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煤、氢气是常见能源,燃煤烟气中的氮硫氧化物要污染环境,氢气是一种清洁高效的新型能...

煤、氢气是常见能源,燃煤烟气中的氮硫氧化物要污染环境,氢气是一种清洁高效的新型能源,如何消除烟气中氮硫氧化物和经济实用的制取氢气成为重要课题。

(1)硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如图。

已知:

反应 I:2H2O (1)=2 H2(g) +O2(g)    H1 = +572kJ•mol-1

反应 II :H2SO4(aq) =SO2 (g) + H2O (l) +O2 ( g)    H2= +327 kJ • mol-1

反应 III:2 HI( aq)=H2 ( g) +  I2(g)  H3 =+172k.J•mol-1

则反应SO2 (g)+I2 (g) + 2 H2O (l)=2 HI(aq) + H2SO4 (aq) H =__________

(2)用某氢化物 H2 R 高效制取氢气 ,发生的反应为2 H2R(g) R2(g) +2H2 ( g)

I.若起始时容器中只有H2R, 平衡时三种物质的物质的量与裂解温度的关系如图1

①图中曲线n 表示的物质是__________(填化学式)。

C点时,设容器内的总压为p Pa,则平衡常数KP =____________    (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压 =总压×物质的量分数)。

II.若在两个等体积的恒容容器中分别加入2.0 mol H 2R1. 0 molH2R,测得不同温度H2R的平衡转化率如图2 所示。

M点和O正反应速率v( M) ________v( O) (“>”“<”“=”,下同)。

M 两点容器内的压强P(O)______2 P( M)

③平衡常数K( M)_____________K( N)

(3)以连二硫酸根( S2O42-) 为媒介,使用间接电化学法处理燃煤烟气中的NO, 装置如图所示:

①从 A 口中出来的物质是________________

②写出电解池阴极的电极反应式________________

③用离子方程式表示吸收池中除去NO 的原理   ___________________________

 

- 785kJ•mol-1 H2 p Pa < < < O2(或氧气)和较浓的硫酸 2HSO3-+ 2H ++ 2e –=S2O42-+ 2H2O 2NO +2S2O42-+ 2H2O=N2+ 4 HSO3- 【解析】 (1)利用盖斯定律进行计算反应SO2(g)+I2(g) + 2 H2O (l)=2 HI(aq) + H2SO4(aq)的△H; (2) I .由反应方程式2H2R(g)R2(g) +2H2 ( g)可 知,若起始时容器中只有H2R,平衡时R2的物质的量为H2的,则曲线l表示的物质是R2, 曲线m表示的物质是H2R, 曲线n表示的物质是H2,据此分析解答; II.反应2H2R(g)R2(g) +2H2 ( g)中,H2R的物质的量增加,其平衡转化率反而减小,即M.点和O点分别所在的曲线代表H2R的起始量为2.0mol和1.0mol,据此解答; (3)根据电池原理进行分析解答。 (1)根据盖斯定律,由-I- II -Ⅲ得反应SO2(g)+I2(g) + 2 H2O (l)=2 HI(aq) + H2SO4(aq)△H=- 785kJ•mol-1; (2)I .①由反应方程式2H2R(g)R2(g) +2H2 ( g)可知, 若起始时容器中只有H2R,平衡时R2的物质的量为H2的,则曲线n 表示的物质是H2; ②根据A点可知,起始时硫化氢为20mol,B点时,H2R与R2的物质的量相等,设分解的H2R为x,则20-x=,解得x=mol,容器中含有H2Rmol,R2mol,H2mol,物质的量分数分别为,,,平衡常数Kp=; II.①反应2H2R(g)R2(g) +2H2 ( g)中,H2R的物质的量增加,其平衡转化率反而减小,即M点和O点分别所在的曲线代表H2R的起始量为2.0mol和1.0mol, 恒容容器中,M点的浓度小于0点,则逆反应速率v(M)< v(O); ②由图像可知,H2R的转化率分别为45%和37.5%,可列三段式有: n(总)M=1.1+0.45+0.9=2.45mol, n(总)O=0.25+0.375+0.75=1.375mol,2n(总)O=2.75 mol >n(总)M=2.45mol,又图像可知TM=TO,由PV=nRT可得,P(O)<2 P( M); ③由图中曲线可知,升高温度H2R的转化率增大,平衡正向移动,K值增大,则正反应为吸热反应,因T( M)< T( N),故平衡常数K( M)< K( N); (3)①阳极电解质溶液为稀H2SO4,在阳极,溶液中水电离产生的OH-失去电子发生氧化反应,电极反应式为: 2H2O-2e-=O2↑+4H+,由于水不断放电消耗,所以阳极区H2SO4溶液浓度不断增大,所以从A口中出来的物质的是O2和较浓的硫酸; ②在电解池阴极上得到电子发生还原反应,根据图可知是HSO3-在酸性条件下发生还原反应,生成S2O42-,其电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O; ③根据图示,吸收池中S2O42-和NO是反应物,N2和HSO3-是生成物,则根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得吸收池中除去NO的原理是2NO +2S2O42-+ 2H2O=N2+ 4 HSO3-。  
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考点分析:
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硫酸铅( PbSO4) 广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为 PbS, 含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2 ) 制备PbSO4的工艺流程如图:

