随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。
(1)处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)利用反应6NO2+ 8NH37N2+12 H2O处理NO2。当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是 L。NO2也可用NaOH溶液吸收,生成两种盐,该反应的化学方程式为:___________________。
(3)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0。
该反应的化学平衡常数表达式为K= ,该反应ΔS 0(填“>”或“ <”),若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图所示。
若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图所示的变化,则改变的条件可能是 (填序号)。
①加入催化剂 ②降低温度 ③缩小容器体积 ④增加CO2的量
(4)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4)。已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为 。
用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是:
甲:
①称取一定质量的HA配制0.lmol/L的溶液100mL;
②用pH试纸测出该溶液的pH值,即可证明HA是弱电解质。
乙:
①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=l的两种酸溶液各100mL;
②分别取这两种溶液各10mL,加水稀释为100mL;
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。
(1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是。
(2)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH___________1(选填>、<、=);乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是。
a、装HCl溶液的试管中放出H2的速率快
b、装HA溶液的试管中放出H2的速率快
c、两个试管中产生气体速率一样快
(3)请你评价:乙方案中难以实现之处和不妥之处、;
(4)请你再提出一个合理而比较容易实现的方案(可选用的药品:NaA溶液、HA溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液等),作简明扼要表述:。
(12分)中学化学实验,淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。在25 ℃,若溶液的pH=7,试纸不变色;若pH<7,试纸变红色;若pH>7,试纸变蓝色。而要精确测定溶液的pH,需用pH计。pH计主要通过测定溶液中H+浓度来测定溶液的pH。
(1)已知水中存在如下平衡H2OH++OH-ΔH>0。现欲使平衡向右移动,且所得溶液呈酸性,选择的方法是(填字母)。
A.向水中加入NaHSO4溶液 |
B.向水中加入Cu(NO3)2溶液 |
C.加热水至100 ℃[其中c(H+)=1×10-6 mol·L-1] |
D.在水中加入(NH4)2SO4溶液 |
(2)现欲测定100 ℃沸水的pH及酸碱性,若用pH试纸测定,则试纸显色,若用pH计测定,则pH7 (填“>”“<”或“=”),溶液呈性(填“酸”“碱”或“中”)。
(3)某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子 |
K+ |
Na+ |
NH4+ |
SO42- |
NO3- |
Cl- |
![]() |
4×10-6 |
6×10-6 |
2×10-5 |
4×10-5 |
3×10-5 |
2×10-5 |
根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为,试样的pH=。
(14分)W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素,其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质,X的基态原子最外层电子排布为3s23p1,Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。
(1)则W为,X为,Y为,Z为。(填元素符号)
W的气态氢化物稳定性比H2O(g) (填“强”或“弱”)。
(2)Z原子的基态原子核外电子排布式是,Y的电负性比X的________(填“大”或“小”),W的第一电离能比O的(填“大”或“小”)。
(3)X的最高价氧化物对应水化物与NaOH溶液反应的离子方程式是。
(1)有四种一元酸HA、HB、HC、HD,相同物质的量浓度的NaD和NaB溶液的pH,前者比后者大,NaA溶液呈中性,1mol/L的KC溶液遇酚酞试液呈红色;同体积、同物质的量浓度的HB、HC用样的装置分别作导电性试验,发现后者的灯泡比前者亮,则这四种酸的酸性由强到弱的顺序为________________________。
(2)已知难溶电解质溶解平衡时M(OH)2(s)M2+(aq) +2OH— (aq),溶液的pH=a,则其Ksp=。
(3)溶液的酸度表示为AG=lg[],又知100℃时,水的离子积常数为1×10—12,25℃时纯水的AG1和100℃时食盐水的AG2的关系为:AG1AG2(=、<、>);在100℃时将V1ml AG=8的硫酸与V2ml AG=—6的烧碱溶液混合后AG=0,则V1:V2=。
Cl2是一种重要的化工原料。
(1)电解饱和NaCl溶液获得Cl2的化学方程式是____________________。
(2)为便于储存,要将氯气液化[ Cl2(g) Cl2(l) ],应采取的措施是_____(写出一条即可)。
(3)液氯储存区贴有的说明卡如下(部分):
危险性 |
![]() |
储运要求 |
远离金属粉末、氨、烃类、醇更物质;设置氯气检测仪 |
泄漏处理 |
NaOH、NaHSO3溶液吸收 |
包装 |
钢瓶 |
① 用离子方程式表示“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用_______。
② 若液氯泄漏后遇到苯,在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快,原因是。
③ 氯气含量检测仪工作原理示意图如下图甲所示,则Cl2在Pt电极放电的电极反应式是_______。
(4)质量标准要求液氯含水量(以1 g氯气含水的质量计)<0. 4 mg,含水量超标会严重腐蚀钢瓶。液氯含水量的测定装置如上图乙所示:
① 用离子方程式说明c装置的作用_______。
② 检测液氯的含水量,根据上图,需要测定的数据是_______。