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砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一...

(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。

(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有,其原因是_______________________________

(2)H3AsO3H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)pH的关系分别如图- 1和图- 2所示。

①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0 ~ 10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为__________________

H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,pKa1=______(p Ka1 = -lg Ka1 )。

(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH =7.1, 吸附剂X表面不带电荷; pH > 7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图-3所示。

①在pH7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是______________

②在pH4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为___________提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是_________________________________

 

碱性溶液吸收了空气中的CO2OH- + H3AsO3H2AsO3- + H2O2.2在pH7~9之间,随pH升高H2AsO4-转变为HAsO42-,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加在pH4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42-阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷 【解析】 (1)NaOH在空气中易与CO2反应生成NaCO3,吸附剂X中含有,其原因是碱性溶液吸收了空气中的CO2 ;(2)①从题20图-1可知pH由小变大时, H3AsO3浓度减小,H2AsO3-浓度增大,当溶液由无色变为浅红色时,主要反应的离子方程式为OH- + H3AsO3H2AsO3- + H2O ;②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,Ka1= ,由题20图-2读出:,=,=10-2.2mol/L,Ka1==10-2.2mol/L,p Ka1 = -lg Ka1 =-lg10-2.2=2.2;(3)①在pH7~9之间,随pH升高H2AsO4-转变为HAsO42-,吸附剂X表面所带负电荷增多,,静电斥力增加,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降。②在pH4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42-阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小。提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是:加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷。  
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甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。因此甲醇被称为21世纪的新型燃料。请回答下列问题:

(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:

反应A       

反应B      

①对于反应A达平衡后,若容器容积不变,下列措施可增加转化率的是_______

A.升高温度                          增加的量

C.充入He,使体系总压强增大            按原比例再充入

②对于反应A,保持其它条件不变,采用三种催化剂,反应进行相同时间后,的转化率随反应体系的温度变化如图所示:

点中反应一定处于平衡状态的点是_________,理由是_____的转化率a点比c点高的原因是_____

③某温度下,将,充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得,则该温度下该反应的平衡常数为_______________

(2)温度时,将充入一恒容密闭容器中,充分反应达到平衡后,若转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为_________

(3)在直接以甲醇为燃料的电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为_____。理想状态下,该燃料电池消耗所能产生的最大电能为695kJ,则该燃料电池的理论效率为____________保留三位有效数字已知:的燃烧热;燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比

 

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铬铁矿主要含有亚铬酸亚铁,还含有少量。由铬铁矿制备的流程如图1所示:

已知:常温下,

回答下列问题:

(1)铬铁矿与混合煅烧之前应先将其粉碎,目的是_______________

(2) “煅烧过程中主要反应的化学方程式为_________________________________________________

(3)已知:高温煅烧可生成滤渣1”的主要成分为_____________________填化学式,其一种用途为_____________________

(4)“pH”的过程即是用酸酸化使pH约为5,其目的是_____________________滤渣2”的主要成分为_____________________填化学式,同时转化为,此转化过程的离子方程式为____________________________

(5) KClNaCl的溶解度曲线如图2所示,结合图象解释向溶液中加入KCl固体经一系列操作后得到的理由:_____________________________

   

(6)该流程产生的含铬废水不能随意排放,可通过电解法处理装置如图3所示,电解时,在阴极区可生成沉淀,电解后溶液中,则溶液中____________

 

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丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径,其热化学方程式为  ,请回答下列相关问题。

下表为部分键能数据,据此可算出___________

化学键

键能

332

611

414

436

 

一定温度下,向的密闭容器中充入发生脱氢反应,经过达到平衡状态,测得平衡时气体压强是开始的倍。

内氢气的生成速率_______的平衡转化率为_______

下列情况能说明该反应达到平衡状态的是____________填标号

A.混合气体的平均相对分子质量保持不变  的物质的量之比保持不变

C.混合气体的密度保持不变    的分解速率与的消耗速率相等

脱氢反应分别在压强为时发生,丙烷及丙烯的平衡物质的量分数随温度变化如图所示:

压强:_________

为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率,可采取的措施是___________

,起始时充入丙烷发生反应,则Q点对应温度下,反应的平衡常数_______用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数

实际生产中常在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氧反应,充入氩气的原因是______________

 

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氨在国民经济中占有重要地位。

(1)已知: 

 

 

________

(2)的活化能,则氨分解反应:的活化能________

(3)我国科学家以为催化剂,在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨,其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。

________溶液中催化效果更好;在溶液与溶液中,反应中的________前者大”“后者大一样大

(4)时,在一体积为2L的恒容刚性密闭容器中发生反应:。改变反应的一个条件,在阶段体系中各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示:

内,________

时,第阶段的平衡常数________保留2位有效数字

③第阶段平衡时的物质的量之比为________

④比较第阶段平衡常数和第阶段平衡常数的大小:________”“,判断的依据是____________________

 

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应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手,如开发利用清洁能源.甲醇是一种可再生的清洁能源,具有广阔的开发和应用前景.回答下列问题:

(1)合成甲醇:但是找到合适的催化剂是制约该方法的瓶颈.目前主要使用贵金属催化剂,但是贵金属储量稀少,成本高昂,难以大规模应用,且使用中存在环境污染的风险.最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示.

容易得到的副产物有CO,其中相对较多的副产物为________________;上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,主要降低下列变化中________填字母的能量变化.

A.    B

C.    D

(2)恒压容器的容积可变下,在催化剂作用下发生反应  的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示.

①压强________

②在条件下,b点时________

③已知:反应速率分别为正、逆反应速率常数,x为物质的量分数,若b点对应的坐标参数为,计算b处的________保留3位有效数字

(3)焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中反应制合成气的主要反应为以分压表示的平衡常数T的关系如下图所示.

①反应________大于”“等于小于

点时,反应________填数值

③在恒容密闭容器中充入只发生反应,图中d点处达到平衡时,CO的转化率为________;达到平衡时,向容器中再充入,重新达到平衡时,CO的平衡转化率________增大”“减小不变

 

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