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(15分) 硫酸工厂排放的尾气中,含少量的二氧化硫。为防止污染大气,在排放前必需...

(15)

硫酸工厂排放的尾气中,含少量的二氧化硫。为防止污染大气,在排放前必需进行尾气处理并设法进行综合利用。

⑴硫酸工厂排放尾气中的SO2通常用足量石灰水吸收,然后再用稀硫酸处理。

①写出上述过程的化学反应方程式:                                              

②请说出这种尾气处理方法的优点(说出两点即可)          

③若某硫酸厂每天排放的1万米3。(标准状况)尾气中含0.2%(体积百分数)的SO2,通过上述方法处理,理论上需生石灰            kg。

⑵近闻美国和日本正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法,该方法:第一步是用Na2SO3水溶液吸收SO­2,第二步是加热吸收溶液,可得到含高浓度SO2的水蒸气副产品。

  这种尾气处理方法与(1)相比的优点是                               

⑶某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫,将所得的Na2SO3溶液进行电解循环再生,这种新工艺叫再生循环脱硫法;其中阴阳膜组合循环再生机理如图,a、b离子交换膜将电解槽分为三个。区域,电极材料为石墨。 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①图中a表示           离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品,其中C为硫酸,则A表示    ,E表示            

②阳极的电极反应式为                    

 

(1)①SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O(2分) CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2↑+H2O(2分) ②原料生石灰、硫酸价格便宜且容易获得;可得到石膏副产品;产生的SO2含量较高可返回作为原料(2分) ③50(2分)    (2)Na2SO3可循环使用;(2分)    (3)①阳,A表示NaOH溶液,E是氢气(3分) ②SO2-3—2e+H2O=2H++SO2-4(2分) 【解析】
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考点分析:
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喷泉是一种常见的自然现象,其产生原因是存在压强差。

制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置已略去)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

Ⅰ.① 写出实验室制取氨气的化学方程式:__________________。收集氨气用_______法,要得到干燥的氨气可选用__________作干燥剂。

②.用图A装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥氨气,引发水上喷的操作是___________________。

如果观察不到“喷泉”或现象不明显,实验不成功的原因可能有:_________________;________________.

③.如果只提供图B的装置请说明引发喷泉的方法_____________

④比较图A和图B两套装置,从产生喷泉原理来分析,它们的不同点是:_______________

喷泉实验装置设计

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①.图A为化学教学中所用的喷泉实验装置,在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体,下列组合中前一物质表示干燥气体,后一液体表示胶头滴管及烧杯中的液体,其中能形成白色喷泉的是

A.氨和酚酞试液     B.氨和氯化铁溶液

C.HCl和AgNO3溶液     D.HCl和酚酞试液

②.图B为重新设计的喷泉装置。在图B的锥形瓶中分别加入足量如下物质,反应后可能产生喷泉的是

A.NaHSO4与NaOH溶液       B.NH4HCO3和稀盐酸

C.MnO2固体与浓盐酸        D.稀NH4Cl溶液与稀NaOH溶液

形成这种喷泉的反应条件是______________________

比较图A和图B两套装置,从产生喷泉原理来分析,它们的不同点是:____________________

在图B中锥形瓶外放一大烧杯,锥形瓶中加入酒精,大烧杯中加入冷水后,再加入足量下列物质,结果也产生了喷泉,大烧杯中加入的物质可

A.食盐     B.硝酸铵        C.浓硫酸       D.(NH4)2SO4

③在自然界和人类社会中,与上述图B装置原理相似的现象有:_______________________

Ⅲ.请用金属钠与水反应产生H2的反应设计一个喷泉装置。画出简易图不用文字叙述。

 

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(14分)

说明: 6ec8aac122bd4f6e

I.我国即将建成自己的载人空间站。载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2

⑴某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的某极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则另一极反应为:           

⑵有人提出,可以设计某温度下的反应:2CO=2C+O2(△H>O、△S<O)来消除CO的污染。请你判断该温度下上述反应是否能发生并说明理由是                

Ⅱ.大气固氮属于自然固氮,合成氨是目前人工固氮的主要方法。科学家一直致力“人工固氮”新方法的研究。

⑴有关大气固氮(以N2+O说明: 6ec8aac122bd4f6e  2NO为例)、人工固氮(以N2+3H2 说明: 6ec8aac122bd4f6e 2NH3为例)反应的平衡常数说明: 6ec8aac122bd4f6e的值如下表。

反应

N2+02 说明: 6ec8aac122bd4f6e2NO        

N2+3H2说明: 6ec8aac122bd4f6e2NH3

温度/℃

 27

2000

100

400

K

 3.84×10-31

 0.1

3.4×109

2.0x104

下列说法正确的是            。(填字母)

a.大气固氮与人工固氮都是放热反应

b.人类模拟大气固氮无现实意义

c.寻找在常温下合成氨的高效催化剂是目前人工固氮的新方向

d.在常温下,人工固氮非常容易进行

⑵已知:N2(g)+3H2(g) 说明: 6ec8aac122bd4f6e 2NH3(g)     说明: 6ec8aac122bd4f6e=-92.4kJ·mol-1

2H2(g)+02(g)=2H20(1)         说明: 6ec8aac122bd4f6e=-571.6 kJ·mol-1

据报道,在常温、常压、光照、催化剂的条件下,N2可以与水反应,则反应 N2(g)+3H20(1)=2NH3(g)+3/2O2(g)的说明: 6ec8aac122bd4f6e=           KJ·mol-1

⑶某研究小组在673 K、30 MPa下,在体积为说明: 6ec8aac122bd4f6e的密闭容器中进行反应:N2(g)+3H2(g) 说明: 6ec8aac122bd4f6e2NH3(g),其 (H2)和 (NH3)随时间变化的关系如图所示。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①下列叙述正确的是            。(填字母)

  A.点a的正反应速率比点b的大

B.点c处反应达到化学平衡状态

C.若t3时由673 K升至773 K,则 (H2)将增大

②从开始到平衡时反应的平均速率(以H2的浓度变化表示) (H2)=              

③若开始时 (N2)= (H2),则反应的平衡常数说明: 6ec8aac122bd4f6e=             (用代数式表示)。

 

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(12分)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

⑴实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时,应向污水中加入适量的           

a.H2SO4       b.BaSO4       c.Na2SO4       d.NaOH        e.CH3CH2OH

⑵电解池阳极的电极反应分别是①                   

②4OH - 4 e= 2H2O + O2↑。

⑶电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是                  

⑷该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 + 4CO32- - 8e= 5CO2 + 2H2O。

①正极的电极反应是                    

②为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图)。A物质的化学式是             

⑸实验过程中,若在阴极产生了44.8 L(标准状况)气体,则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况)___________L。

 

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已知C0和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)说明: 6ec8aac122bd4f6eCH3OH(g);现在容积均为1 L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1 mol C0和2 mol H2的混合气体,控制温度,进行反应,测得相关数据的关系如图1和图2所示。下列说法中不正确的是

A.该反应的正反应的△H<0

B.反应进行到5min时,a容器中 (正)≠ (逆)

C.升温或减压,可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态

D.达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为b>a>c

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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含有1mol HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应,所得氧化产物a、b与铁粉物质的量关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断正确的是

A.a是Fe(NO3)2     B.n1 = 0.375        C.p = 0.20      D.n2 = 0.30

 

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