ( I )将含SO2的废气通入电解饱和食盐水所得溶液中,得NaHSO3溶液。(Ⅱ)将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸。(III)将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收,生成的NaCl循环利用。
① 写出步骤(I)反应的化学方程式:
② 写出步骤(III)反应的离子方程式:
⑵还有学者提出利用 Fe 2十、Fe3十等离子的催化作用,常温下将SO2氧化成SO42一而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中SO2氧化成SO42一的转化率。
① 该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中SO2的体积分数,X溶液可以是(填序号) 。(参考:还原性SO2 > I- >Br->Cl-)
A.碘的淀粉溶液 | B.酸性高锰酸钾溶液 |
C.氢氧化钠溶液 | D.氯化钡溶液 |
② 若上述实验是在标准状况下进行的,X是已知体积和物质的量浓度的溶液,欲测定转化器中SO2氧化成SO42一的转化率,已知气体流速,还需测定的数据是 和加入盐酸酸化的氯化钡溶液后生成沉淀的质量。
(3) 为进一步减少SO2的污染并变废为宝,人们正在探索用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2。该方法涉及到的化学反应为:SO2+2CO=2CO2+
Sx 、
CO+Sx=COS、2COS+SO2=2CO2+
Sx 。其中COS中“C”化合价为 。
(4)若生活污水中含大量的氮化合物,通常用生物膜脱氮工艺进行处理:首先在消化细菌的作用下将NH4+氧化为NO3-:NH4++2O2=NO3-+2H++H2O,然后加入甲醇(CH3OH),NO3-和甲醇转化为两种无毒气体。请写出加入甲醇后反应的离子方程式 。
雾霾由多种污染物形成,其中包含颗粒物(包括PM2.5在内)、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等。化学在解决雾霾污染中有着重要的作用。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-113.0 kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH=_________kJ·mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1︰2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有_______________。
a.体系密度保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO2和NO的体积比保持不变
d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1︰5,则平衡常数K=_______。
(2)CO、CO2都可用于合成甲醇。
①CO用于合成甲醇反应方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是_________________________________________。
②CO2用于合成甲醇反应方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
下图是科学家现正研发的,以实现上述反应在常温常压下进行的装置。写出甲槽的电极反应____________。
(3)下图是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
①该脱硝原理中,NO最终转化为H2O和_________(填化学式)。
②当消耗2 mol NH3和0.5 molO2时,除去的NO在标准状况下的体积为__________L。
(4)NO直接催化分解(生成N2和O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO在40℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示,写出NO分解的化学方程式_______________________________。
铁是目前人类使用量最大的金属,它能形成多种化合物。
(1)取5.6 g的生铁与足量的稀硫酸混合反应,无论怎样进行实验,最终收集了的气体体积均小于2.24 L(标准状况),最主要的原因是__________________________,所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色,试用离子方程式解释这一变化的原因______________________________________。
(2)硫化亚铁常用于工业废水的处理。已知:25℃时,溶度积常数Ksp(FeS)=6.3×10-18、Ksp(CdS)= 3.6×10-29。请写出用硫化亚铁处理含Cd2+的工业废水的离子方程式__________________________。
(3)ZnFe2O3.5是一种新型纳米材料,可将工业废气中的某些元素转化为游离态,制取纳米ZnFe2O3.5和用于除去废气的转化关系为:ZnFe2O4ZnFe2O3.5
上述转化反应中消耗的n(ZnFe2O4)︰n(H2)=_______。请写出 ZnFe2O3.5与NO2反应的化学方程式_______________________________。
(4)LiFePO4(难溶于水)材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一。
①以FePO4(难溶于水)、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4,该反应的化学方程式为2FePO4+Li2CO3+2C=2LiFePO4+3CO↑。则1molC参与反应时转移的电子数为_______________。
②磷酸铁锂动力电池有几种类型,其中一种(中间是锂离子聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开)工作原理为FePO4+LiLiFePO4。则充电时阳极上的电极反应式为______________________________。
(5)已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,此温度下若在实验室中配制5 mol/L 100 mL FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入_______ml、2 mol/L的盐酸(忽略加入盐酸体积)。
[化学—选修3:物质结构与性质]Fe2+、Fe3+与O22—、CN—、F—、有机分子等形成的化合物具有广泛的应用。
(1)N、O、F三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序是。
(2)基态Fe3+核外M能层的电子排布式为。
(3)铁有δ、γ、α三种同素异形体(如下图),则γ晶胞原子堆积名称为_____________。假设各种晶型的铁单质都是由半径为r的铁原子堆积而成,则晶胞δ与晶胞α的密度比为_______________(列式并化简)。
(4)乙酰基二茂铁是常用汽油抗震剂,其结构如图1所示。此物质中碳原子的杂化方式有。
(5)配合物K3[Fe(CN)6]可用于电子传感器的制作。与配体互为等电子体的一种分子的电子式为。已知(CN)2是直线形分子,并具有对称性,则(CN)2中π键和σ键的个数比为。
(6)F—不仅可与Fe3+形成[FeF6]3—,还可以与Mg2+、K+形成一种立方晶系的离子晶体,此晶体应用于激光领域,结构如图2所示。该晶体的化学式为。在该晶体中与一个F—距离最近且相等的F—的个数为。
[化学—选修2:化学与技术]银、铜均属于重金属,从银铜合金废料中回收银并制备含铜化合物产品的工艺如图所示:
(1)熔炼时被氧化的元素是,酸浸时反应的离子方程式为。为提高酸浸时铜元素的浸出率及浸出速率,酸浸前应对渣料进行处理,其处理方法是。
(2)操作a是,固体B转化为CuAlO2的过程中,存在如下反应,请填写空白处:
CuO+Al2O3+↑。
(3)若残渣A中含有n mol Ag,将该残渣全部与足量的稀HNO3置于某容器中进行反应,写出反应的化学方程式。为彻底消除污染,可将反应中产生的气体与V L(标准状况)空气混合通入水中,则V至少为L(设空气中氧气的体积分数为0.2)。
(4)已知2Cu+Cu+Cu2+,试分析CuAlO2分别与足量盐酸、稀硝酸混合后,产生现象的异同点。
(5)假设粗银中的杂质只有少量的铜,利用电化学方法对其进行精炼,则粗银应与电源的极相连,当两个电极上质量变化值相差30.4g时,则两个电极上银质量的变化值相差g。
电解法促进橄榄石(主要成分是Mg2SiO4)固定CO2的部分工艺流程如下:
已知:Mg2SiO4(s) +4HCl(aq)2MgCl2(aq) +SiO2 (s) + 2H2O(l)△H =-49.04 kJ·mol-1
(1)橄榄石的组成是Mg9FeSi5O20,用氧化物的形式可表示为。
(2)上图虚框内需要补充一步工业生产的名称为。
(3)下列物质中也可用作“固碳”的是。(填字母)
a.CaCl2b.H2NCH2COONac.(NH4)2CO3
(4)由下图可知,90℃后曲线A溶解效率下降,分析其原因。
(5)过滤Ⅰ所得滤液中含有Fe2+,检验该离子方法为。
(6)过程①为除去滤液中的杂质,写出该除杂过程所涉及反应的离子方程式
、。