【題目】霧霾嚴(yán)重危害人類健康和生態(tài)環(huán)境,開發(fā)穩(wěn)定高效的脫硫脫硝工藝技術(shù)是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。研究表明,氮氧化物(NOx)和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān),其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。
(1)NH3的電子式是_________。
(2)NH4NO3溶液中的離子濃度由大到小順序是_________。
(3)①已知:SO2生成SO3總反應(yīng)方程式是
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ/mol
此反應(yīng)可通過如下兩步完成:
2NO(g)+O2 (g ) 2NO2(g) ΔH1=-113 kJ/mol
NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH2=_________。
② 一定溫度下,向2 L恒容密閉容器中充入NO2和SO2各1 mol,5min達(dá)到平衡,此時(shí)容器中NO2和NO的濃度之比為1∶3,則NO2的平衡轉(zhuǎn)化率是_________。
(4)利用NaClO2/H2O2酸性復(fù)合吸收劑可同時(shí)有效脫硫、脫硝。
① 制備少量NaClO2,其裝置如下圖所示:
裝置I控制溫度在35~55℃,通入SO2將NaClO3還原為ClO2(沸點(diǎn):11℃),反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________________,
裝置Ⅱ中反應(yīng)生成NaClO2,此反應(yīng)中作為氧化劑的是_______________,反應(yīng)后溶液中陰離子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外還可能含有的一種陰離子是_______________。
② 用制得的NaClO2/H2O2酸性復(fù)合吸收劑同時(shí)對NO、SO2進(jìn)行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在溫度一定時(shí),n(H2O2)/n(NaClO2)、溶液pH對脫硫脫硝的影響如下圖所示:
從上圖中可知脫硫脫硝最佳條件是_________。圖 中SO2的去除率隨pH的增大而增大,而NO 的去除率在pH>5.5時(shí)反而減小,請解釋NO去除率減小的可能原因是______________________________。
【答案】 c(NO3-) > c(NH4+) > c(H+) > c(OH—) —41.8 kJ/mol 75% SO2+2ClO3—===2ClO2+SO42- ClO2 SO42- pH在5.5~6.0 n(H2O2)/n(NaClO2) = 6 :1 原因:pH>5.5以后,隨著pH增大,NO的還原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性減弱,不能將NO氧化為硝酸
【解析】
本題為綜合題。
(1)氮原子與氫原子是通過共用電子對相結(jié)合形成氨氣,其中含有3個(gè)共價(jià)鍵,電子式為;
(2)此小題考查的是鹽類的水解,NH4NO3溶為強(qiáng)酸弱堿鹽,在水中發(fā)生水解,溶液顯酸性,則硝酸根離子的濃度大于銨根離子的濃度,氫離子的濃度大于氫氧根離子的濃度;
(3)①此小題考查的是蓋斯定律的運(yùn)用,2個(gè)NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) 等于總反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 減去其中的一個(gè)反應(yīng)2NO(g)+O2 (g ) 2NO2(g);
②本小題考查的是三段式解題的運(yùn)用;
(4)①此小題考查的是氧化還原反應(yīng)方程式的書寫,先根據(jù)價(jià)態(tài)升降找出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物,再根據(jù)得失電子守恒配平離子方程式SO2+2ClO3—===2ClO2+SO42-;此外還考查了氧化劑的判斷,氧化劑是元素化合價(jià)降低得電子發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì);
②根據(jù)左圖NO2的脫除率在n(H2O2)/n(NaClO2) = 6 :1時(shí)效果最好,大于6:1以后變化不大,根據(jù)右圖NO2的脫除率在pH為5.5~6.0時(shí)效果最好,大于6.0以后反而減小,則硫脫硝最佳條件是pH在5.5~6.0 n(H2O2)/n(NaClO2) = 6 :1;SO2的去除率隨pH的增大而增大,而NO 的去除率在pH>5.5時(shí)反而減小是因?yàn)?/span>pH>5.5以后,隨著pH增大,NO的還原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性減弱,不能將NO氧化為硝酸。
