【题目】(12分)
SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:
① 尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:____________。
② 反应器中NH3还原CO2的化学方程式:____________。
③ 当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:________。
④ 尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60 mg·L1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L1 NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是_________。
(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:
NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。
① 通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实验NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_________。
② 用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是__________。
③ 还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:_______□15NNO+□H2O
【答案】
(1)①CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑ ②8NH3+6NO2
7N2+12H2O ③2SO2+O2+4NH3+2H2O==2(NH4)2SO4 ④
(2)①BaO ②8∶1 ③415NO+4NH3+3O2
415NNO+6H2O
【解析】(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,结合原子守恒,发生反应的化学方程式为CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑.。正确答案:①CO(NH2)2+H2O
2NH3↑+CO2↑。②从图中可以看出NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水,根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为8NH3+6NO2
7N2+12H2O。正确答案:8NH3+6NO2
7N2+12H2O。③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4,此反应中SO2是还原剂,氧气是氧化剂,结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O==2(NH4)2SO4。正确答案:2SO2+O2+4NH3+2H2O==2(NH4)2SO4。④吸收NH3的硫酸的物质的量为v1×10-3L× c1 mol·L1 -v2 ×10-3L×c2 mol·L1 ×
=(v1c1-
v2c2)×10-3mol,尿素的物质的量为(v1c1-
v2c2)×10-3mol,则尿素溶液中溶质的质量分数是[(v1c1-
v2c2)×10-3mol×60g/mol]÷a g×100%=
。正确答案:
。(2)①由图示可知BaO和NOx作用生成Ba(NO3)2,Ba(NO3)
415NNO+6H2O。正确答案:415NO+4NH3+3O2
415NNO+6H2O。
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【题目】(14分)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,回答下列方法中的问题。
Ⅰ.H2S的除去
方法1:生物脱H2S的原理为:
H2S+Fe2(SO4)3S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O
(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是______________。
(2)由图3和图4判断使用硫杆菌的最佳条件为______________。若反应温度过高,反应速率下降,其原因是______________。
方法2:在一定条件下,用H2O2氧化H2S
(3)随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化,氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时,氧化产物的分子式为__________。
Ⅱ.SO2的除去
方法1(双碱法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生
NaOH溶液Na2SO3
(4)写出过程①的离子方程式:____________________________;CaO在水中存在如下转化:
CaO(s)+H2O (l) Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2OH(aq)
从平衡移动的角度,简述过程②NaOH再生的原理____________________________________。
方法2:用氨水除去SO2
(5)已知25℃,NH3·H2O的Kb=1.8×105,H2SO3的Ka1=1.3×102,Ka2=6.2×108。若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH)=_________________mol·L1。将SO2通入该氨水中,当c(OH)降至1.0×107 mol·L1时,溶液中的c()/c(
)=___________________。
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【题目】(14分)
绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:______________、_______________。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是____________________。
②将下列实验操作步骤正确排序___________________(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。
a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2
d.打开K1和K2,缓缓通入N2 e.称量A f.冷却至室温
③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=________________(列式表示)。若实验时按a、d次序操作,则使x__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为_________(填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为_______________。
a.品红 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2 e.浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。
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【题目】如图为实验室某浓硫酸试剂瓶标签上的有关数据,试根据标签上的有关数据回答下列问题:
(1)通过计算可知,上述浓硫酸中H2SO4的物质的量浓度为__________molL-1。
实验室需要240 mL 2.0 mol·L-1的H2SO4溶液,现用以上浓硫酸配制,请回答下列问题:
(2)下列仪器中,不会用到的是________。
A.50 mL量筒 B.100 mL容量瓶 C.玻璃棒 D.托盘天平 E.药匙 F.烧杯
(3)若要实施配制,除上述仪器外,还缺少的仪器为________。
(4)请先通过计算____(请把计算过程写在框内),再确定量取________mL浓硫酸溶液用于稀释。
(5)配制过程简述为以下各步,其正确的操作顺序为_________________(填各步骤序号)。
A.冷却至室温 B.洗涤并移液 C.量取 D.稀释 E.摇匀装瓶 F.定容 G.移液
(6)在配制过程中,下列情况对配制结果有何影响?(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
①容量瓶未干燥,有少量蒸馏水,则所配溶液的浓度________;
②定容时若仰视刻度线,则所配溶液的浓度________;
③量取浓硫酸时若俯视刻度线,则所配溶液的浓度________;
④摇匀后,发现液面低于刻度线,再加水至刻度线________。
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【题目】[2016·江苏]通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH1=571.6 kJ·mol1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH2=131.3 kJ·mol1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH3=206.1 kJ·mol1
A.反应①中电能转化为化学能
B.反应②为放热反应
C.反应③使用催化剂,ΔH3减小
D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8 kJ·mol1
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【题目】铜、铁、铝是重要的金属材料,铜、铁、铝及其化合物有非常重要的用途。
(1)铁元素与氯元素可形成FeCl2和FeCl3两种化合物,下列说法正确的是 (填序号)。
① 保存FeCl2溶液时,需向溶液中加入少量Fe
② FeCl2只能通过置换反应生成,FeCl3只能通过化合反应生成
③ 铜片、碳棒和FeCl3溶液组成原电池,电子由铜片沿导线流向碳棒
④ 制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均能采用将溶液直接蒸干的方法
⑤ 含a mol AlCl3的溶液和含1.5a mol NaOH的溶液,无论正滴和反滴,生成Al(OH) 3的质量相等
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂。K2FeO4可以铁为电极,通过电解浓的KOH溶液来制取,写出电解法制取K2FeO4的阳极反应式: 。
(3)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2+8O2 6SO2+Fe3O4,有3 mol FeS2参加反应,转移________ mol电子。
(4)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为________________;从腐蚀废液回收得到金属铜,还需要的试剂是__________________________。
(5)工业上常用铝土矿(含SiO2等杂质)生产铝。从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al(OH)3,需要从下列试剂中选择两种,选用的试剂组合最好是 。
a. NaOH溶液 b.氨水 c. CO2 d. 盐酸
(6)已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=5.6×1012,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×1020,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×1038,Ksp[Al(OH)3]=1.1×1033
①在25 ℃下,向浓度均为0.1 mol·L1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀(填化学式)。
②用MgCl2、AlCl3的混合溶液(A) 与过量氨水(B) 反应,为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入________(填“A”或“B”),再滴加另一反应物。
③溶液中某离子物质的量浓度低于1.0×105 mol·L1时,可认为已沉淀完全。现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+完全沉淀时,测定c(Al3+)=0.2 mol·L1。此时所得沉淀中________(填“还含有”或“不含有”)Al(OH)3。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g)达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中各物质的物的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示:下列说法中正确的是( )
A. 4 min时反应第一次达到平衡
B. 15 min时降低压强,20 min时升高温度
C. 反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
D. 15~20 min该反应使用了催化剂
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