【題目】連二亞硫酸鈉()俗稱保險粉,是一種強還原劑,工業(yè)上可通過吸收大氣污染物(含有、NO等)制取,同時還可得到產(chǎn)品,工藝流程圖如下(Ce為鈰元素):
請回答下列問題:
(1)裝置Ⅰ中可生成。常溫下溶液呈酸性的原因是_____________。
(2)裝置Ⅱ中酸性條件下,NO被氧化為時,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_______________。
(3)裝置Ⅲ中陰極上的電極反應(yīng)式為_______________。若裝置Ⅳ中的濃度為11.5g·,要使1該溶液中的完全轉(zhuǎn)化為,至少向裝置Ⅳ中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的____________L。
(4)在空氣中容易被氧化,其反應(yīng)方程式可能為:
①;
②。
請設(shè)計實驗證明氧化時一定有反應(yīng)②發(fā)生____________。
(5)一空氣質(zhì)子交換膜燃料電池原理示意圖如下:
質(zhì)子的流動方向為____________(“從A到B”或“從B到A”),負(fù)極的電極反應(yīng)式為____________________。
【答案】 HSO3-在溶液中存在電離平衡和水解平衡:HSO3-SO32-+H+,HSO3-+H2OH2SO3+OH-,由于HSO3-的電離程度大于水解程度,故溶液中的c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性 1:3 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O 2.8 取少量固體溶于水中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,則證明是②(或取少量固體溶于水中,若聞到刺激性氣味,則證明是②) 從A到B SO2-2e- +2H2O=SO42-+4H+
【解析】試題分析:本題以Na2S2O4的制備流程為載體,考查流程的分析、鹽溶液酸堿性的判斷、氧化還原反應(yīng)的計算、電極反應(yīng)式的書寫、原電池原理和實驗方案的設(shè)計。
(1)裝置I中發(fā)生的反應(yīng)為SO2+NaOH=NaHSO3。NaHSO3屬于弱酸的酸式鹽,在NaHSO3溶液中HSO3-既存在電離平衡HSO3-H++SO32-又存在水解平衡HSO3-+H2OH2SO3+OH-,由于HSO3-的電離程度大于水解程度,溶液中c(H+)c(OH-),溶液呈酸性。
(2)根據(jù)流程,NO被Ce4+氧化為NO3-,N元素的化合價由+2價升至+5價,NO3-為氧化產(chǎn)物,Ce4+被還原為Ce3+,Ce3+為還原產(chǎn)物,根據(jù)得失電子守恒,3n(NO3-)=n(Ce3+),n(NO3-):n(Ce3+)=1:3,即氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為1:3。
(3)在裝置III的電解槽中發(fā)生電解反應(yīng),Ce3+被氧化成Ce4+,HSO3-被還原成S2O42-,S元素的化合價由+4價降至+3價,陰極電極反應(yīng)式為2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O。裝置IV中NO2-被氧化成NO3-,N元素的化合價由+3價升至+5價,根據(jù)得失電子守恒,2n(NO2-)=4n(O2),n(O2)=n(NO2-)==0.125mol,至少向裝置IV中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為0.125mol22.4L/mol=2.8L。
(4)根據(jù)反應(yīng)的原理,要證明氧化時反應(yīng)②一定發(fā)生,即檢驗固體中含NaHSO4。證明氧化時一定有反應(yīng)②發(fā)生的實驗方案為:取少量固體溶于水中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,則證明一定有反應(yīng)②發(fā)生(或取少量固體溶于水中,若聞到刺激性氣味,則證明一定有反應(yīng)②發(fā)生)。
(5)通入O2的B電極為正極,正極電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O;通入SO2的A電極為負(fù)極,原電池中陽離子向正極移動,質(zhì)子的流動方向從A到B。負(fù)極上SO2被氧化成H2SO4,1molSO2失去2mol電子生成1molSO42-,負(fù)極電極反應(yīng)式為SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+。
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【題目】如圖所示實驗裝置(夾持裝置已省略)及實驗方案對環(huán)境友好的是( )
(a) (b) (c)
①實驗室收集氨用(a)裝置、趯嶒炇抑凶雎葰馀c鈉反應(yīng)的實驗時用(b)裝置 ③實驗室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨與酸反應(yīng)生成銨鹽的實驗 、軐嶒炇抑杏(c)裝置進行銅與稀硝酸的反應(yīng)
A. ②③④ B. ①②③
C. ①②④ D. ①③④
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【題目】下列物質(zhì)中,與氯氣、鹽酸都能發(fā)生反應(yīng)且生成不同氯化物的是( )
