雾霾天气严重影响人们的生活,氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾的主要原因之一。
Ⅰ.将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
(1)某同学测得该样本所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度列出下表:(若缺少的离子用H+或OH-补充):
离子 |
K+ |
Na+ |
NH4+ |
SO32- |
NO3- |
Cl- |
浓度/mol•L-1 |
7×10-6 |
3×10-6 |
2×10-5 |
3×10-5 |
5×10-5 |
2×10-5 |
根据表中数据判断该试样的pH=_______;该表有一处笔误,请你指正_____________________。
Ⅱ.消除氮氧化物和硫化物有多种方法。
【方法一 】:工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO2和NO,可获得Na2S2O4(连二亚硫酸钠)和NH4NO3产品的流程图如图1(Ce为铈元素):
(2)装置Ⅰ中的主要反应的离子方程式为_____________________________。
(3)装置Ⅲ可以使Ce4+中再生,若用甲烷燃烧电池电解该装置中的溶液,当消耗24g甲烷时,理论上可再生______________mol Ce4+。
(4)利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法,先将含SO2的废气溶于水,再用饱和石灰浆吸收,
该温度下,吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.70mol/L,已知Ksp(CaSO3)=1.4×10-7.求吸收液中的SO32-的浓度_____________。(结果保留2位有效数字)
【方法二 】:NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术.反应原理如图2所示:
(5)图乙是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氢率,由图综合考虑可知最佳的催化剂和相应的温度分别为____________。
(6)用Fe做催化剂时,在氨气足量的情况下,不同=1:1脱氢效果最佳.已知生成11.2L N2(标)反应放出的热量为QkJ,此时对应的脱氢反应的热化学方程式为_____________________。
【方法三 】用活性炭还原法可以处理氮氧化物。
反应原理:1/2C(s)+NO(g)1/2N2(g)+1/2CO2(g) △H=-QkJ/mol
在T1℃时,反应进行到不同的时间测得各物质的浓度如下:
(7)T1℃时,该反应的平衡常数K=_________________________。
(8)30min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______。
盐酸、硫酸和硝酸都是重要的化工原料,也是化学实验室里必备的重要试剂。请回答下列问题:
(1) 常温下,可用铁、铝制的容器盛放浓硫酸,说明浓硫酸具有性,用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在纸上,纸逐渐变黑,说明浓硫酸具有性,实验室不能用浓硫酸干燥氨气,说明硫酸具有性。
(2) 硝酸铜是制备Cu-Zn-Al系催化剂的重要原料,工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。右图所示制备方法符合“绿色化学”思想的
是(填序号)。
(3) ①在100ml 18 mol/L浓硫酸中加入过量铜片,加热使之充分反应,产生的气体在标准状况下的体积可能是。
A.40.32 L | B.30.24 L | C.20.16 L | D.13.44 L |
②若使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可向其中加入硝酸钠,写出反应的离子方程式 。
(4) 某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H2O2后,铜片溶解,并且该反应的产物只有氯化铜和水,则反应的化学方程式为。
以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐,电池总反应方程式为:C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O。
(1)已知: 2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l)∆H1
C(s) + O2(g) = CO2 (g)∆H2
2C(s) + O2(g) = 2CO(g)∆H3
则C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)∆H=(用∆H1、∆H2、∆H3表示)
(2)写出该电池正极的电极反应式:,电池工作时CO32-移向;用该电池电解1000 mL 1mol/L的AgNO3溶液,此电解池的反应方程式为;当电池消耗0.005 mol C3H8时,被电解溶液的pH为(溶液体积变化忽略不计)。
钠及其化合物具有广泛的用途。(1)工业上可利用反应Na(1)+ KCl(1) K(g)+ NaCl(1)来治炼金属钾,此反应利用了钠的还原性及________,
写出钠与TiCl4反应冶炼Ti的化学方程式_____________________。
(2)用Na2CO3熔融盐作电解质,CO、O2为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电池示意图如图:
负极电极反应式为________________,为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环。A物质的化学式为______________。
(3)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是
LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为: 4Li + 2SOCl2 =4LiCl + S + SO2。
请回答下列问题:
①电池的负极材料为,发生的电极反应为;
②电池正极发生的电极反应为;
合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:
温 度(℃) |
360 |
440 |
520 |
K值 |
0.036 |
0.010 |
0.0038 |
(1)①由上表数据可知该反应为放热反应,理由是。
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是。(填序号)
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应 CH4(g) + H2O (g)CO(g) + 3H2(g) 获取,已知该反应中,当初始混合气中的
恒定时,温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示:
①图中,两条曲线表示压强的关系是:P1P2(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)原料气H2还可通过反应CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2(g) 获取。
①T ℃时,向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08 mol·L-1,则平衡时CO的转化率为,该温度下反应的平衡常数K值为。
②保持温度仍为T ℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是(填序号)。
a.容器内压强不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d.混合气中n (CO) : n (H2O) : n (CO2) : n (H2)=1 : 16 : 6 : 6
硬质玻璃管是化学实验中经常使用的一种仪器,请分析下列实验(固定装置略)并回答问题。
Ⅰ、硬质玻璃管常作为气体和固体反应的场所,如图(其他装置省略,必要时可加热)。
下列实验描述不正确的是
A.固体A为无水硫酸铜时,可以检验气体X中是否含有水蒸气 |
B.固体A为铜时,可以除去N2中的O2 |
C.在空气流作用下,加热氯化铁晶体得到纯净的无水氯化铁 |
D.将氨气和空气混合气通过灼热的铂丝,可看到有红棕色气体生成 |
Ⅱ、进行微量实验:如图所示,将浓硫酸滴入装有Na2SO3固体的培养皿一段时间后,
a、b、c三个棉球变化如下表。请填写表中的空白:
棉球 |
棉球上滴加的试剂 |
实验现象 |
解释和结论 |
a |
棉球变白,微热后又恢复红色 |
||
b |
含酚酞的NaOH溶液 |
棉球变为白色 |
离子方程式: |
c |
棉球变为白色 |
结论:该气体具有性 |