(1)氮原子最外層有5個(gè)電子,達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需得3個(gè)電子,氫原子最外層1個(gè)電子,達(dá)到2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需得一個(gè)電子,則氮原子和3個(gè)氫原子可形成3對共用電子對,電子式為。本小題答案為:。
(2)NH4NO3溶為強(qiáng)酸弱堿鹽,在水中發(fā)生水解,溶液顯酸性,則離子濃度由大到小順序是c(NO3-) > c(NH4+) > c(H+) > c(OH—)。本小題答案為:c(NO3-) > c(NH4+) > c(H+) > c(OH—)。
(3)①根據(jù)蓋斯定律2個(gè)NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) 等于總反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 減去其中的一個(gè)反應(yīng)2NO(g)+O2 (g ) 2NO2(g) ,則2(-ΔH2)=ΔH-ΔH1=-196.6 kJ/mol-(-113 kJ/mol)=-83.6 kJ/mol,則ΔH2=-41.8 kJ/mol。本小題答案為:-41.8 kJ/mol。
②
NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)
起始濃度(mol/L) 0.5 0.5 0 0
變化濃度(mol/L) x x x x
平衡濃度(mol/L) 0.5-x 0.5-x x x
根據(jù)題意(0.5-x)/x=1:3 x=0.375 NO2的平衡轉(zhuǎn)化率為(0.375/0.5)×100%=75%。本小題答案為:75%。
(4)①裝置I控制溫度在35~55℃,通入SO2將NaClO3還原為ClO2(沸點(diǎn):11℃),SO2中的硫元素的化合價(jià)由+4價(jià)升高到+6價(jià)被氧化為SO42-, NaClO3中氯元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低到+4價(jià)被還原為ClO2,離子方程式為SO2+2ClO3—===2ClO2+SO42-;裝置I中產(chǎn)生的ClO2經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入裝置Ⅱ生成NaClO2,ClO2中氯元素的化合價(jià)由+4價(jià)降低到+3價(jià),發(fā)生還原反應(yīng),ClO2為氧化劑;裝置I中通入SO2的不完全反應(yīng),在裝置Ⅱ中被氧化生成硫酸,溶液中可能存在SO42-;本小題答案為:O2+2ClO3—=2ClO2+SO42-; ClO2;SO42-。
②根據(jù)左圖NO2的脫除率在n(H2O2)/n(NaClO2) = 6 :1時(shí)效果最好,大于6:1以后變化不大,根據(jù)右圖NO2的脫除率在pH為5.5~6.0時(shí)效果最好,大于6.0以后反而減小,則硫脫硝最佳條件是 pH在5.5~6.0 n(H2O2)/n(NaClO2) = 6 :1;SO2的去除率隨pH的增大而增大,而NO 的去除率在pH>5.5時(shí)反而減小是因?yàn)?/span>pH>5.5以后,隨著pH增大,NO的還原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性減弱,不能將NO氧化為硝酸。本小題答案為:pH在5.5~6.0 n(H2O2)/n(NaClO2) = 6 :1;pH>5.5以后,隨著pH增大,NO的還原性降低;或H2O2和NaClO2氧化性減弱,不能將NO氧化為硝酸。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某校學(xué)生課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置,用來驗(yàn)證一氧化碳具有還原性,回答下列問題:
(1)寫出裝置A中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:__________。
(2)裝置B中最適宜的試劑是_________________。
(3)若實(shí)驗(yàn)中沒有裝置C,使裝置B與裝置D直接相連,會對實(shí)驗(yàn)造成的影響是_______。
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的___________________現(xiàn)象,可證明CO具有還原性。
(5)若要根據(jù)裝置F中澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象確認(rèn)一氧化碳具有還原性,應(yīng)在上圖裝置________與______之間連接下圖中的________裝置(填序號)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】LiAlH4是金屬儲氫材料,遇水劇烈反應(yīng)釋放出H2,LiAlH4在125℃時(shí)分解為LiH、H2和Al。下列說法正確的是( )
A.LiAlH4中Al的化合價(jià)為-5價(jià)
B.LiAlH4與水反應(yīng)時(shí),LiAlH4作還原劑
C.LiAlH4在125℃時(shí)完全分解,每生成2mol H2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)2NA個(gè)
