目前,处理烟气中SO2常采用两种方法:液吸法和还原法。
Ⅰ.碱液吸收法
25 ℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;H2SO3:Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7;Ksp(CaSO4)=7.1×10-5。第1步:用过量的浓氨水吸收SO2,并在空气中氧化;第2步:加入石灰水,发生反应Ca2++2OH-+2NH4+ +SO42-CaSO4↓+2NH3·H2O K。
(1)25 ℃时,0.1 mol/L(NH4)2SO3溶液的pH____(填“>”“<”或“=”)7。
(2)计算第2步中反应的K=___________。
Ⅱ.水煤气还原法
已知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) ΔH1=-37.0 kJ·mol-1,②2H2(g)+SO2(g)S(l)+2H2O(g) ΔH2=+45.4 kJ/mol,③CO的燃烧热ΔH3=-283 kJ/mol。
(3)表示液态硫(S)的燃烧热的热化学方程式为_____________。
(4)反应②中,正反应活化能E1____(填“>”“<”或“=”)ΔH2。
(5)在一定压强下,发生反应①。平衡时SO2的转化率α(SO2)与投料比的比值[=y]、温度T的关系如图所示。
比较平衡时CO的转化率α(CO):N____(填“>”“<”或“=”,下同)M。逆反应速率:N___P。
(6)某温度下,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol H2、2 mol CO和2 mol SO2发生反应①、②,第5 min时达到平衡,测得混合气体中CO2、H2O(g)的物质的量分别为1.6 mol、1.8 mol。
①该温度下,反应②的平衡常数K为________。
②其他条件不变,在第7 min时缩小容器体积,α(SO2)______(填“增大”“减小”或“不变”)。
铬是一种银白色的金属,常用于金属加工、电镀等。工业以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬及获得强氧化剂Na2Cr2O7。其工艺流程如图所示:
已知:高温氧化时发生反应Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2(未配平)
回答下列问题:
(1)将铬铁矿的主要成分Fe(CrO2)2写成氧化物的形式:__,高温氧化时可以提高反应速率的方法为___(写出一条即可)。
(2)Na2CrO4加入硫酸酸化的离子方程式为__;在实验室中,操作a所用到的玻璃仪器有__。
(3)Na2CrO4中铬元素化合价为__;生成1molNa2CrO4时共转移电子的物质的量为__mol。
(4)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放,可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水,加入可溶性钡盐后,废水中Ba2+的浓度应大于__mol·L-1,废水处理后达到国家标准才能排放。
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)有广泛的用途,实验室中通过如下方法制备:
①不断搅拌条件下,在饱和Na2CO3溶液中缓缓通入SO2至反应完全;
②取下三颈烧瓶,测得反应液的pH=4.1;
③将溶液蒸发浓缩、结晶、过滤得焦亚硫酸钠晶体。
请回答下列问题:
(1)实验室可利用Na2SO3和较浓的硫酸制备少量SO2气体,该反应的化学方程式为_______________。 硫酸浓度太大不利于SO2气体逸出,原因是_____________。制备、收集干燥的SO2气体时,所需仪器如下。装置A是气体发生装置,按气流方向连接各仪器口,顺序为a→____→____→____→____→f。装置D的作用是__________。
(2)步骤①反应的离子方程式为________________,合成Na2S2O5的总化学方程式为__________________。
(3)在强碱性条件下利用Na2S2O5氧化HCOONa的方法可制备保险粉连二亚硫酸钠(Na2S2O4),反应的离子方程式为___________。
(4)工业上用焦亚硫酸钠法制备保险粉带来的主要问题是废水中含有大量的有机物,有机物总含碳量用TOC表征,常采用Fenton 氧化法去除废水中的有机物,即通过向废水中加入H2O2,以Fe2+作催化剂,产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)来氧化降解废水中的有机物。
①其他条件一定时,n(H2O2 )∶n(Fe2+)的值对TOC 去除效果的影响如图1所示:
当TOC的去除率最大时,n(H2O2)∶n(Fe2+)=____。
②在pH=4.5,其他条件一定时,H2O2的加入量对TOC 去除效果的影响如图2所示,当H2O2的加入量大于40 mL·L-1时,TOC 去除率反而减小的原因是_______________________________________。
25℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5mol·L-1,将0.5mol(NH4)2SO4溶于水中,向所得溶液中滴加aL氨水后溶液呈中性,据此判断下列说法中不正确的是( )
A.滴加氨水的过程中,水的电离平衡将正向移动
B.滴加aL氨水后的溶液中,n(NH4+)=200n(NH3·H2O)=1mol
C.所滴加氨水的浓度为mol·L-1
D.滴加aL氨水后的溶液中各离子浓度大小为c(NH4+)=2c(SO42-)>c(H+)=c(OH-)
锌银电池的负极为锌,正极为氧化银,电解质是KOH,电池反应为Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag。以锌银电池为电源,电解硫酸镍溶液冶炼纯镍,装置如图所示。
下列说法正确的是
A.装置中使用阳离子交换膜
B.锌银电池a极反应式为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
C.镍极的主要反应为2H++2e-H2↑
D.若锌银电池溶解13 g锌,则镍极净增质量最多为5.9 g
X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素,其原子半径与化合价的关系如图所示。下列说法错误的是
A.Q位于第三周期ⅠA族
B.X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱
C.简单离子半径:M->Q+>R2+
D.Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