【題目】污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。工業(yè)上以硫鐵礦為原料制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有N2、O2外,還含有SO2。為了保護環(huán)境,同時提高硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟效益,應(yīng)盡可能將尾氣中的SO2轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品。
治理方案Ⅰ:
(1)將尾氣通入氨水中,能發(fā)生多個反應(yīng),寫出其中可能發(fā)生的兩個氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______________、_______________。
治理方案Ⅱ:
某研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2,另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作脫硫劑,通過如下流程既去除尾氣中的SO2,又制得電池材料MnO2 (反應(yīng)條件已省略)。
請回答下列問題:
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+其原因是___________________________,用MnS除去溶液中的Cu2+的離子方程式為_______________。
(3)流程圖④過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。
(4)MnO2可作超級電容器材料。工業(yè)上用下圖所示裝置制備MnO2。接通電源后,A電極的電極反應(yīng)式為:_______________,當(dāng)制備lmol MnO2,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(△m左-△m右)為_______________g。
【答案】 2H2SO3+O2=2H2SO4 2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4 2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4(任填兩個) 消耗溶液中的酸,促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀 MnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Mn2+(aq) 2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2 H2SO4 Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ 89
【解析】由流程可知,二氧化硫能與二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳,用MnCO3調(diào)節(jié)溶液pH,使溶液中Al3+和Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀,過濾除去,MnS將銅、鎳離子還原為單質(zhì),過濾分離,濾液中加入高錳酸鉀與硫酸錳反應(yīng)生成二氧化錳,通過過濾獲得二氧化錳。
(1)制硫酸所產(chǎn)生的尾氣除了含有N2、O2外,還含有SO2。將尾氣通入氨水中,能發(fā)生多個反應(yīng),其中可能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)有2H2SO3+O2=2H2SO4、2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4、2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4,故答案為:2H2SO3+O2=2H2SO4、2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4、2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4(任填兩個);
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+,其原因是:消耗溶液中的酸,促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀,用MnS除去溶液中的Cu2+的離子方程式為:MnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Mn2+(aq),故答案為:消耗溶液中的酸,促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀;MnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Mn2+(aq);
(3)高錳酸鉀與硫酸錳反應(yīng)生成二氧化錳,還生成硫酸鉀,由元素守恒可知還生成硫酸,反應(yīng)方程式為:2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4,故答案為:2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4;
(4)MnO2可作超級電容器材料.電解硫酸錳溶液制備MnO2,Mn元素發(fā)生氧化反應(yīng),由裝置圖可知,B電極上有氣體生成,發(fā)生還原反應(yīng),應(yīng)是氫離子放電生成氫氣,A為陽極,陽極上是Mn2+失去電子得到MnO2,由電荷守恒可知還有H+生成,氫離子通過質(zhì)子交換膜移向右室,陽極電極反應(yīng)式為:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移可知移向右室的氫離子生成氫氣,右室電解質(zhì)溶液質(zhì)量不變,兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差為二氧化錳與移向右室氫離子的質(zhì)量,當(dāng)制備1mol MnO2,轉(zhuǎn)移電子為2mol,則移向右室的氫離子為2mol,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(△m左-△m右)為1mol×87g/mol+2mol×1g/mol=89g,故答案為:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;89。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z是短周期元素,原子半徑的大。簉(Y)>r(X)>r(Z),三種元素的原子序數(shù)之和為15;X、Y、Z三種元素的常見單質(zhì)在適當(dāng)條件下可發(fā)生如下圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系,其中R為10電子分子,是一種常見的無機溶劑。下列說法不正確的是
A. X元素位于周期表中的第16列
B. X的氫化物沸點一定高于Y的氫化物的沸點
C. X、Y、Z元素可以組成一種分子式為Z2Y2X4的化合物,其水溶液中水的電離受到了抑制
