雾霾由多种污染物形成,包含颗粒物(PM2.5)、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等。化学在解决雾霾污染问题中有着重要的作用。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H1=-566.0kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H2=+64kJ·mol-1
反应2NO2(g)+4CO(g=N2(g)+4CO2(g)在__________(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(2)研究发现利用NH3可除去硝酸工业尾气中的NO。NH3与NO的物质的量之比分别为1:2、1:1.5、3:1时,NO脱除率随温度变化的曲线如图1所示。
①曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4mg·m-3,若从X点到Y点经过20s,则该时间段内NO的脱除速率为_________mg·m-3·s-1。
②曲线c对应的NH3与NO的物质的量之比是________,其理由是__________
(3)炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧,活化氧可以快速氧化SO2。活化过程中的能量变化模拟计算结果如图2所示。无水情况下,一个氧分子的活化能为__________,容易活化氧分子的条件是_________(填“有水”或“无水”)。
(4)若反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的正、逆反应速率分别可表示为v正=k正c2(NO)·c2(CO);v逆=k逆c(N2)·c2(CO2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中加入4molNO和4molCO发生上述反应,测得CO和CO2的物质的量浓度随时间的变化如图3所示。
①a点时,v逆:v正=_____________。
②测得平衡时体系压强为p,KP为用气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,则平衡常数KP=____________(用含p的式子表示)。
(5)某研究小组探究该反应中催化剂对脱氮率(NO的转化率)的影响。将等物质的量的NO和CO以一定的流速分别通过催化剂a、b,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。相同时间、不同温度下测得使用催化剂a时脱氮率与温度的关系如图4中曲线Ⅰ所示。已知催化效率b>a,催化剂b的活性在450℃时最大(未达平衡)。请在图4中画出使用催化剂b时所对应的曲线(从300℃开始画)。_______________
一种从废旧锂电池中回收Li2SO4、CuSO4、CoSO4等有价金属的工艺流程如下:
已知:“盐水浸泡”是将废旧锂电池置于食盐水中浸泡放电;“氨性浸出”时溶液呈弱碱性。
回答下列问题:
(1)“盐水浸泡”进行放电,放电的目的是________________________。
(2)“预焙烧”的目的是____________________,可用于吸收该过程产生的尾气的试剂是____________________。
(3)“硫酸铵焙烧”时,硫酸铵的作用是______________________________;“H2SO4吸收处理尾气”后的溶液可循环利用,则“硫酸铵焙烧”时的尾气中含___________(填化学式)。
(4)“氨性浸出”时,通入空气的目的是__________________________。
(5)“氨性浸出”时,Cu单质被浸出为[Cu(NH3)4]SO4,该反应的离子方程式为____________。
六氟合铝酸钠(Na3AlF6)俗称冰晶石,微溶于水,可用作陶瓷乳白剂、树脂橡胶的耐磨填充剂等。实验室以萤石(CaF2,难溶于水)、石英和纯碱等为原料可制备Na3AlF6,实验步骤如下:
Ⅰ.将萤石(CaF2)、石英和纯碱按一定比例混合后煅烧并释放出CO2;
Ⅱ.……
Ⅲ.在浸取液中加入稀硫酸调节pH,再加入硫酸铝,充分反应后过滤,洗涤烘干后得到六氟合铝酸钠。
回答下列问题:
(1)Na3AlF6中铝元素的化合价为__________。
(2)步骤Ⅰ中煅烧原料混合物时,盛装原料混合物的仪器名称为___________;混合物煅烧后除生成CO2、CaSiO3外还有一种产物(二元化合物),该物质的化学式为______________。
(3)步骤Ⅱ的具体内容是__________________。
(4)通过实验探究不同pH时氟离子的去除率,即对多份相同量的浸取液调节至不同pH后,再分别加入等量硫酸铝,得到了溶液中残留氟浓度和氟去除率随溶液pH的变化关系如图所示。则步骤Ⅲ中最佳pH为_________;图中当pH增大时,氟去除率下降的原因是_______________________________________。
(5)步骤Ⅲ中检验过滤后的固体已洗涤干净的方法是_______________________________。
(6)写出一种能将含氟废水中氟离子去除的可行方法:______________________________。
硝酸盐被广泛用作肥料和氧化剂。有学者最新研究发现氮在ZnFe0.4Co1.6O4上直接电化学氧化可生成硝酸盐。回答下列问题:
(1)Fe、Co、Ni均位于元素周期表第_________族,其中基态Ni原子的核外电子排布式为_________;Zn与Co的第一电离能I1(Zn)__________(填“<”或“>”)I1(Co)。
(2)图1是一种钴(Co)金属催化剂的结构,其中六元环上的N原子的杂化方式为_________;NH3、PH3中沸点更高的是_________,原因是_____________________________________。
(3)一种由O、Na、C1元素构成的良好的离子导体,具有反钙钛矿晶体结构(如图2),则其化学式为_______________________,设其晶胞边长为anm,NA为阿伏加德罗常数的值,1号Na原子的坐标为(1,0.5,0.5),则沿y轴向原点投影至x-z平面,坐标为(0.5,0.5)的原子有_______个,该晶胞的密度为_________________g·cm-3。
我国科研人员研究了在Cu—ZnO—ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇过程中水的作用机理,其主反应历程如图所示(H2→*H+*H)。下列说法错误的是
A.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率小于100%
B.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物
C.Cu—ZnO—ZrO2可提高甲醇的产率
D.第④步的反应式为*HO+*H→H2O
已知草酸(H2C2O4)为二元弱酸,25℃时,Ka1(H2C2O4)=5.9×10-2,Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5。用NaOH溶液滴定草酸氢钾(KHC2O4)溶液,混合溶液的相对导电能力随加入NaOH体积的变化如图所示(忽略混合时溶液温度的变化),其中N点为反应终点。下列有关描述中正确的是
A.M点粒子浓度:c(K+)>c()>c()>c(H2C2O4)
B.N点时存在:c(Na+)+c(K+)<2c()+2c()
C.从N点到P点的过程中溶液中一定存在:c(Na+)+c(H2C2O4)>c()
D.水的电离程度大小顺序:P>N>M