【题目】工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染.利用电化学原理吸收SO2和NO,同时获得 Na2S2O4和 NH4NO3产品的工艺流程图如下(Ce为铈元素).
请回答下列问题.
(1)装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO2-的离子方程式______.
(2)含硫各微粒(H2SO3、和
)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如图1所示.
①下列说法正确的是______(填标号).
A.pH=7时,溶液中c(Na+)=3c()
B.由图中数据,可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数Ka2≈10-7
C.为获得尽可能纯的 NaHSO3,应将溶液的pH控制在 4~5为宜
D.pH=9时溶液中c(OH-)=c(H+)+c()+c(H2SO3)
②若1L1mol/L的NaOH溶液完全吸收13.44L(标况下)SO2,则反应的总离子方程式为______.
③取装置Ⅰ中的吸收液VmL,用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定,酸性高锰酸钾溶液应装在______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,判断滴定终点的方法是______
(3)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如图2所示.图中A为电源的______(填“正”或“负”)极.右侧反应室中发生的主要电极反应式为______.
(4)已知进入装置Ⅳ的溶液中NO2-的浓度为 0.4mol/L,要使 1m3该溶液中的NO2-完全转化为 NH4NO3,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的 O2的体积为______ L.
【答案】NO+H2O+Ce4+= Ce3++ NO2-+2H+ ABC 3SO2 + 5OH- = 2SO32-+ HSO3- + 2H2O 酸式 滴入最后一滴溶液呈紫红色且半分钟颜色不变 正 2HSO3- + 2e- +2 H+ = S2O42-+ 2H2O 4480
【解析】
(1)装置Ⅱ中NO和Ce4+在酸性条件下生成Ce3+和NO2-,根据氧化还原反应书写离子方程式。
(2)根据电荷守恒和图像及溶液的pH分析;根据物质的量的比例关系书写离子方程式;高锰酸钾装在酸式滴定管里,当最后一滴滴入,溶液变为紫红色,且半分钟内不变为原来颜色。
(3)根据化合价分析得到化合价升高,应在阳极反应,连接电源正极,右侧发生化合价降低的反应。
(4)亚硝酸根化合价升高,氧气化合价降低,根据升降守恒得出氧气的物质的量。
(1)装置Ⅱ中NO和Ce4+在酸性条件下生成Ce3+和NO2-的离子方程式NO+H2O+Ce4+= Ce3++ NO2-+2H+,故答案为:NO+H2O+Ce4+= Ce3++ NO2-+2H+。
(2)①A选项,根据电荷守恒和pH=7时,c(HSO3-) = c(SO32-),因此溶液中c(Na+)= c(HSO3-) +2 c(SO32-) =3 c(HSO3-),故A正确;
B选项,由图中数据,pH=7时,c(HSO3-) = c(SO32-),因此估算出H2SO3的第二级电离平衡常数Ka2≈10-7,故B正确;
C选项,由图1可知,为获得尽可能纯的NaHSO3,应将溶液的pH控制在4~5为宜;
D选项,pH = 9时溶液为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合溶液,无法得出溶液中c(OH-)=c(H+) + c(HSO3-) +c(H2SO3),故D错误。
综上所述,答案为ABC。
②1L 1mol/L的NaOH溶液中含NaOH的物质的量为1 mol,NaOH完全吸收13.44L(标况下)SO2即0.6molSO2,NaOH和SO2的物质的量之比为5:3,则反应的总离子方程式为3SO2 + 5OH- = 2SO32-+ HSO3- + 2H2O,故答案为:3SO2 + 5OH- = 2SO32-+ HSO3- + 2H2O。
③酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶管,因此应装在酸式滴定管中,判断滴定终点的方法是滴入最后一滴溶液呈紫红色且半分钟颜色不变,故答案为:酸式;滴入最后一滴溶液呈紫红色且半分钟颜色不变。
⑶装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,在阳极反应生成Ce4+,阳极连接电源的正极,因此A为电源正极,右侧反应室中发生的主要电极反应式为2HSO3- + 2e- +2 H+ = S2O42-+ 2H2O,故答案为:正;2HSO3- + 2e- +2 H+ = S2O42-+ 2H2O。
⑷已知进入装置Ⅳ的溶液中NO2-的浓度为0.4mol/L,要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,即n(NO2-)= 0.4mol/L×1000L = 400mol,亚硝酸根升高2个价态,氧气降低4个价态,因此需400mol亚硝酸根与200mol氧气反应,向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2的体积为200mol ×22.4 L/mol =4480 L,故答案为:4480。
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【题目】某小组设计如图装置(部分夹持装置已略去),以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分。
(1)试剂X的化学式________。A中制取Cl2的离子方程式____________________。
(2)试剂Y的名称为______________。
(3)通入一定量潮湿的Cl2反应后,经检测,D中只有Cl2O一种气体,C中除含一种氯盐外,同时含有NaHCO3等,某同学对C中所得固体残渣的成分进行探究。
①提出合理假设。
假设1:存在两种成分:NaHCO3和____________________________;
假设2:存在三种成分:NaHCO3和__________________________。
②设计方案,进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。_______
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。
(4)已知Cl2O与水反应生成次氯酸,则D中Cl2O进入E反应的化学方程式为____________。
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【题目】某小组在研究前18号元素时发现:依据不同的标准和规律,元素周期表有不同的排列形式。如果将它们按原子序数递增的顺序排列,可形成如图所示的“蜗牛”形状,图中每个“●”代表一种元素,其中A代表氢元素。
(1)X的元素符号为______,I元素在周期表中的位置为______。
(2)M与Z两种元素形成的化合物的化学式为______。
(3)下列说法正确的是______(填序号)。
a.I元素形成的单质通入LZ的溶液中可得Z元素形成的单质
b.虚线相连的元素处于同一主族
c.L元素形成的单质在D元素形成的单质中燃烧生成
d.X、Y、M元素为同周期元素
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【题目】从牛至精油中提取的三种活性成分的结构简式如下图所示,下列说法正确的是
A. a中含有2个手性碳原子(手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子)
