[化学——化学与技术] (15分)
硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。请回答硫酸工业中的如下问题:
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在 的郊区(填标号);
A.有丰富黄铁矿资源的城市 B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工业城市 D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)CuFeS2 是黄铁矿的另一成分,煅烧时CuFeS2 转化为CuO、Fe2O3 和SO2,该反应的化学方程式为 。
(3)为提高SO3吸收率,实际生产中通常用 吸收SO3。
(4)已知反应2SO2+O2 2SO3 △H <0,现将0.050mol SO2和0.030mol O2充入容积为1L的密闭容器中,反应在一定条件下达到平衡,测得反应后容器压强缩小到原来压强的75%,则该条件下SO 2的转化率为________;该条件下的平衡常数为__________。
(5)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3 在沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
沸腾炉温度/℃ |
600 |
620 |
640 |
660 |
炉渣中CuSO4的质量分数/% |
9.3 |
9.2 |
9.0 |
8.4 |
已知CuSO4 在低于660℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4 的质量分数随温度升高而降低的原因 。
(6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可用
(填名称)吸收,然后再用硫酸处理,重新生成SO2和一种生产水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式 。
(15分)2009年12月7日一18日在丹麦首都哥本哈根召开的联合国气候会议,就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:某温度下,在容积为2L的密闭容器中,充入1mol CO2和3.25mol H2,在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间变化如右图所示:
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
②下列措施中一定不能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是: 。
A.降低温度 B.缩小容器的容积
C.将水蒸气从体系中分离 D.使用更有效的催化剂
(2)常温常压下,饱和CO 2水溶液的pH =5.6,c(H2CO3)=1.5 ×l0-5 mol·L-1。若 忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3- +H+的电离平衡常数K= 。(已知:10 -5.6=2.5×l0-6)。
(3)标准状况下,将1.12LCO2通入100mL 1mol·L-1的NaOH溶液中,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ;
(4)如图是乙醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,则a处通入的是 (填“乙醇”或“氧气”),b处电极上发生的电极反应是: 。
(5)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
(14分)下图中各方框中的字母表示有关的一种反应物或生成物(某些物质略去),其中常温下C为无色液体,B、D、G、I、J为气体, 其中B可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A~N的所有物质中只有G为单质,其余为化合物。N为不溶于水的无机酸。
回答下列问题:
(1)A的名称为 ,E的电子式是 ;
(2)写出B + G → I的化学方程式 。
(3)写出Cu与K的稀溶液反应的离子方程式: 。
(4)写出G的一种同素异形体的化学式: ,该物质与G在化学性质上的共同点是 。
(5)已知工业上生产0.1molB放出4.62kJ热量,写出该反应的热化学方程式:
。
(6)在反应C+E→G+F中,每生成1.5 molG转移 mol电子。
(14分)
为探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某化学兴趣小组设计了如下图所示的实验装置。
试填空。
(1)请你预测C12、SO2同时通入H2O中恰好发生反应后的产物(填写离子)_________。
设计简单的实验验证其中一种阴离子的存在____________________
(2)化学兴趣小组的同学为制取、气体,现采用Na2SO3与70%的浓硫酸为原料制取SO2,采用MnO2和浓盐酸为原料制取C12。在此实验中,E仪器的作用是__________;发生装置B应选择以下三种装置中的___________(填序号)。
(3)上述整套装置有一处不合理,应在_________装置之间(填代号)连接一装置,请在答题纸的方框中画出简易装置图,并注明装置中盛有的试剂。
(4)下列试剂中的一种就可以验证通入C装置中气体是Cl2过量还是SO2过量,该试剂是_________,实验现象及结论为_________________________。
①氯化钡溶液 ②硝酸银溶液 ③硫氰化钾溶液 ④品红溶液 ⑤液体四氯化碳
常温下,0.1 mol/L某一元酸(HA)溶液中c(OH-)/c(H+)=1×10-8,下列叙述正确的是 ( )
A.该溶液中水电离出的c(H+)=1×10-10 mol/L
B.该溶液中c(H+)+c(A-)+c(HA)=0.1 mol/L
C.该溶液与0.05 mol/L NaOH溶液等体积混合后:c(A-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
D.向该溶液中加入一定量NaA晶体或加水稀释,溶液中c(OH-)均增大
工业上生产MnO2和Zn的主要反应有:
①MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S+2H2O
②MnSO4+ZnSO4+2H2OMnO2+Zn+2H2SO4
下列说法不正确的是 ( )
A.①中MnO2和H2SO4都是氧化剂 B.①中析出16gS时转移1 mol电子
C.②中MnSO4发生氧化反应 D.硫酸在该生产中可循环利用