【题目】硫及其化合物广泛分布于自然界中,硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位,运用相关原理回答下列问题:
(1)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有_______(填序号)。
A.矿石加入沸腾护之前先粉碎
B.使用V2O5作催化剂
C.接触室中不使用很高的温度
D.净化后炉气中要有过量的空气
E.接触氧化在常压下进行
(2)若实验室在537℃、1.01×105Pa和催化剂存在条件下,向某密闭容器中充入2mol SO2和2mol O2,此时体积为10L,在温度和压强不变条件下20分钟后反应达到平衡,SO3体积分数为0.5。
①该温度下,从反应开始至平衡时氧气的平均反应速率是_______;
②该温度下,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数的值为_______________。
(3)工业上冶炼铜主要以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料,经过多歩反应将铜元素还原为铜。其中有一步为:2Cu2S+3O2(g) === 2Cu2O+2SO2。试从反应的自发性判断此反应的ΔH________0 (填“>”、“=”或“<”)。
(4)用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义,将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如图,是电解产生多硫化物的实验装置:
①已知阳极的反应为:(x+1)S2-=== Sx+S2-+2xe-,则阴极的电极反应式是:__________。当反应转移xmol电子时,产生的气体体积为_________(标准状况下)。
②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时,通常是在氮气气氛下溶解。其原因是(用离子方程式表示):____________。溶液中离子浓度由大到小的顺序____________。
【答案】 CD 4×10-3mol/(L·min) 133.3 < 2H2O+2e-=== 2OH-+H2↑ 11.2xL 2S2-+O2+2H2O === 2S↓+4OH- c(Na+) > c(S2-) > c(OH-) > c(HS-) > c(H+)
【解析】试题分析:以硫的化合物中黄铜矿冶炼、SO2的催化氧化、硫酸的工业生产、电解法制取多硫化物和硫化钠溶液的配置为载体,考查考生对化学平衡的移动、化学反应速率和化学平衡常数的计算、化学反应的自发性、电解原理及其简单计算、盐类的水解、离子浓度大小的比较等知识的掌握情况,考查考生利用化学解决实际问题的能力。考点多而分散,解提过程中需要合理调动已有知识,准确应用相关原理进行分析解答。
解析:(1)硫酸生产中,A、矿石加入沸腾炉之前先粉碎是为了增大矿石与空气的接触面积,促进矿石更快、更充分燃烧,因此A错误。B、催化剂与化学平衡移动无关,B错误。C、接触室中SO2的催化氧化是一个体积减小的放热反应,不使用很高温度是从化学平衡角度,放热反应降低温度时平衡正向移动,从而提高SO2的转化率,C正确。D、净化后炉气中含有过量空气时,过量的氧气能够使接触室中化学平衡正向移动,提高SO2的转化率,D正确。E、接触室中的平衡体系加压时平衡正向移动,所以“在常压下进行”一定不是从化学平衡角度采取的措施,而是考虑设备的制造成本,E错误。正确答案CD。(2)设反应消耗O2 x mol,则消耗SO2 2x mol,反应生成SO3 2x mol,平衡体系中气体总量(2-2x)+(2-x)+2x=4-x mol,此时SO3体积分数为 ,x=0.8mol。v(O2)=,该温度下反应平衡常数为 133.3。答案:4×10-3mol/(L·min)、133.3 。(3)反应后气体物质的量减小,熵减小△S<0,反应能够自发进行,因此△G<0。△G=△H-T△S,所以△H<0。答案:<。(4)①溶液中主要阳离子是Na+和H+,阳极电极C是一种惰性电极,所以H+在阳极放电产生H2,电极反应式为2H++2e-=H2↑。当转移x mol电子时,标准状况下产生H2: 答案:2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=2OH-+H2↑ 、11.2x L。②Na2S中-2价S元素具有较强的还原性,Na2S溶液配制的过程中可能被空气中氧气氧化2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓,所以通常是在氮气气氛下溶解。Na2S溶于水后,c(Na+)>c(S2-),S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-,且第一步水解会抑制第二步水解,所以第一步水解程度更大,则c(S2-) > c(OH-) > c(HS-) > c(H+)。答案:2S2-+O2+2H2O = 2S↓+4OH- 、c(Na+) > c(S2-) > c(OH-) > c(HS-) > c(H+)。
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【题目】Fe3+、SO42-、Al3+和X四种离子以物质的量之比2:4:1:1大量共存于同一溶液中,X可能是
A.Na+ B.OH– C.CO32- D.Cl–
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【题目】下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述,正确的是( )
A.常温下都用铜容器贮存
B.露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻
C.常温下都能与铜较快反应
D.露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低
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【题目】在一个密闭容器中,盛有N2和H2,它们的起始浓度分别是1.8 mol·L-1和5.4 mol·L-1,在一定的条件下它们反应生成NH3,10min后测得N2的浓度是0.8 mol·L-1,则在这10min内NH3的平均反应速率是 ( )
A. 0.1mol.L-1.min-1 B. 0.2mol.L-1.min-1 C. 0.3mol.L-1.min-1 D. 0.6mol.L-1.min-1
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【题目】下图表示一些晶体中的某些结构,他们分别是氯化钠、氯化铯、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分(黑点可表示不同或相同的粒子)。
(1)其中代表金刚石的是 (填编号字母,下同),金刚石中每个碳原子与 个碳原子最接近且距离相等。
(2)其中代表石墨的是 ,其中每个正六边形占有的碳原子数平均为____ 个;
(3)其中表示氯化钠的是 ,每个钠离子周围与它最接近且距离相等的钠离子有 个;
(4)代表氯化铯的是 ,每个铯离子与 个氯离子紧邻;
(5)代表干冰的是 ,每个二氧化碳分子与 个二氧化碳分子紧邻;
(6)由Mg、C、Ni三种元素形成的一种具有超导性的晶体,晶胞如图2所示。Mg位于C 和Ni原子紧密堆积所形成的空隙当中。与一个Ni原子距离最近的Ni原子的数目为 ,该晶体的化学式为 。
(图2) (图3)
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【题目】钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是
A.2H++2e-=H2 B.Fe2++2e-=Fe
C.2H2O+O2+4e-=4OH- D.Fe3++e-=Fe2+
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【题目】下列对分子及其性质的解释中,不正确的是
A. 碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释
B. 乳酸[CH3CH(OH)COOH]中存在一个手性碳原子
C. 水加热到很高的温度都难以分解是因为水分子间有氢键。
D. 已知酸性:H3PO4>HClO,是因为H3PO4分子中有1个非羟基氧原子,而 HClO分子中非羟基氧原子数目为0
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【题目】将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是 ( )
A. 两烧杯中溶液的pH均增大
B. 甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生
D. 产生气泡的速度甲比乙慢
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【题目】铁粉、铜粉混合物样品11.6g,逐步加入2.0 mol/L,的硫酸溶液,充分反应后剩余固体质量随加入硫酸溶液体积变化如下表:
硫酸溶液/mL | 20.0 | 40.0 | 60.0 | 80.0 |
剩余固体/g | 9.36 | 7.12 | 4.88 | 3.20 |
请回答:
(1)样品中铁与铜的物质的量之比n(Fe):n(Cu)=________ 。
(2)在反应后的体系中,再加入4.0mol/L的H2O2溶液25.0mL,并加入足量硫酸溶液.充分反应后溶液中存在的各金属离子的物质的量分别是多少?__________________
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