已知:

i. PbCl2难溶于冷水,易溶于热水

ii. PbCl2 (s) + 2 Cl- ( aq )  PbCl42-( aq )   H> 0

iii.Ksp(PbSO4) =1. 08 ×10-8 , Ksp(PbC12) = 1. 6× 10 -5

(1)“浸取过程中盐酸与MnO2 P bS 发生反应生成PbCl2S 的化学方程式为______________,加入NaCl 的目的是__________________

(2)沉降操作时加入冰水的作用是_______________________

(3) 20°C PbCl2 ( s) 在不同浓度盐酸中的最大溶解量( g • L-1如图所示。下列叙述正确的是_____________(填字母)

A. 盐酸浓度越小,Ksp(PbC12)越小

B.xy 两点对应的溶液中c( Pb2+ )不相等

C 当盐酸浓度为1  mol• L-1 时,溶液中c( Pb2+)一定最小

D. 当盐酸浓度小于1 mol• L-1 ,随 HCl 浓度增大,P bCl2 溶解量减少是因为 Cl-浓度增大使 PbCl2溶解平衡逆向移动

(4) pH 的目的是__________PbC12转化后得到 PbSO4, c (Cl-)= 0.100mol/L c( SO42-) =________________

(5)滤液 a 经过处理后可以返回到______工序循环使用。利用制备的硫酸铅与氢氧化钠反应制备目前用量最大的热稳定剂--三盐基硫酸 (3 PbO•PbSO4•H2O) ,写出该反应的化学方程式 _____________________

 

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亚硝酰氯( NOCl) 是有机合成中的重要试剂为黄色气体或红褐色液体(熔点- 64. 5℃,沸点-5.5℃),具有刺鼻恶臭味,遇水和潮气水解,有多种方法制备。

(1)方法一:将5 g 300℃下干燥了 3h 并研细的 KCl 粉末装入 50 mL 带有接头及抽真空用活塞的玻璃容器内。将容器尽量减压,在减压下通入0. 002 mol NO2。反应 12 ~ 36 min 即可完成,NO2红棕色消失 ,出现黄色亚硝酰氯,同时还得到一种盐。写出亚硝酰氯的电子式________,该方法制备NOCl的化学方程式为_________________,氯化钾需要干燥的原因是_______________

(2)方法二:实验室可用如图装置制备亚硝酰氯(NOCl),检验装置气密性并装入药品打开 K2然后再打开___________(填“K1"“K3 通入一段时间气体,其目的为______,然后进行其他操作,当 Z 有一定量液体生成时,停止实验。写出X 装置中反应的离子方程式_____________________ 

(3)测定产品纯度:取(2)w g Z 中液态产品溶于蒸馏水,配制成250 ml 溶液;用酸式滴定管准确量取25. 00mL 所配溶液于锥形瓶中,滴加几滴 K2CrO4溶液作指示剂,用滴定管盛装 c mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液体积为V mL。[已知:Ksp( AgCl ) =1.56 ×10-10Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12Ag2CrO4为砖红色固体,忽略杂质参与反应]

①盛装AgNO3 标准溶液的滴定管是____(填“酸式”或“碱式”)棕色滴定管;判断达到滴定终点的方法是_____________________

②该产品纯度为_____________(用代数式表示)。

 

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2019 11 月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2 的绿色方法,原理如图所示(已知:H2O2 H+ + H2O , Ka = 2. 4×1012 )下列说法不正确的是

A.b 极上的电极反应为O2 +H2O +2e- =HO2 - +OH

B.X 膜为选择性阳离子交换膜

C.催化剂可促进反应中电子的转移,加快反应速率

D.每生成1 mol H2O2 电极上流过4 mole-

 

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在两只锥形瓶中分别加入浓度均为l mol•L-1 的盐酸和NH4Cl溶液,将温度和pH 传感器与溶液相连,往瓶中同时加入过量的质量、形状均相同的镁条,实验结果如下图。关于该实验的下列说法,正确的是

A.P点溶液c(NH4+) + 2c(Mg2+) >c(Cl-)

B.反应剧烈程度:NH4Cl >HCl

C.Q点溶液显碱性是因为MgCl2发生水解

D.1000s后,镁与NH4Cl溶液反应停止

 

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短周期主族元素XYZW 的原子序数依次增大,X 原子核外最外层电子数是其内层电子数的2 倍,Y是地壳中含量最高的元素,常温下,0. 01 mol•L-1 Z的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH = 12, W 在元素周期表中的族序数是周期数的2 倍。下列说法正确的是

A.W 的单质的氧化性比 Y 的强

B.原子半径:r(Z) >r(W) >r(Y) >r(X)

C.工业上常用电解法冶炼 Z 单质

D.最高价氧化物对应的水化物的酸性: X>W

 

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