【題目】以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)為原料,制備粗鉛,實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下圖所示:
已知:Ksp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=3.3×10-14.
(1)過程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是__________。
(2)過程Ⅰ中,F(xiàn)e2+催化過程可表示為:
i:2Fe2++ PbO2+4H++SO42-2Fe3++PbSO4+2H2O
ii: ……
①寫出ii的離子方程式:________________。
②下列實(shí)驗(yàn)方案可證實(shí)上述催化過程。將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液幾乎無色,再加入少量PbO2,溶液變紅。
b.___________。
(3)過程Ⅱ的目的是脫硫。若濾液2中c(SO42-)=1.6mol/L,c(CO32-)=0.1mol/L,則PbCO3中____(填“是”或“否”)混有PbSO4。
(4)鈉離子交換膜固相電解法是從含鉛廢料中提取鉛的一種新工藝,其裝置如圖所示。將含鉛廢料投入陰極室,含鉛廢料中的PbSO4與NaOH溶液發(fā) 生反應(yīng):PbSO4 + 3OH- = HPbO2-+ SO42- +H2O。
①a與外接電源的________極相連。
②電解過程中,PbO2、PbO、HPbO2-在陰極放電,其中PbO2放電的電極反應(yīng)式為___________。
③與傳統(tǒng)無膜固相電解法相比,使用鈉離子交換膜可以 提高Pb元素的利用率,原因是________。
【答案】 (1) Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O (2)①2Fe3++Pb+ SO42-= PbSO4+2Fe2+ ②取a中紅色溶液少量,加入足量Pb,充分反應(yīng)后,紅色退去。 (3) 否 (4)①負(fù) ②PbO2 + 4e- + 2H2O = Pb + 4OH- ③ 阻止HPbO2-進(jìn)入陽極室被氧化
【解析】(1)根據(jù)題給化學(xué)工藝流程知,過程Ⅰ中,在催化下,Pb、PbO2和H2SO4反應(yīng)生成PbSO4和水,化學(xué)方程式為:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O;
(2)①催化劑通過參加反應(yīng),改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能,加快化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后保持不變.根據(jù)題給信息知反應(yīng)i中Fe2+被PbO2氧化為Fe3+,則反應(yīng)ii中Fe3+被Pb還原為Fe2+,離子方程式為:2Fe3++Pb+SO42-═PbSO4+2Fe2+;
②a實(shí)驗(yàn)證明發(fā)生反應(yīng)i,則b實(shí)驗(yàn)需證明發(fā)生反應(yīng)ii,實(shí)驗(yàn)方案為:a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液幾乎無色,再加入少量PbO2,溶液變紅,亞鐵離子被氧化為鐵離子;b.取a中紅色溶液少量,溶液中存在平衡,F(xiàn)e3++3SCN-=Fe(SCN)3,加入過量Pb,和平衡狀態(tài)下鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子,平衡逆向進(jìn)行充分反應(yīng)后,紅色褪去;
(3)因?yàn)镵sp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp (PbCO3)=3.3×10-14,c(SO42-)=1.6molL-1,c(CO32-)=0.1molL-1,PbCO3中:c(Pb2+)==3.3×10-13,;PbSO4中:Q=c(Pb2+)×c(SO42-)=3.3×10-13×1.6=5.28×10-13<Ksp(PbSO4),說明PbSO4在母液中未飽和,即PbCO3中不混有PbSO4;
(4)①根據(jù)鈉離子向陰極移動知,a為陰極,與電源負(fù)極相連;
②電解過程中,PbO2在陰極得電子,電極反應(yīng)式為PbO2+4e-+2H2O=Pb+4OH-;
③鈉離子交換膜只允許鈉離子通過,阻止HPbO2-進(jìn)入陽極室被氧化,從而提高Pb元素的利用率。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是( )
A.正極反應(yīng)中有CO2生成
B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移
C.質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)
D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法中錯(cuò)誤的是
A.鍵長越長,化學(xué)鍵越牢固
B.成鍵原子間原子軌道重疊越多,共價(jià)鍵越牢固
C.對雙原子分子來講,鍵能越大,含有該鍵的分子越穩(wěn)定
D.原子間通過共用電子對所形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究CO2的利用對促進(jìn)低碳社會的構(gòu)建具有重要意義。
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用子煉鐵等。
已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=akJ·mol-1
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=bkJ·mol-1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為______________。
(2)將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H
取一定體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比為1∶3),加入恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng)。
①下列情況能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是________(填字母)。
A.容器內(nèi)氣體密度不變 B.容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)保持不變
