羰基硫(COS)主要存在于煤、石油和天然气中,会造成设备腐蚀、环境污染,更危害人体健康。目前,我国已经实现了在催化剂(γ-Al2O3)、低温条件下的精度脱除COS,如图为天然气中脱除COS反应流化床示意图:
(1)①已知:H2(g)+COS(g)H2S(g)+CO(g) △H1=+6.2kJ•mol-1
H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) △H2=+41.2kJ•mol-1
则COS精度脱除反应H2O(g)+COS(g)H2S(g)+CO2(g)的△H=__kJ•mol-1。
②将H2O与COS以体积比1:2置于恒温恒容密闭容器中反应,若测得该反应平衡时H2O与COS的体积比1:6,则该温度下,脱除反应的平衡常数K=__(保留两位小数)。
(2)T℃时,以一定流速、不同物质的量的H2O(g)和COS(g)通过流化床,测得COS(g)脱除速率变化关系如图。
已知:COS脱除反应机理如下,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
a.吸附:H2O→H2O*
b.反应:COS+H2O*→CO2+H2S*
c.脱附:H2S*→H2S
①若COS(g)脱除速率v=knx(COS)•ny(H2O)(mol•min-1),由图中的数据可算出x、k的值:x=__,k=__。
②“吸附”步骤为__(填“快反应”或“慢反应”),理由是__。
③脱除反应的决速步骤为__(填“a”、“b”或“c”)。
④少量氢气可以抑制催化剂积硫(S*)中毒,分析该流化床中可能存在的可逆反应是__。
(3)工业上常采用下图所示电解装置,将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。首先通电电解K4[Fe(CN)6]与KHCO3的混合溶液,通电一段时间后,再向所得溶液通入H2S时发生反应的离子方程式为2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S═2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓.电解过程中阴极区电极反应式为_。
从某矿渣(成分为NiFe2O4、NiO、FeO、CaO、SiO2等)中回收NiSO4的工艺流程如图:
已知①600℃时发生反应:NiFe2O4+4H2SO4═NiSO4+Fe2(SO4)3+4H2O
②Ksp(CaF2)=4.0×10-11
回答下列问题:
(1)将NiFe2O4写成氧化物的形式为__;(NH4)2SO4的作用是__。
(2)“焙烧”时矿渣中部分FeO反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为__。
(3)“浸渣”的成分有Fe2O3、FeO(OH)、CaSO4外,还含有__(写化学式)。
(4)向“浸出液”中加入NaF以除去Ca2+,当溶液中c(F-)=2.0×10-3mol•L-1时,若除钙率为99%,则原“浸出液”中c(Ca2+)=__g•L-1。
(5)“萃取”后,分离得到无机层的操作为__,用到的主要玻璃仪器是__。
(6)将“浸渣”进一步处理后,利用以下流程可得到高铁酸盐。K2FeO4是倍受关注的一类新型、高效、无毒的多功能水处理剂。回答下列问题:
①反应液Ⅰ和90%Fe(NO3)3溶液反应的离子方程式为__。
②反应液Ⅱ经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到K2FeO4晶体,流程中的碱用KOH而不用NaOH的原因是__。
“84”消毒液、医用酒精等能对新冠病毒进行有效消杀。某兴趣小组在实验室自制“84”消毒液。请回答以下问题:
(1)“84”消毒液消杀新冠病毒的原理是__。
(2)甲同学设计图1所示实验装置(夹持装置省略)制取“84”消毒液。
①B中的试剂是__。
②干燥管的作用是__。
③当C中NaOH溶液吸收完全后,停止通氯气,检验氯气已过量的方法为__。
(3)乙同学设计图2所示电解装置制取“84”消毒液。
①铁电极作__极。
②该电解制取NaClO的总反应的化学方程式为__。
③充分电解后,为检验电解液中是否还残留少量Cl-,取少量电解后溶液于试管中,滴加AgNO3溶液,试管中产生白色沉淀并有无色气体产生,该气体能使带火星的木条复燃。试管中发生反应的离子方程式为___。
④取25.00mL电解后溶液,加入过量KI与稀硫酸混合溶液,充分反应后加入2滴淀粉液,用0.1000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定,消耗12.00mL。则该电解液有效氯(以有效氯元素的质量计算)的浓度为___mg/L。(已知:2S2O32-+I2═S4O62-+2I-)
(4)与甲同学制法相比,乙同学制法的优点除了有装置与操作简单外还有:__、__(请列举出两种)。
常温下,向20mL0.1mol•L-1NH4HSO4溶液中逐滴加入0.1mol•L-1的NaOH溶液,溶液中由水电离出的c水(H+)与所加NaOH溶液的体积的关系如图所示。下列分析正确的是( )
A.c点之前,主要的反应为NH4++OH-═NH3•H2O
B.b点和d点对应溶液的pH均为7
C.常温下,Kb(NH3•H2O)=5×10-5.4mol•L-1
D.d点溶液中,c(Na+)+c(NH4+)=c(SO42-)
储量丰富成本低的新型电池系统引起了科学家的广泛关注。基于K+能够可逆地嵌入/脱嵌石墨电极,开发了基于钾离子电解液(KPF6)的新型双碳电池[碳微球(C)为正极材料,膨胀石墨(C*y)为负极材料],放电时总反应为:KxC*y+xC(PF6)=C*y+xK++xC+xPF6-,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.放电时,K+在电解质中由A极向B极迁移并嵌入碳微球中
B.充电时,A极的电极反应式为C*y+xK++xe-=KxC*y
C.放电时,每转移0.1NA电子时,电解质增重18.4g
D.充放电过程中,PF6-在碳微球电极上可逆地嵌入/脱嵌
研究发现,3D-SiC@2D-MoS2异质接面催化剂具有优异的光催化CO2用纯水的全还原性能,有效实现电子/空穴的定向迁移,最终实现CO2和H2O在相应活性位点发生氧化还原反应,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.2D-MoS2是H2O氧化的催化剂
B.H+和e-容易在SiC@MoS2催化剂间进行反应
C.中间产物的转化“HCOOH→HCHO→CH3OH”均发生还原反应
D.总反应的方程式为CO2(g)+2H2O(g)CH4(g)+2O2(g)