( 15 分)【 化学一选修化学与技术 】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通人燃烧室的氧气过量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 。 b 管排出的尾气的处理方法 是 。
(3)与使用硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是 。
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。在燃煤中加人适量的石灰石,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 。
(1)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,现象是,原因是
①;②;③。
(2)明矾在水溶液中的电离方程式为:,实验室中若用明矾来制取Al(OH)3,则发生反应的离子方程式为:。
(5分) (1)配平下列反应方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目
As2O3 +HNO3 +H2O =H3AsO4 +NO↑
(2)该反应中氧化剂是________,氧化产物是_________,当有1mol As2O3参加反应时转移电子的数目为
(14 分)铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各种性能的不锈钢,CrO3大量地用于电镀工业中。
(1)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火,若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]。则该反应的化学方程式为:
。
(2)CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如下图所示。
①A 点时剩余固体的成分是(填化学式)。B 点时剩余固体的成分是(填化学式)
②从开始加热到 750K时总反应方程式为。
(3)CrO3和 K2Cr2O7均易溶于水,这是工业上造成铬污染的主要原因。净化处理方法之一是将含+6价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的NaCl进行电解:阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成 Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去[已知 KspFe(OH)3=4.0×10-38,KspCr(OH)3=6.0×10-31]。
①电解过程中 NaCl 的作用是__________________________。
②已知电解后的溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13 mol·L-1,则溶液中c(Cr3+)为mol·L-1。
(14 分)过氧化氢和臭氧都是常见的绿色氧化剂,在工业生产中有着重要的用途。
(1)据报道以硼氢化合物NaBH4(B的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池,可用作通信卫星电源。负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2,其工作原理如右图所示。该电池放电时正极的电极反应式为:;
以MnO2做正极材料,可能是因为。
(2)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态过氧化氢
为助燃剂。已知:
N2H4(g) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g)△H =" –" 534 kJ·mol-1
H2O2(l) = H2O(l) + 1/2O2(g)△H =" –" 98.64 kJ·mol-1
H2O(l) = H2O(g)△H=" +" 44kJ·mol-1
则反应N2H4(g) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(g) 的△H=。
(3)O3可由臭氧发生器(原理如右图所示)电解稀硫酸制得。
②图中阴极为(填“A”或“B”)。
②若C处通入O 2,则A极的电极反应式为:。
③若C处不通入O 2 ,D、E处分别收集到15.68L和有6.72L气体(标准状况下),则E处收集的气体中O2和O3的体积之比为(忽略O 3 的分解)。
(4)新型O3氧化技术对燃煤烟气中的NOx和SO2脱除效果显著,锅炉烟气中的NOx以上是以NO形式存在的,可发生反应NO(g)+ O3 (g)
NO2(g)+ O2 (g)。在一定条件下,将NO和O3通入绝热恒容密闭容器中发生上述反应 ,正反应速率随时间变化的示意图(如下图)所示。由图可得出的正确说法是
a.反应在c点达到平衡状态
b.反应物浓度:b点小于c点
c.该反应为放热反应
d.Δt1=Δt2时,NO的转化量:a~b段小于b~c段
(10 分)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g) + 2N2(g) + 6H2(g)Si3N4(s) + 12HCl(g)△H<0
(1)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2L,3min后达到平衡,测得固体的质量增加了1.40g,则SiCl4的平均反应速率为;该反应的平衡常数表达式为。
(2)上述反应达到平衡后,下列说法正确的是
a.其他条件不变,温度升高,平衡常数K减小
b.其他条件不变,压强增大,平衡向正反应方向移动
c.其他条件不变,增大SiCl4物质的量,平衡向正反应方向移动
d.其他条件不变,增大Si3N4物质的量,平衡向逆反应方向移动
(3)一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是
a.v逆(N2)=3v正(H2) b.v正(HCl)=4v逆(SiCl4)
c.混合气体密度保持不变d.c(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:6
(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m/n,保持其他条件不变,降低温度后达到新德平衡时,H2和HCl的物质的量之比m/n(填“>”“=”或“<”)