减少二氧化碳的排放,氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是一项重要的热点课题。
Ⅰ.(1)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g) + 6H2(g)C2H4(g) + 4H2O(g)
在0.1 MPa时,按=1:3投料,图1所示不同温度(T)下,平衡时的四种气态物质的物质的量(n)的关系。
①该反应的△H__________0(填“>”、“=”或“<”)。
②曲线b表示的物质为__________。
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是__________。
(2)在强酸性的电解质水溶液中,惰性材料做电极,电解CO2可得到多种燃料,其原理如图2所示。
b为电源的__________极,电解时,生成乙烯的电极反应式是 。
Ⅱ.(3)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。
如反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=Q kJ·mol-1。
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①Tl℃时,该反应的平衡常数K= 。
②30 min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是_______(答一种即可)。
Ⅲ.(4)工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2,分别生成NaHSO3、NH4HSO3,其水溶液均呈酸性。相同条件下,同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO32-)较小的是 ,用文字和化学用语解释原因 。
制烧碱所用盐水需两次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等离子,过程如下:
Ⅰ. 向粗盐水中加入过量BaCl2溶液,过滤;
Ⅱ. 向所得滤液中加入过量Na2CO3溶液,过滤;
Ⅲ. 滤液用盐酸调节pH,获得一次精制盐水。
(1)过程Ⅰ除去的离子是______。
(2)过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度(20℃/g)如下表:
CaSO4 |
Mg2(OH)2CO3 |
CaCO3 |
BaSO4 |
BaCO3 |
2.6×10-2 |
2.5×10-4 |
7.8×10-4 |
2.4×10-4 |
1.7×10-3 |
① 检测Fe3+是否除尽的方法是______。
② 过程Ⅰ选用BaCl2而不选用CaCl2,运用表中数据解释原因______。
③ 除去Mg2+的离子方程式是______。
④ 检测Ca2+、Mg2+、Ba2+是否除尽时,只需检测Ba2+即可,原因是_____。
(3)第二次精制要除去微量的I-、IO3-、NH4+、Ca2+、Mg2+,流程示意如下:
① 过程Ⅳ除去的离子是______。
② 盐水b中含有SO42-。Na2S2O3将IO3- 还原为I2的离子方程式是______。
③ 过程VI中,在电解槽的阴极区生成NaOH,结合化学平衡原理解释:_______。
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:
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下图所示:
(已知:P2O5 + 3H2O = 2H3PO4;Cl2与P2O5不反应。)
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_______。
高分子化合物PPTA树脂、PF树脂、脲醛树脂合成路线如下。
已知:I. R—NH2 + R—NHCOCH3 + CH3COOH (R为烃基)
(乙酸酐)
II. (尿素)氮原子上的氢原子可以像苯酚上的氢原子那样与甲醛发生加成反应,并缩聚成高分子。
(1) 由苯合成A 的化学方程式是。
(2)→B的反应类型是。
(3)条件a选择的化学试剂是。
(4)E中有两种不同化学环境的氢原子,PPTA树脂的结构简式是。
(5)高分子化合物PF树脂的单体是苯酚和。
(6)W中只有一种含氧官能团。下列说法正确的是。
a. Y分子中只有一种官能团
b. M与HCHO互为同系物
c. W的沸点高于C2H6
(7)Y→W时,条件ⅰ、ⅱ转化的官能团分别是、。
(8)合成脲醛树脂的化学方程式是。
(1)若A可用于自来水消毒,D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,加热蒸干B的溶液不能得到B,则B的化学式可能是,工业上制取A的离子方程式Ⅰ为。
(2)若A是一种碱性气体,常用作制冷剂,B是汽车尾气之一,遇空气会变色,则反应①的化学方程式为 。
(3)若D是氯碱工业的主要产品,B有两性,则反应②的离子方程式是。
(4)若A、C、D都是常见气体,C是形成酸雨的主要气体,则反应③的化学方程式;
(5)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上.在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
(6)Ⅰ①图中X、Y分别是(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%b%(填“>”、“=”或“<”)
②写出燃料电池B中负极上发生的电极反应。
【化学与技术】
世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒,而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下:请回答下列问题。
(1)ClO2中所有原子(填“是”或“不是”)都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色,除去杂质气体可选用。
A饱和食盐水 B碱石灰 C浓硫酸 D蒸馏水
(2)稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品,下列说法正确的是。
A.二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理 |
B.应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期 |
C.稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围 |
D.在工作区和成品储藏室内,要有通风装置和监测及警报装置 |
(3)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备,化学反应方程式为,此法缺点主要是产率低、产品难以分离,还可能污染环境。
(4)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备,化学方程式是,此法相比欧洲方法的优点是。
(5)科学家最近又研究出了一种新的制备方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,化学反应方程式为,此法提高了生产及储存、运输的安全性,原因是。