D.LiH是反應(yīng)的還原產(chǎn)物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)中的顏色變化,與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是
A | B | C | D | |
實(shí)驗(yàn) | 新制氯水滴入Na2S 溶液中 | 乙醇滴入K2Cr2O7酸性溶液中 | 飽和FeCl3溶液滴入沸水中 | 草酸滴入KMnO4 酸性溶液中 |
現(xiàn)象 | 產(chǎn)生黃色渾濁 | 溶液由橙色變?yōu)榫G色 | 液體變?yōu)榧t褐色且澄清透明 | 產(chǎn)生無色氣體,溶液紫紅色褪去 |
A. AB. BC. CD. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)小組探究鋁片做電極材料時(shí)的原電池反應(yīng),實(shí)驗(yàn)如下:
① | ② | ③ |
煮沸冷卻后的溶液 | ||
電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn),鎂片、鋁片表面產(chǎn)生無色氣泡 | 電流計(jì)指針迅速向右偏轉(zhuǎn),逐漸向零刻度恢復(fù),經(jīng)零刻度后繼續(xù)向左偏轉(zhuǎn);鎂片表面開始時(shí)無明顯現(xiàn)象,一段時(shí)間后有少量氣泡逸出;鋁片表面持續(xù)有氣泡逸出。 | 電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁片表面有氣泡逸出,銅片沒有明顯現(xiàn)象;約3分鐘后,銅片表面有少量氣泡產(chǎn)生,鋁片表面氣泡略有減少。 |
下列說法不正確的是
A. 實(shí)驗(yàn)①中,鎂片做原電池的負(fù)極
B. 實(shí)驗(yàn)②中,初始時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對應(yīng)的原電池反應(yīng)為:2Mg + O2 + 2H2O 2Mg( OH) 2
C. 實(shí)驗(yàn)②中,一段時(shí)間后,鋁片發(fā)生的電極反應(yīng)式為:Al - 3 e - Al 3+
D. 實(shí)驗(yàn)① ~ ③可推知,鋁片做電極材料時(shí)的原電池反應(yīng)與另一個(gè)電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶液中溶解的O2等因素有關(guān)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+
(1)Fe3+與Cu粉發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。
(2)某學(xué)生用對比實(shí)驗(yàn)法探究白色沉淀產(chǎn)生的原因,請?zhí)顚憣?shí)驗(yàn)萬案:
實(shí)驗(yàn)方案 | 現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
步驟1:取4mL①__________ mol/LCuSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol/LKSCN溶液 | 產(chǎn)生白色沉淀 | CuSO4溶液與KSCN溶液反應(yīng)產(chǎn)生了白色沉淀 |
步驟2:取4mL②__________mol/LFeSO4 溶液向其中滴加3滴0.1mol/LKSCN溶液 | 無明顯現(xiàn)象 |
查閱資料:
已知①SCN-的化學(xué)性質(zhì)與I-相似 ②2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
Cu2+與SCN-反應(yīng)的離子方程式為③___________________________________。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+
實(shí)驗(yàn)方案 | 現(xiàn)象 |
向3mL0.1mol/LFeSO4溶液中加入 3mL0.5mol/L稀硝酸 | 溶液變?yōu)樽厣胖靡欢螘r(shí)間后,棕色消失,溶液變?yōu)辄S色 |
探究上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因:
查閱資料:Fe2++NOFe(NO)2+(棕色)
(3)用離子方程式解釋NO產(chǎn)生的原因___________________________________。
(4)從化學(xué)反應(yīng)速率與限度的角度對體系中存在的反應(yīng)進(jìn)行分析:
反應(yīng)Ⅰ:Fe2+與HNO3反應(yīng);反應(yīng)Ⅱ:Fe2+與NO反應(yīng)
①反應(yīng)Ⅰ是一個(gè)不可逆反應(yīng),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以證明_____________________________。
