【題目】電解法處理含氮氧化物廢氣,可回收硝酸,具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)驗(yàn)室模擬電解法吸收NOx的裝置如右圖所示(圖中電極均為石墨電極)。

(1)若用NO2氣體進(jìn)行模擬電解法吸收實(shí)驗(yàn)。

①寫(xiě)出電解時(shí)NO2發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式: 。

②若有標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 LNO2被吸收,通過(guò)陽(yáng)離子交換膜(只允許陽(yáng)離子通過(guò))的H+ mol。

(2)某小組在右室裝有10 L 0.2 mol/L硝酸,用含NO和NO2(不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)的廢氣進(jìn)行模擬電解法吸收實(shí)驗(yàn)。

①實(shí)驗(yàn)前,配制10 L 0.2mol/L硝酸溶液,需量取 mL的密度為1.4 g/mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸。

②電解過(guò)程中,有部分NO轉(zhuǎn)化為HNO2。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),測(cè)得右室溶液中含3 molHNO3、0.1 molHNO2,同時(shí)左室收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下28 L H2。計(jì)算原氣體中NO和NO2的體積比(假設(shè)尾氣中不含氮氧化物,寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。

【答案】(1)①NO2-e-+H2O = NO+2H+ ②0.1;(2)①142.9

根據(jù)原子守恒n(NO)+ n(NO2)=3 mol- 0.2 mol/L×10 L+0.1 mol =1.1 mol

根據(jù)電子守恒:0.1 mol×1+ [ n(NO)- 0.1 mol]×3+ n(NO2)×1= ×2

解得n(NO)= 0.8 mol n(NO2)= 0.3 mol

V(NO):V(NO2)= n(NO): n(NO2)= 0.8 mol: 0.3 mol=8:3

【解析】

試題分析(1)分析通過(guò)裝置知該電解裝置左室為電解池的陰極,電極反應(yīng)式為2H2O + 2e-== H2↑ + 2OH-,右室為電解池的陽(yáng)極,NO2氣體發(fā)生氧化反應(yīng)生成硝酸,電極反應(yīng)式為NO2-e-+H2O = NO+2H+。

②根據(jù)陰、陽(yáng)兩極的電極反應(yīng)式知若有標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 LNO2被吸收,轉(zhuǎn)移電子0.1mol,陰極區(qū)生成的氫氧根為0.1mol,為維持電荷守恒通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的H+為0.1mol。

(2)①根據(jù)公式c=計(jì)算密度為1.4 g·mL-1、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸的物質(zhì)的量濃度為1000×1.4 g·mL-1×63%/63 g·mol-1=14 mol/L。根據(jù)稀釋定律c1V1=c2V2計(jì)算所需濃硝酸的體積為10 L ×0.2 mol·L-1/14 mol·L-1=0.1429L=142.9mL;

②根據(jù)題意知電解池的陰極電極反應(yīng)式為2H2O + 2e-== H2↑ + 2OH-,電解池的陽(yáng)極電極反應(yīng)式為NO2-e-+H2O = NO+2H+、NO-e-+H2O = HNO2+H+ 、NO-3e-+2H2O = NO+4H+。根據(jù)原子守恒和電荷守恒作答。根據(jù)原子守恒n(NO)+ n(NO2)=3 mol- 0.2 mol/L×10 L+0.1 mol =1.1 mol,根據(jù)電子守恒:0.1 mol×1+ [ n(NO)- 0.1 mol]×3+ n(NO2)×1= ×2,解得n(NO)= 0.8 mol n(NO2)= 0.3 mol,V(NO):V(NO2)= n(NO): n(NO2)= 0.8 mol: 0.3 mol=8:3

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某校高一學(xué)生學(xué)完膠體后,在老師的指導(dǎo)下,有甲、乙、丙三名同學(xué)分別進(jìn)行Fe(OH)3 膠體的制備實(shí)驗(yàn)。

甲同學(xué)向 1 mol·L-1氯化鐵溶液中加入少量的NaOH 溶液; 乙同學(xué)直接加熱飽和FeCl3 溶液;

丙同學(xué)向 25 mL 沸水中逐滴加入 1 mL2 mL FeCl3 飽和溶液,繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色, 停止加熱。試回答下列問(wèn)題:

(1)其中操作正確的同學(xué)是________;若丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中不停止加熱,會(huì)看到 __________

(2)丁同學(xué)利用所制得的Fe(OH)3 膠體進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):

①將其裝入 U 形管內(nèi),用石墨作電極,接通直流電,通電一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)陰極附近的顏色逐漸變深,這表明___。

②向其中逐滴加入稀硫酸至過(guò)量,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】合成纖維Z的吸濕性接近于棉花。合成Z的流程圖如下所示:

已知:下列反應(yīng)中R、R′、R″代表烴基

(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 。

(2)B的分子式為C2H4O,其官能團(tuán)的名稱是

(3)反應(yīng)①的化學(xué)方程式是 。

(4)下列說(shuō)法正確的是 。(填字母)

a.D→E的反應(yīng)類型為消去反應(yīng) b.D能與Na、NaOH、NaHCO3反應(yīng)

c.Q分子中含有OH d.G在酸性或堿性環(huán)境中均能水解

(5)E有多種同分異構(gòu)體,與E具有相同官能團(tuán)的有 種(含順?lè)串悩?gòu)體,不包括E),其中核磁共振氫譜有3組吸收峰,且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