C.絕熱恒容時(shí),平衡常數(shù)不變 D.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
②反應(yīng)過程中測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)α(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系如圖所示,則該反應(yīng)的ΔH______0(填“>”、“<”或“=”)。
③在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng),測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示,曲線I、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ_____KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
(3)以CO2為原料還可以合成多種物質(zhì)。
①如圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的部分裝置。操作中先在_____處通入NH3氣體,然后再在_______處通入CO2氣體。
②人工光合作用能夠借助太陽能用CO2和水制備化學(xué)原料,右圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖,請寫出催化劑b處的電極反應(yīng)式:________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列事實(shí)中,能說明氯的非金屬性比硫強(qiáng)的是
A. 高氯酸的酸性比亞硫酸強(qiáng) B. 次氯酸的氧化性比稀硫酸強(qiáng)
C. 氯化氫比硫化氫的熱穩(wěn)定性好 D. 氯原子最外層電子數(shù)比硫原子多
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】自2013年以來我國“霧霾”污染日益嚴(yán)重。中科院“大氣灰霾追因與控制”項(xiàng)目針對北京強(qiáng)霾過程進(jìn)行分析,強(qiáng)霾過程中,出現(xiàn)了大量有毒有害的含氮有機(jī)顆粒物。燃煤和機(jī)動車尾氣是氮氧化物的上要來源。現(xiàn)在對其中的一些氣休進(jìn)行了一定的研究:
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-l
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-l
③H2O(g)=H2O(1) △H=-44.0 kJ·mol-l
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式_______。
(2)為了減輕大氣污染,人們提出在汽車尾氣排氣管口采用催化劑將NO和CO轉(zhuǎn)化成無污染氣體參與大氣循環(huán)。T℃時(shí),將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中,保持溫度和體積不變,反應(yīng)過程中NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如右圖所示。
① 寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________。
②10 min內(nèi)該反應(yīng)的速率v(N2)=_______;該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為________;T℃時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________。
③若該反應(yīng)△H<0,在恒容的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是__________。
④一定溫度下,在恒容密閉容器中充入一定量NO和CO進(jìn)行該反應(yīng),能判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是__________。
a.容器中壓強(qiáng)不再變化 b.CO2的濃度不再改變
c.2v正(NO)=v逆(N2) d.氣體的密度保持不變
(3)以燃料電池為代表的新能源的推廣使用能大大降低污染物的排放。如圖是一種甲醚燃料電池結(jié)構(gòu),請寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式_______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】丙酸乙酯具有菠蘿香味,用作配制朗姆酒,可通過下圖進(jìn)行合成(部分反應(yīng)條件略去):
回答下列問題:
(1)CH3CH2OH中官能團(tuán)的名稱是____,反應(yīng)②的反應(yīng)類型是____。
(2)反應(yīng)①是加成反應(yīng),物質(zhì)X的分子式是____,
有機(jī)物A的分子式是C3H5N,其結(jié)構(gòu)簡式是____,
反應(yīng)③的化學(xué)反應(yīng)方程式為____。
(3)除去丙酸乙酯中CH3CH2COOH和CH3CH2OH的方法是:加適量的____(填適宜的試劑)充分振蕩、靜置、分液。
(4)反應(yīng)③有多種副產(chǎn)物,其中一種副產(chǎn)物M的相對分子質(zhì)量為74,氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.6%,n(C):n(H)=2:5,則M的分子式為____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)按純凈物、混合物、電解質(zhì)、非電解質(zhì)的順序組合正確的是
純凈物 | 混合物 | 電解質(zhì) | 非電解質(zhì) | |
A | 濃硫酸 | 水煤氣 | 硫酸 | 乙醇 |
B | 膽礬 | 石灰水 | 硫酸鋇 | NH3 |
C | 火堿 | 蔗糖溶液 | 氨水 | 三氧化硫 |
D | 小蘇打 | 汽油 | 苛性鉀 | 氯氣 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列敘述錯(cuò)誤的是
A. 用水可以區(qū)分苯和四氯化碳
B. 用金屬鈉可以區(qū)分乙醇和乙醚
C. 用溴水可以區(qū)分乙烯和乙炔
D. 用酸性高錳酸鉀溶液可以區(qū)分己烷和己烯
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