②請用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋溶液由棕色變?yōu)辄S色的原因_____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知鉛蓄電池的工作原理為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行電解(電解液足量),測得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)鐵電極的質(zhì)量減少11.2 g。請回答下列問題。
(1)A是鉛蓄電池的___________極,鉛蓄電池正極反應(yīng)式為___________,放電過程中電解液的密度___________ (填“減小”、“增大”或“不變”)。
(2)Ag電極的電極反應(yīng)式是___________,該電極的電極產(chǎn)物共____________g。
(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是____________,CuSO4溶液的濃度____________(填“減小”、“增大”或“不變”)
(4)如圖表示電解進(jìn)行過程中某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間的變化曲線,則x表示___________。
a.各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積
b.各U形管中陽極質(zhì)量的減少量
c.各U形管中陰極質(zhì)量的增加量
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】[化學(xué)-選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]鐵氰化鉀,化學(xué)式為K3[Fe(CN)6],主要應(yīng)用于制藥、電鍍、造紙、鋼鐵生產(chǎn)等工業(yè)。其煅燒分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物質(zhì)。
(1)基態(tài)K原子核外電子排布簡寫式為___________。 K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最多的是_________,各元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>_________。
(2)(CN)2分子中存在碳碳鍵,則分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_______。KCN與鹽酸作用可生成HCN,HCN的中心原子的雜化軌道類型為_________。
(3)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物熔點(diǎn)為253 K,沸點(diǎn)為為376 K,其固體屬于_____晶體。
(4)下圖是金屬單質(zhì)常見的兩種堆積方式的晶胞模型。
①鐵采納的是a堆積方式.鐵原子的配位數(shù)為_____,該晶體中原子總體積占晶體體積的比值為____(用含π的最簡代數(shù)式表示)。
②常見的金屬鋁采納的是b堆積方式,鋁原子的半徑為r pm,則其晶體密度為_____g·cm-3(用含有r、NA的最簡代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化劑或氯磺化劑,用于制作藥品、染料、表面活性劑等。有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下表:
實(shí)驗(yàn)室用干燥而純浄的二氧化硫和氯氣合成硫酰氯,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l) △H=-97.3 kJ· mol-1
反應(yīng)裝置如圖所示(夾持儀器已省略),請回答有關(guān)問題:
(1)儀器B的名稱為________;
(2)儀器A的作用是_______;
(3)裝置乙中盛放的試劑為______,在實(shí)驗(yàn)室用氫氧化鈉溶液吸收多余硫酰氯的離子反應(yīng)方程式為______;
(4)為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率,在實(shí)驗(yàn)操作中需要注意的事項(xiàng)有_______(填序號);
①先通冷凝水,再通氣體 ②控制氣流速率,宜慢不宜快
③若三頸燒瓶發(fā)燙,可適當(dāng)降溫 ④加熱三頸燒瓶
(5)少量硫酰氯也可用氯磺酸(ClSO3H)分解獲得,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2ClSO3H=H2SO4+SO2Cl2,此方法得到的產(chǎn)品中會混有硫酸。
①分解產(chǎn)物中分離出硫酰氯的實(shí)驗(yàn)操作名稱為____。
②某同學(xué)為檢驗(yàn)硫酰氯產(chǎn)品中是否混有硫酸設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:取少量產(chǎn)品溶于水,加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液,振蕩,觀察到有白色沉淀生成,則認(rèn)為產(chǎn)品中含有硫酸。該同學(xué)的結(jié)論是否正確,請說明理由____。
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