(6)合成纖維Z含有六元環(huán)狀結(jié)構(gòu),Z的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5可入肺顆粒物污染也跟冬季燃煤密切相關(guān)。SO2、CO、CO2是對(duì)環(huán)境影響較大的氣體,對(duì)它們的合理控制、利用是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。

(1)如圖所示,利用電化學(xué)原理將SO2 轉(zhuǎn)化為重要化工原料C,ASO2,B為O2,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為:___________;

(2)有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O

已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=-a kJ·mol-1;

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-b kJ·mol-1;

H2O(g)=H2O(l)H=-c kJ·mol-1;

CH3OH(g)=CH3OH(l)H=-d kJ·mol-1

則表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:____________________________;

(3)將不同量的CO(g)H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):

實(shí)驗(yàn)組om]

溫度

起始量/mol[

平衡量/mol

達(dá)到平衡所需

時(shí)間/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K________,該反應(yīng)的ΔH________0 (填“”或“”)。

實(shí)驗(yàn)3中,若平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣,則b/a 的值______(填具體值或取值范圍)。

實(shí)驗(yàn)4,若900時(shí),在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均為1mol,則此時(shí)V V(填“” ,“” ,“”)。

判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是________。

A.CO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率和CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等 B.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

C.CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等 D.容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】氫氣是未來(lái)最理想的能源之一,科學(xué)家最近研制出利用太陽(yáng)能產(chǎn)生激光,并在二氧化欽(TiO2表面作用使海水分解得到氫氣的新技術(shù):制得的氫氣可用于燃料電池。試回答下列問(wèn)題:

1海水光解產(chǎn)物應(yīng)用于燃料電池的整個(gè)過(guò)程中完成了能量的轉(zhuǎn)化:____能轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>____能,最后轉(zhuǎn)化 _______能。

2水分解時(shí),斷裂的化學(xué)鍵為_____鍵(填共價(jià)離子,分解海水的反應(yīng)屬于____反應(yīng)(填放熱吸熱)。

3某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì),兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)分別為:

A極:2H2+2O24e-=2H2O;B極:O2+4e-=2O2-A極是電池的____極;電子從該極____(填流出)。

4有人以化學(xué)反應(yīng):2Zn+O24H+=2Zn2++2H2O為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出一種原電池,移人體內(nèi)作為心臟起搏器的能源,它們靠人體內(nèi)血液中溶有定濃度的O2、H、Zn2進(jìn)行作。該原電池的負(fù)極材料是_____,正極反應(yīng)式為______。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某工廠的廢渣中含NaCl、Mg ( OH) 2、CaCO3、BaCO3等,為實(shí)現(xiàn)變廢為寶,設(shè)計(jì)了以下工藝流程制備七水硫酸鎂。

在廢渣中加入過(guò)量的稀硫酸,控制 pH為5.0,溫度在52左右,用攪拌器持續(xù)攪拌。

(1)攪拌的作用是為使反應(yīng)充分進(jìn)行,其化學(xué)原理為_(kāi)____________________________;

(2)經(jīng)過(guò)分析,過(guò)濾所得濾液中含有的離子的主要為 Na+、Mg2+、H+、SO42-、Cl-,為了除去H+,最好加入適量的_____________________________ (填化學(xué)式)。

(3)蒸發(fā)濃縮器的溶液中主要含有氯化鈉和硫酸鎂,通入高溫水蒸汽并控制溫度在100 ~ 110,蒸發(fā)濃縮結(jié)晶,此時(shí)析出的晶體主要是氯化鈉,說(shuō)明此溫度下硫酸鎂的溶解度比氯化鈉____________ (“大”或“小”)。 結(jié)晶槽中硫酸鎂結(jié)晶的方法為_______________。

(5)為了檢驗(yàn)所得 MgSO4·7H2O 是否純凈,具體的操作為____________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于電解質(zhì)溶液的說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.pH=3的 NH4Cl溶液與pH=3的鹽酸中,水電離的c(H+)相等

B.25時(shí)將0.1mol·L -1 的HF加水不斷稀釋,不變

C.K2SO3溶液中加入少量NaOH固體,溶液的pH增大,SO32-水解程度減小

D.pH=5的CH3 COOH 與CH3COONa混合溶液中,c(CH3COO-)<c(Na+)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】XY、Z、W為四種短周期元素,它們?cè)谥芷诒碇形挥谶B續(xù)的四個(gè)主族,如圖所示。Z元素原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的1/5。下列說(shuō)法中正確的是

A. 原子半徑由小到大的順序?yàn)椋?/span>X<Z<Y<W

B. Y元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為H3YO4

C. XZ兩種元素的氧化物中所含化學(xué)鍵類型相同

D. Y最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物比Y相鄰周期同主族元素氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)高

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】現(xiàn)有鐵和銅組成的合金共a mol,其中銅的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x。將此合金研成粉末狀后全部投入含b mol硝酸的稀溶液中,微熱使其充分反應(yīng),硝酸的還原產(chǎn)物只有NO。

1)用粒子符號(hào)填寫(xiě)下列空白(列舉出全部可能出現(xiàn)的情況):

2)當(dāng)溶液中金屬離子只有Fe2+、Cu2+時(shí),則b的取值范圍為 (用a、x表示)

3)當(dāng)x=05時(shí),溶液中Fe3+ Fe2+的物質(zhì)的量相等,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下共生成672毫升NO氣體,求a= ,b= 。

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