A. Fe B. Al C. Cu D. Zn
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【題目】下列物質(zhì)由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng),既能使KMnO4酸性溶液褪色,又能使溴水褪色的是( )
A. 苯 B. 甲苯 C. 己烯 D. 二甲苯
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【題目】目前我國的火力發(fā)電機組絕大多數(shù)為燃煤機組,而以燃煤為主的電力生產(chǎn)所造成的環(huán)境污染是制約電力工業(yè)發(fā)展的一個重要因素,其中氮氧化物(NOx)是繼粉塵和二氧化硫之后燃煤電站環(huán)保治理的重點。
(1)燃煤煙氣脫硫的方法很多,如石灰石—石膏法、氨水法等。其中石灰石-石膏法脫硫的原理第一步是SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2O,然后再將產(chǎn)物氧化制成石膏,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(2)燃煤煙氣脫硝可采用氨(NH3)作為還原介質(zhì),在催化劑及氧氣存在的條件下,氮氧化物(NOx)與還原劑發(fā)生反應(yīng),生成無害的氮氣和水,寫出二氧化氮與氨反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(3)我國的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對空氣中二氧化硫的最高濃度(單位體積的空氣中所含二氧化硫的質(zhì)量)限值如下表所示:
濃度限值(mg·m-3) | ||
一級標(biāo)準(zhǔn) | 二級標(biāo)準(zhǔn) | 三級標(biāo)準(zhǔn) |
0.15 | 0.50 | 0.70 |
現(xiàn)有某化學(xué)興趣小組按圖所示的實驗裝置對某地空氣中二氧化硫含量進行測定:向試管中加入1.00 mL 1.00×10-3 mol·L-1碘水,加入適量水,再加入2~3滴淀粉溶液使溶液顯藍(lán)色,通過抽氣裝置緩慢抽氣,使空氣由導(dǎo)氣管進入試管與碘水充分反應(yīng),當(dāng)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色時,恰好完全反應(yīng)(反應(yīng)的化學(xué)方程式:SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI),實驗過程中進入試管內(nèi)的空氣的總體積為0.1 m3。請計算此空氣中二氧化硫的濃度為多少mg·m-3,并判斷二氧化硫的濃度級別為幾級。
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【題目】對水樣中溶質(zhì)M的分解速率影響因素進行研究。在相同溫度下,M的物質(zhì)的量濃度(mol·L-1)隨時間(min)變化的有關(guān)實驗數(shù)據(jù)見下表。
時間 水樣 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
Ⅰ(pH=2) | 0.40 | 0.28 | 0.19 | 0.13 | 0.10 | 0.09 |
Ⅱ(pH=4) | 0.40 | 0.31 | 0.24 | 0.20 | 0.18 | 0.16 |
Ⅲ(pH=4) | 0.20 | 0.15 | 0.12 | 0.09 | 0.07 | 0.05 |
Ⅳ(pH=4,含Cu2+) | 0.20 | 0.09 | 0.05 | 0.03 | 0.01 | 0 |
下列說法不正確的是
A. 在0~20min內(nèi),I中M的分解速率為0.015 mol·L-1·min-1
p>B. 水樣酸性越強,M的分解速率越快C. 在0~25min內(nèi),III中M的分解百分率比II大
D. 由于Cu2+存在,IV中M的分解速率比I快
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【題目】已知有鈉、鉀及鈉鉀合金,對于它們?nèi)呷埸c高低比較正確的是( )
A.鈉鉀合金>鈉>鉀B.鈉>鉀>鈉鉀合金
C.鈉>鈉鉀合金>鉀D.鉀>鈉鉀合金>鈉
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【題目】下列物質(zhì)在一定條件下能發(fā)生銀鏡反應(yīng),不能發(fā)生水解反應(yīng)的是( )
①甲酸甲酯、谝宜嵋阴ァ、燮咸烟恰、芄
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ③④
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【題目】已知:H2(g)+F2(g) ===2HF(g) ΔH=-270 kJ·mol-1。下列說法正確的是
A. 在相同條件下,1 mol H2(g)與1 mol F2(g)的能量總和小于2 mol HF(g)的能量
B. 1 mol H2(g)與1 mol F2(g)反應(yīng)生成2 mol液態(tài)HF放出的熱量大于270 kJ
C. 該反應(yīng)的逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)
D. 該反應(yīng)過程的能量變化可用下圖來表示
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