D. X、Y、Z元素兩兩之間均能形成原子個數(shù)比為1 : 1的化合物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,濃度均為1.0mol/L的HX溶液、HY溶液、HY和 NaY的混合溶液,分別加水稀釋,稀釋后溶液的pH隨濃度的變化如圖所示,下列敘述正確的是( )
A. HX是強酸,溶液每稀釋10倍,pH始終增大1
B. 常溫下HY的電離常數(shù)為1.0×10-4
C. 溶液中水的電離程度:a點大于b點
D. c 點溶液中:c(Na+)>c(Y-)>c(HY)>c(H+)>c(OH-)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】食鹽是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。粗食鹽常含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4等雜質(zhì),實驗室提供的試劑如下:飽和Na2CO3溶液、飽和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳。實驗室提純NaCl的流程如下:
(1)欲除去溶液I中的雜質(zhì),寫出A所代表的多種試劑,按滴加順序依次為I. NaOH;II.____;III._________(填化學(xué)式)。
(2)請寫出下列試劑加入時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①加入試劑I:_______。 ②加入鹽酸:_______。
(3)操作a、b中均用到的玻璃儀器是______(填儀器名稱),操作c的名稱為_____。
(4)洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為_____(從提供的試劑中選)。
(5)若上述流程中未進行操作b,即直接向溶液I中加鹽酸到pH為4~5,過濾,得到沉淀X和溶液Y,則沉淀X為______(寫離子符號),溶液Y仍含有的雜質(zhì)金屬離子是_______(寫離子符號)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列敘述正確的是
A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L H2O含有的分子數(shù)為NA
B. 常溫常壓下,1.06 g Na2CO3溶于水含有的Na+離子數(shù)為0.02 NA
C. 通常狀況下,NA個CO2分子占有的體積為22.4 L
D. 物質(zhì)的量濃度為0.5 mol/L的MgCl2溶液中,含有Cl-個數(shù)為NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】碳、氮、氧、鋁都為重要的短周期元素,其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有著重要作用。請回答下列問題:
(1)在密閉容器內(nèi)(反應(yīng)過程保持體積不變),使1 mol N2和3 mol H2混合發(fā)生下列反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=92.4 kJ·mol1。當(dāng)反應(yīng)達到平衡時,N2和H2的濃度之比是__________;當(dāng)升高平衡體系的溫度,則混合氣體的平均式量________(填“增大”“減小”或“不變”);當(dāng)達到平衡時,再向容器內(nèi)充入1 mol N2,H2的轉(zhuǎn)化率__________(填“提高”“降低”或“不變”);當(dāng)達到平衡時,將c(N2)、c(H2)、c(NH3)同時增大1倍,平衡__________移動(填“正向”“逆向”或“不”)。
(2)由題干所述元素中的三種組成的某種強酸弱堿鹽的化學(xué)式為__________,其溶于水能________水的電離(填“促進”或“抑制”),且使溶液的pH________(填“升高”“降低”或“不變”),原因是____________________________(用離子方程式表示)。
(3)空氣是硝酸工業(yè)生產(chǎn)的重要原料,氨催化氧化是硝酸工業(yè)的基礎(chǔ),氨氣在鐵觸媒作用下只發(fā)生主反應(yīng)①和副反應(yīng)②:
4NH3(g)+5O24NO(g)+6H2O(g) ΔH=905 kJ·mol1 ①
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH=1268 kJ·mol1 ②
①氮氣與氧氣反應(yīng)生成NO的熱化學(xué)方程式為__________________________。
②在氧化爐中催化氧化時,有關(guān)物質(zhì)的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖。下列說法中正確的是____________。
A.工業(yè)上氨催化氧化生成NO時,最佳溫度應(yīng)控制在780~840 ℃之間
B.工業(yè)上采用物料比在1.7~2.0,主要是為了提高反應(yīng)速率
C.加壓可提高NH3生成NO的轉(zhuǎn)化率
D.由圖可知,溫度高于900 ℃時,生成N2的副反應(yīng)增多,故NO產(chǎn)率降低
(4)M是重要的有機化工原料,其分子與H2O2含有相同的電子數(shù),將1 mol M在氧氣中完全燃燒,只生成1 mol CO2和2 mol H2O,則M的化學(xué)式為__________。某種燃料電池采用鉑作為電極催化劑,以KOH溶液為電解質(zhì),以M為燃料,以空氣為氧化劑。若該電池工作時消耗1 mol M,則電路中通過__________mol電子。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】空氣污染指數(shù)(API)是衡量空氣質(zhì)量好壞的指標(biāo),API數(shù)值越小,空氣質(zhì)量越好。API中涉及的污染物肯定不包括( )
A. N2 B. SO2
C. NO2 D. 可吸入顆粒物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度時,Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+等四種金屬離子(M2+)形成硫化物沉淀所需S2-最低濃度的對數(shù)值lgc(S2-)與lgc(M2+)的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)判斷不正確的是 ( )
A. 該溫度下,Ksp(MnS)大于1.0×10-35
B. 向含Mn2+、Zn2+的稀溶液中滴加Na2S溶液,Mn2+最有可能先沉淀
C. 向c(Fe2+)=0.1mol·L-1的溶液中加入CuS粉末,有FeS沉淀析出
D. 該溫度下,溶解度:CuS>MnS>FeS>ZnS
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】當(dāng)反應(yīng)條件(如溫度、濃度或物質(zhì)的量等)發(fā)生改變時,下列不會引起生成物發(fā)生改變的是( )
A. 鈉和氧氣 B. 鋁和硫酸 C. 氫氧化鈉和二氧化碳 D. 氫氣和氯氣
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