【化学选修2-化学与技术】(15分)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____________。
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5+H2O等多步反应。
(1)实验室制取氨气的化学方程式:。
(2)反应I的化学方程式为:。
(3)“灼烧”时发生反应的化学方程式:。
(4)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2,其离子方程式为:。
(5)副产品X的化学式是。
(6)为了减少产品Na2S2O5中杂质含量,需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约为。检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是(填编号)
①酸性高锰酸钾②品红溶液③澄清石灰水
④饱和碳酸氢钠溶液⑤NaOH⑥稀硫酸
由C、Cu、FeCO3、铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3]组成的固体混合物,进行了如下所示的实验过程:
回答下列问题:
(1)无色气体1的成分是:。
(2)混合物乙中加入NaNO3后,写出一个可能产生无色气体2的反应的离子方程式:
(3)溶液X中含有的金属阳离子是。
(4)无色气体3成分是,已知固体混合物丁的的质量为5.6g,在标准状况下无色气体3的体积为14.56L,求无色气体3各成分的物质的量:。(写出具体的计算过程)
(14分) 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I: CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)
反应II: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)
上述反应符合“原子经济”原则的是(填“I”或“Ⅱ”)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l)ΔH =-44.0 kJ/mol
则CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l)ΔH=
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下左图所示的电池装置。
①该电池负极的电极反应为。
② 工作一段时间后,测得溶液的pH(填增大、不变、减小)。
③用该电池作电源,组成如下右图所示装置(a、b、c、d均为石墨电极),甲容器装250mL0.04mol/LCuSO4溶液,乙容器装300mL饱和NaCl溶液,写出c电极的电极反应,常温下,当300mL乙溶液的pH为13时,断开电源,则在甲醇电池中消耗O2的体积为mL(标准状况) ,电解后向甲中加入适量下列某一种物质,可以使溶液恢复到原来状态,该物质是(填写编号) 。
A.CuO | B.CuCO3 | C.Cu(OH)2 | D.Cu2(OH)2CO3 |
A、B、C、D、E五种短周期元素,A与D同周期,A的单质既可与盐酸反应,又可与NaOH溶液反应,B的单质在放电条件下能与氧气反应,C元素的离子不含电子,D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3/4,E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍。
(1)A的原子结构示意图为 。
(2)0.1 mol/L A的硫酸盐溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合,反应的离子
方程式为。
(3)以A的单质和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池总反应的化学方程式是。
(4)化合物甲由元素A、B组成,具有良好电绝缘性。
化合物甲能与水缓慢反应生成含B的化合物乙,乙分子中含有10个电子。写出该
反应的化学方程式:。
工业用A的单质和化合物乙在高于1700K反应制备甲。已知该反应可以认为是置
换反应,该反应的化学方程式是。
(5)D和E两种元素相比较,非金属性较强的是(填元素名称),可以验证该结论的是(填写编号);
a.比较这两种元素的常见单质的沸点
b.比较这两种元素的单质与氢气化合的难易
c.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
(6)C、D、E间可形成丙、丁两种分子,它们均含有18个电子,则丙与丁反应生成D单质的化学方程式为;
下列反应原理可以用于检查司机是否酒后开车。
K2Cr2O7+C2H5OH+H2SO4—Cr2(SO4)3+CH3COOH+K2SO4+
(1)在反应中,氧化剂是。如果在反应中生成1molCr3+,转移电子数为。(用NA表示阿伏加德罗常数)
(2)写出上述化学方程式所缺项(填化学式)。
(3)乙醇(C2H5OH)和乙醚(CH3CH2OCH2CH3)的沸点分别是78.5℃、34.5℃,分离二者混合物的方法是,乙醇比乙醚的沸点高的原因是。