(15分)【化学—选修化学与技术】
印尼火山喷发不仅带来壮观的美景,还给附近的居民带来物质财富,有许多居民冒着生命危险在底部的火山口收集纯硫磺块来赚取丰厚收入。硫磺可用于生产化工原料硫酸。某工厂用下图所示的工艺流程生产硫酸:
请回答下列问题:
(1)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装______________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是_____________________________________________。
(2)为使硫磺充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%,为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。
假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为__________
(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是________。
(3)与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是________(可多选)。
A.耗氧量减少 B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废渣减少 D.不需要使用催化剂
(4)硫酸的用途非常广,可应用于下列哪些方面__________________________。
A.橡胶的硫化 B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产 D.过磷酸钙的制备
(5)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式________________________________。
(12分)利用所学化学反应原理,解决以下问题:
(1)某溶液含两种相同物质的量的溶质,且其中只存在OH一、H+、NH4+、Cl一四种离子,
且c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),则这两种溶质是。
(2)0.1 mol·L-1的氨水与0.05 mol·L-1的稀硫酸等体积混合,用离子方程式表示混合后溶液的酸碱性:。
(3)已知:Ksp(RX)=1.8×10-10,Ksp(RY)=1.5×10-16,Ksp(R2Z)=2.0×10-12,则难溶盐RX、RY和R2Z的饱和溶液中,R+浓度由大到小的顺序是。
(4)向20 mL硫酸和盐酸的混合液中逐滴加入pH=13的Ba(OH)2溶液,生成BaSO4的量
如右图所示,B点溶液的pH=7(假设体积
可以直接相加),则c(HCl)=mol·L-1.
(5)在温度、容积相同的3个密闭容器中,
按下表投入反应物,发生反应(H2(g)+
I2(g)2HI(g)△H=-14.9 kJ·mol-1),在恒温、恒容条件下, 测得反应达
到平衡时的数据如下表:
下列说法正确的是。
A.![]() ![]() |
B.2![]() ![]() |
C.a+b=14.9 | D.c1=c2=c3 |
(12分)某短周期元素的原子最外层电子数为次外层的2倍,其单质甲可发生如下反应:甲+乙丙+丁+水。
(1)若丙为NO2。①甲与乙反应的化学方程式为。
②NO2可作火箭重要燃料—肼(N2H4)的助燃剂。已知:
N2(g) + 2O2(g)=2NO2(g)△H= +67.7 kJ·mol-1,
2N2H4(g) + 2NO2(g)=3N2(g) + 4H2O(g)△H=-1135.7 kJ·mol-1。
写出燃料—肼(N2H4)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式:。
(2)若丙为SO2。
①把乙滴入硫酸铜晶体,观察到的现象是。
②SO2能使酸性KMnO4溶液紫红色褪去,完成下列离子方程式:MnO4- +
SO2 +
=
Mn2+ +
SO42- +
H+
③SO2在一定条件下,发生:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H< 0反应。该反应的化学平衡常数K=(填表达式);反应达平衡时,若改变其中一个条件x,则符合图中曲线的是(填序号)。
a.x表示温度,y表示SO2的物质的量
b.x表示压强,y表示SO2的转化率
c.x表示SO2的物质的量,y表示O2的物质的量
d.x表示SO3的物质的量,y表示化学平衡常数K
16分)现有六种短周期元素A、B、C、D、E、F,其原子序数依次增大,其中B与C、D与F分别位于同一周期,A与D、C与F分别位于同一主族,且A、D两元素原子的质子数之和是C、F两元素原子质子数之和的一半。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下三种是气体,三种是固体。请回答下列问题:
(1)D离子的结构示意图;
F元素氧化物的晶体类型为。
(2)比较B、C、D元素简单离子半径的大小:>>(填微粒符号)
(3)请说出C的氢化物比F的氢化物稳定的根本原因:;
用高能射线照射液态水时,一个A2C分子能释放出一个电子,同时产生一种具有较
强的氧化性的阳离子,试写出阳离子的电子式:,该阳离
子中存在的化学键有,并写出该阳离子与F氢化物的水溶
液反应的离子方程式:。
(4)E是金属元素,且E单质可以与空气中的N2、CO2等反应,E的最高价氧化物的水化物难溶于水,已知298K时,该难溶物质的的KSP=5.6×10-12,若此时测得溶液pH
=13.00,则此温度下残留在溶液中的E离子物质的量浓度为mol·L-1。
现有铁和铜组成的合金共a mol,其中铜的物质的量分数为x。将此合金研成粉末状后全部投入含b mol硝酸的稀溶液中,微热使其充分反应,硝酸的还原产物只有NO。
(1)用粒子符号填写下列空白(列举出全部可能出现的情况):
组序 成分 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
残留固体成分 |
[ |
|||||
溶液中金属离子 |
(2)当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时,则b的取值范围为(用a、x表示)
(3)当x=0.5时,溶液中Fe3+和 Fe2+的物质的量相等,在标准状况下共生成672毫升NO气体,求a和b的值。
现有浓度各为2 mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL,加入一定量的铁粉,按下列情况填空。
(1)充分反应后,无固体存在,则溶液中一定含有的金属阳离子是。
(2)反应完毕后,铁粉有剩余,过滤所得的固体物质为,溶液中一定含有的金属离子的物质的量为mol。
(3)反应完毕,有固体剩余,则反应后的溶液中一定有的金属阳离子为,其物质的量取值范围是。