B. b分子存在属于芳香族化合物的同分异构体
C. c分子中所有碳原子可能处于同一平面
D. a、b、c均能发生加成反应、取代反应、加聚反应
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【题目】海水中蕴藏着丰富的资源。海水综合利用的部分流程图如下:
回答下列问题:
(1)用NaCl做原料可以得到多种产品
①工业上由NaCl制备金属钠的化学方程式是________________。
②实验室用惰性电极电解200mLNaCl溶液,若阴阳两极均得到224mL气体(标准状况),则所得溶液的pH为_________(忽略反应前后溶液的体积变化)。
③电解氯化钠稀溶液可制备“84”消毒液。“84”消毒液的有效成分为______,制取它的化学方程式为__________________________。
(2)分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源,经转化后可获得MgCl2粗产品。从卤水中提取镁的步骤为:
a.将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰,并将石灰制成石灰乳;
b.将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg(OH)2沉淀;
c.在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液,再经蒸发结晶得到MgCl26H2O;
d.将MgCl26H2O在一定条件下可以得到无水MgCl2;
e.电解熔融的MgCl2可得到Mg。
①上述提取镁的流程c中,得到MgCl2溶液的离子方程式为______________。
②步骤d中的“一定条件”指的是___________________。
③有同学认为:步骤b后可加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融的MgO制金属镁,这样可简化实验步骤,体现实验的简约性原则。你同意该同学的想法吗?__________(填“同意”或“不同意”),请说出你同意或不同意的理由______________。
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【题目】硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法,该制备过程示意如下:
(1)焦炭在过程Ⅰ中作______剂。
(2)过程Ⅱ中的Cl2用电解饱和食盐水制备,制备Cl2的化学方程式是____。
(3)整个制备过程必须严格控制无水。
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸,反应的化学方程式是_____。
②干燥Cl2时,从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入到浓H2SO4中。冷却的作用是____。
(4)Zn还原SiCl4的反应如下:
反应1: 400℃~756℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l)Si(s) + 2ZnCl2(l) ΔH1<0
反应2: 756℃~907℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l)Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH2<0
反应3: 907℃~1410℃,SiCl4(g) + 2Zn(g)Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH3<0
① 对于上述三个反应,下列说法合理的是_____。
a.升高温度会提高SiCl4的转化率 b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应的速率 d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
② 实际制备过程选择“反应3”,选择的理由是____。
③ 已知Zn(l)=Zn(g) ΔH = +116 KJ/mol 。若SiCl4的转化率均为90%,每投入1mol SiCl4,“反应3”比“反应2”多放出_____kJ的热量。
(5)用硅制作太阳能电池时,为减弱光在硅表面的反射,采用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2,最后转化为H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程_____。
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【题目】(1)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是______
a.NH3 b.HI c.SO2d.CO2
(2)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式:__________
(3)工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H = —90.8kJ/mol。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H = -571.6kJ/mol;
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = -566.0kJ/mol
计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H =________。
(4)某实验小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。
①该电池工作时,负极是_______极(填“a”或 “b”);
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池负极反应的离子方程式为_________________。
(5)电解法促进橄榄石(主要成分是Mg2SiO4)固定CO2的部分工艺流程如下:
已知:Mg2SiO4(s)+4HCl(aq)2MgCl2(aq)+SiO2(s)+ 2H2O(l) △H =-49.04 kJ·mol-1
①某橄榄石的组成是Mg9FeSi5O20,用氧化物的形式可表示为_____________。
②在上图虚框内补充一步工业生产流程______________。
③经分析,所得碱式碳酸镁产品中含有少量NaCl和Fe2O3。为提纯,可采取的措施依次为:对溶解后所得溶液进行除铁处理、对产品进行洗涤处理。判断产品洗净的操作是__________。
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【题目】现有下列9种微粒:、
、
、
、
、
、
、
、
。按要求完成以下各题:
(1)、
分别是氢元素的一种______,它们互为______。
(2)互为同素异形体的微粒是______。
(3)的中子数为______,核外电子数为______。
(4)形成上述9种微粒的核素有______种、元素有______种。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】300 mLAl2(SO4)3溶液中,含Al3+1.62 g,在该溶液中加入0.1molL﹣1Ba(OH)2溶液100mL,反应后溶液中SO42-的物质的量浓度约为( )
A. 0.4molL﹣1B. 0.3molL﹣1C. 0.2molL﹣1D. 0.1molL﹣1
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