研究SO2、CO等大气污染物的处理与利用具有重大意义。
Ⅰ.利用钠碱循环法可脱除烟气中SO2,该法用Na2SO3溶液作为吸收剂,吸收过程pH随n(SO)n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-)n(HSO3-) |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
(1)由上表判断NaHSO3水溶液显 __性,原因是 __。
(2)当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是 __。
a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(OH-)
(3)若某溶液中含3 mol Na2SO3,逐滴滴入一定量稀HCl,恰好使溶液中Cl-与HSO3-物质的量之比为21,则滴入盐酸中n(HCl)为 __mol。
Ⅱ.CO可用于合成甲醇,反应原理为
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(4)在容积为2 L的密闭容器中通入0.2 mol CO,0.4 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则该温度下的平衡常数为 __,再加入1.0 mol CO后,重新达到平衡,CO的转化率 __(填“填大”“不变”或“减小”);平衡体系中CH3OH的体积分数 __(填“增大”“不变”或“减小”)。
(5)已知CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g);
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol。
有关键能数据如下:(单位:kJ/mol)
化学键 |
H—H |
H—O |
C—H |
C—O |
C=O |
键能 |
435 |
463 |
413 |
356 |
745 |
写出甲醇气体完全燃烧生成气态水的热化学方程式: __。
A、B、C、D均为中学化学中的常见物质,请根据题中信息回答问题。
(1)已知它们存在如下反应转化关系:A +B→C +D(未配平,反应条件略去)。
① 该转化关系中所涉及的反应为置换反应。若A是金属单质,D是非金属单质,且A 原子的质子数是D原子的2倍,则反应的方程式是 。
② 该转化关系中所涉及的反应为非置换反应。若A、D分子的核外电子总数都为10个,B与C能发生反应,则反应的方程式是 。
(2)已知它们存在如下反应转化关系:A +B→C +D+H2O(未配平,反应条件略去)。
① 该转化关系中所涉及的反应为氧化还原反应。若C、D两种气体均能使澄清石灰水变浑浊,当A的摩尔质量小于B时,物质B的名称为 ,鉴别C、D两种气体不能选用的试剂是 。
a.Ba(OH)2溶液 b.酸性KMnO4溶液 c.紫色石蕊试液
d.H2O2与BaCl2混合液 e.酸化的Ba(NO3)2溶液
② 该转化关系中所涉及的反应为非氧化还原反应。若A是造成温室效应的主要气体之一,C、D均为钠盐,D与B反应能转化为C。当参加反应的A、B物质的量之比为3∶4时,则C与D物质的量之比为 。
对叔丁基苯酚可用于生产油溶性酚醛树脂等。实验室以苯酚、叔丁基氯[(CH3)3CCl]等为原料制备对叔丁基苯酚的实验步骤如下:
步骤1:按图16组装仪器,在X中加入2.2 mL叔丁基氯(过量)和1.41 g苯酚,搅拌使苯酚完全溶解。
步骤2:向X中加入无水AlCl3固体作催化剂,不断搅拌,有气体放出。
步骤3:反应缓和后,向X中加入8 mL水和1 mL浓盐酸,即有白色固体析出。
步骤4:抽滤得到白色固体,洗涤,用石油醚重结晶,得对叔丁基苯酚1.8 g。
(1)仪器X的名称为________。
(2)步骤2中发生主要反应的化学方程式为________。若该反应过于激烈,可采取的一种措施为________。
(3)图16中倒扣漏斗的作用是________。
(4)实验结束后,对产品进行光谱鉴定结果如下。其中属于红外光谱的谱图是________(填字母)。
(5)本实验中,对叔丁基苯酚的产率为________。
已知:硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2N-CH2-COONa)即可得到配合物A。其结构如下图:
(1)Cu+基态的核外电子排布式为 。
(2)元素N、O形成的氢化物沸点高于同族的其它元素氢化物的沸点,其原因为 。
(3)A中碳原子的轨道杂化类型为 。
(4)1mol氨基乙酸(H2N-CH2-COOH)含有σ键的数目为 。
(5)氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出二氧化碳的一种等电子体(分子): (写化学式)。
(6)已知:硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体,其结构如图。晶体中每个铜原子周围距离最近的氧原子数目为 。
硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用,但硫的氧化物直接排放到大气中会造成污染。
(1)一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程:
①在铜的作用下完成工业尾气中SO2的部分催化氧化,所发生反应为:
2SO2+2n Cu+(n+1)O2+(2-2 n) H2O=2n CuSO4+(2-2n) H2SO4
从环境保护的角度看,催化脱硫的意义为 ;每吸收标准状况下11.2L SO2,被SO2还原的O2的质量为 g。
②利用右图所示电化学装置吸收另一部分SO2,并完成Cu的再生。写出装置内所发生反应的离子方程式 。
(2) 碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
① 用离子方程式表示反应器中发生的反应 。
② 用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是 。
(3)向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中主要含硫各物种(H2S、HS—、S2—)的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与滴加盐酸体积的关系如下图所示(忽略滴加过程H2S气体的逸出)。
①写出图中由2到3段的反应离子方程式 。
②NaHS溶液呈碱性,若向溶液中加入CuSO4溶液,恰好完全反应,所得溶液呈强酸性,其原因是 (用离子方程式表示)。
电镀厂曾采用有氰电镀工艺,由于排放的废水中含有的剧毒CN-离子,而逐渐被无氰电镀工艺替代。处理有氰电镀的废水一般采用氧化法,常用的氧化剂有氯气、二氧化氯、次氯酸盐双氧水等。
(1)工业上常用双氧水处理含CN-离子浓度较低的废水,流程如下:
操作X的名称为 。滤液中常含有H2O2,排放前需除去,写出除去H2O2的方法
(2)实验室中可在催化剂TiO2作用下,先用NaClO将CN-离子氧化成OCN-,再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和CO2。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验,以证明处理方法的有效性,并测定CN-被处理的百分率。将浓缩后含CN-离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(其中CN-的浓度为0.05mol·L-1)倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。
回答下列问题:
①乙中反应的离子方程式为 。丁在实验中的作用是 。
②乙中生成的气体除N2和CO2外,还有副产物HCl及Cl2等,上述实验是通过测定二氧化碳的量来确定对CN-的处理效果。则丙中加入的除杂试剂是 (填字母)
A.饱和食盐水 | B.饱和NaHCO3溶液 | C.浓NaOH溶液 | D.浓硫酸 |
③若该测得值与实际处理的百分率相比偏低,请简要说明可能的原因 。请提出一个能提高准确度的建议(具体操作) 。
④处理后的溶液,主要含有HClO、Na+、H+、Cl-等,请设计实验证明溶液中含有HClO和H+的实验方案: