【题目】(题文)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:________________。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2_______p 1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是________________。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+__________________+_______+2 I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序号 | A | B | C | D |
试剂组成 | 0.4 mol·L-1 KI | a mol·L-1 KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 KI 0.0002 mol I2 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 | 无明显现象 | 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快 |
①B是A的对比实验,则a=__________。
②比较A、B、C,可得出的结论是______________________。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________________。
【答案】 3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=254 kJ·mol1 > 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4 的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大 SO2 SO42 4H+ 0.4 I是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率 反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快
【解析】分析:(1)应用盖斯定律结合反应II分析。
(2)采用“定一议二”法,根据温度相同时,压强与H2SO4物质的量分数判断。
(3)依据催化剂在反应前后质量和化学性质不变,反应i+反应ii消去I-得总反应。
(4)用控制变量法对比分析。
详解:(1)根据过程,反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S,反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律,反应I+反应III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反应II的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol。
(2)在横坐标上任取一点,作纵坐标的平行线,可见温度相同时,p2时H2SO4物质的量分数大于p1时;反应II是气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,H2SO4物质的量增加,体系总物质的量减小,H2SO4物质的量分数增大;则p2p1。
(3)反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S,I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,(总反应-反应i)2得,反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。
(4)①B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A与B中KI浓度应相等,则a=0.4。
②对比A与B,加入H+可以加快SO2歧化反应的速率;对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应;比较A、B、C,可得出的结论是:I是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率。
③对比D和A,D中加入KI的浓度小于A,D中多加了I2,反应i消耗H+和I-,反应ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率DA,由此可见,反应ii比反应i速率快,反应ii产生H+使c(H+)增大,从而反应i加快。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】实验室需要0.80 mol·L-1 NaOH溶液475 mL 和0.40 mol·L-1硫酸500 mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:
(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是____________(填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是____________________(填仪器名称)。
(2)容量瓶所不具备的功能有________(填序号)。
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液
B.量取一定体积的液体
C.测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D.贮存溶液
E.用来加热溶解固体溶质
(3)根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为___________g。
(4)在实验中其他操作均正确,若容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥,则所得溶液浓度________0.80 mol·L-1(填“大于”“等于”或“小于”,下同)。若还未等溶液冷却就定容了,则所得溶液浓度________0.80 mol·L-1。
(5)根据计算得知,所需质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的体积为________mL(计算结果保留一位小数)。如果实验室有10 mL、15 mL、20 mL、50 mL的量筒,最好选用________mL的量筒。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在常温下,如下图所示的装置中,若使活塞下移,重新达到平衡时,下列数值会增大的是
A. 阳离子数目 B. HCO3-的水解平衡常数 C. 溶液的pH D. c(HCO3-)/c(H2CO3)
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某工厂用软锰矿(主要成分是MnO2,含少量Al2O3和SiO2)和闪锌矿(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS等杂质)为原料制备MnO2和Zn(干电池原料),其简化流程如下:
已知:反应Ⅰ中所有金属元素均以离子形式存在。有关常数:Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33、Ksp[Fe(OH)3]=3.0×10-39、Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13、Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17、Ksp(MnCO3)=2.0×10-11、Ka1(H2CO3)=4.0×10-7、Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。回答下列问题:
(1)滤渣1中除了SiO2以外,还有一种淡黄色物质,该物质是由MnO2、CuS与硫酸共热时产生的,请写出该反应的离子方程式____________________________。
(2)反应Ⅱ中加入适量金属锌的目的是为了回收某种金属,滤渣2的主要成分是___________。
(3)反应Ⅲ中MnO2的作用是_______________________,若反应后溶液中Mn2+、Zn2+均为0.1mol·L-1,需调节溶液pH范围为_______________(溶液中,当一种离子的浓度小于10-6mol/L时可认为已不存在),X可以是_________。(填字母代号)
a.MgO b.Zn(OH)2 c.Cu2(OH)2CO3 d.MnCO3
(4)反应Ⅳ中电极均是惰性电极,写出阳极电极反应式________________________。本工艺可以循环利用的物质有MnO2、Zn和_________。
(5)MnCO3有多种用途。废水处理领域中常用NH4HCO3溶液将Mn2+转化为MnCO3,该反应的离子方程式为______。试通过题述有关数据简要计算说明该反应能进行的原因:____________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列图示与对应的叙述相符的是
A. 图甲表示某吸热反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应的能量变化
B. 图乙表示常温下,0.1mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1mol/L醋酸溶液的滴定曲线
C. 图丙表示某可逆反应的反应速率随时间的变化关系,t0时刻改变的条件是使用了催化剂
D. 图丁表示一定质量冰醋酸加水稀释过程中、溶液导电能力变化曲线,且醋酸电离程度:a<b<c
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g) 2C(g)。若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L,现有几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol/Ls
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol/Ls
③2s时物质A的转化率为70%
④2s时B物质的浓度为0.7 mol/L
其中正确的是( )
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验,已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO、SO、Cl﹣中的若干种离子.该小组同学取100mL水样进行实验,向水样中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1mol/L的硝酸,实验过程中沉淀质量的变化情况如下图所示:(提示:Al3+与CO不共存)
(1)水样中一定含有的阴离子是_____,其物质的量浓度之比为_____.
(2)写出BC段所表示反应的离子方程式:_____.
(3)由B到C点变化过程中消耗硝酸的体积为_____.
(4)试根据实验结果推测K+是否存在?_____(填“是”或“否”);若存在,K+的物质的量浓度c(K+)的范围是_____.(若K+不存在,则不必回答该问).
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列实验现象描述错误的是
编号 | 实验 | 现象 |
A | 加热放在坩埚中的小块钠 | 钠先熔化成光亮的小球,燃烧时,火焰为黄色,燃烧后,生成淡黄色固体 |
B | 在酒精灯上加热用砂纸打磨过的铝箔 | 铝箔变软,失去光泽,熔化的铝并不滴落 |
C | 在FeCl2溶液中滴入NaOH溶液 | 生成白色沉淀,沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色 |
D | 将水蒸气通过灼热的铁粉 | 黑色粉末变为红褐色 |
A. A B. B C. C D. D
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性。下列叙述中不正确的是:
A. 红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧,生成棕黄色烟
B. 钠在氯气中燃烧,生成白色的烟
C. 纯净的氢气在氯气中安静的燃烧,在集气瓶口形成白色烟雾
D. 氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸见光易分解
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com