二氧化氯泡腾片是一种常用的含氯消毒剂,其主要成分是亚氯酸钠(NaClO2)。NaClO2的制备原理为:用SO2与NaClO3制取ClO2气体,再由ClO2在强碱性条件下与过量的H2O2反应制得(装置如图所示)。
已知:①NaClO2碱性溶液稳定,酸性溶液会分解
②无水NaClO2常温稳定,有水存在时加热到130°C分解;
③NaClO2饱和溶液在温度低于38°C时析出的晶体是NaClO2•3H2O,高于38°C时析出晶体是NaClO2。
(1)装置C用于制备ClO2气体,同时生成NaHSO4,写出该反应的化学方程式:_______。
(2)将C中产生的ClO2通入装置D中制备NaClO2,反应温度需控制在3°C,写出该反应的离子方程式:____。
(3)反应结束后,将D中混合物减压蒸发浓缩,冷却结晶可获得NaClO2晶体。结晶时温度需保持在40~55°C,原因是_______。
(4)保持反应时间、反应物和溶剂的用量不变,实验中提高ClO2吸收率的措施有(写出一种即可)_____。
(5)装置C所得溶液中主要溶质为Na2SO4和NaHSO4,直接排放会污染环境且浪费资源,经处理后可获得芒硝(Na2SO4·10H2O)。请补充完整由装置C中所得溶液制取Na2SO4·10H2O的实验方案:_____________(实验中须使用的试剂和仪器有:NaOH溶液、冰水、pH计)。已知:Na2SO4的溶解度曲线如图所示。
硫酸厂尾气中含有大量SO2,回收并综合利用SO2对环境保护有重要意义。
(1)利用氨水吸收烟气中的SO2可转化为(NH4)2SO4。相关反应的主要热化学方程式如下:
SO2(g)+NH3•H2O(aq)=NH4HSO3(aq) ΔH1=akJ•mol-1
NH3•H2O(aq)+NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(aq)+H2O(l) ΔH2=bkJ•mol-1
2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3=ckJ•mol-1
①反应2SO2(g)+4NH3•H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH=________kJ•mol-1
②空气氧化NH4HSO3的速率随温度的变化如图1所示,当温度超过60℃时,(NH4)2SO3氧化速率下降的原因可能是________。研究发现,在500℃下硫酸铵分解过程中得到4种产物,其含氮物质随时间变化关系如图2所示。写出该条件下硫酸铵分解的化学方程式:____________。
(2)工业上利用SO2尾气可制备亚硫酰氯(SOCl2)。SOCl2是一种发烟液体,易水解,可用于农药、医药、染料、电池等生产,其制备原理为:S(s)+2Cl2(g)+SO2(g)⇌2SOCl2(g)。
①该反应的平衡常数表达式为____。
②用SOCl2与A1Cl3•6H2O混合共热,可得到无水A1Cl3,原因是________。
(3)用电解法处理含有SO2尾气的装置如图所示(电极材料均为惰性电极)。该装置中的离子交换膜为___离子交换膜(填“阴”或“阳”);阴极的电极反应式为__。
硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。由方铅矿(主要成分为PbS,含FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbSO4的工艺流程如下:
已知:①PbCl2难溶于冷水,易溶于热水
②PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌(aq) ΔH>0
③Ksp(PbSO4)=1.08×l0-8,Ksp(PbCl2)=1.6×l0-5
(1)“浸取”过程中盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S的化学方程式为______;“浸取”时加入饱和NaCl溶液的原因是________。
(2)“调pH”的目的是___________。
(3)“沉降”时加入冰水的作用是__________。
(4)流程中可循环使用的物质是________。
(5)20°C时,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(填序号)______。
a.盐酸浓度越小,Ksp(PbCl2)越小
b.x、y两点对应的溶液中c(Pb2+)不相等
c.当盐酸浓度为lmol•L-1时,溶液中c(Pb2+)一定最小
25°C时,三种弱电解质的电离平衡常数如下表:
化学式 | HCOOH | CH3COOH | NH3·H2O |
电离平衡常数 | 1.77×10-4 | 1.75×10-5 | 1.76×10-5 |
(1)下列方法中,可以使0.l0mol•L-1CH3COOH溶液中CH3COOH电离程度增大的是_________ 。
a.通入少量HCl气体 b.加入少量冰醋酸 c.加入少量醋酸钠固体 d.加入少量水
(2)常温下,0.lmol•L-1的NH3·H2O溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定变小的是________。
a.c(OH-) b. c. c(H+)·c(OH-) d.
(3)同浓度的①HCOONa②CH3COONa③CH3COONH4④NH4Cl溶液的pH由大到小的顺序为______。
(4)用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积分别为V1、V2,则V1________V2(填“>”、“<“或“=”)。
一定条件下,测得反应3CO(g)+3H2(g)(CH3)2O(g)+CO2(g)达平衡时CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示(假定过程中不发生其他反应)。温度为T时,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol CO和0.4 mol H2,反应达平衡时测得CO2物质的量为0.1 mol。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0,图中压强p1>p2
B.压强为p2时,图中Q点所示条件下v(正)<v(逆)
C.温度为T时,若向体积为1 L的恒压容器中充入0.4 mol CO和0.4 mol H2,达平衡时CO的转化率大于75%
D.温度为T时,若向原容器中充入0.1 mol CO、0.2 mol(CH3)2O和0.2 mol CO2,则该反应的平衡常数大于104
已知邻苯二甲酸(H2A)的Kal=1.1×10-3,Ka2=3.9×10-6 常温下,用0.l0mol•L-1的NaOH溶液滴定20.0mL0.l0mol•L-1的邻苯二甲酸氢钾(KHA)溶液,溶液pH的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是
A.a点的混合溶液中:c(K+)>c(HA-)>c(Na+)>c(A2-)
B.b点的混合溶液中:c(Na+)=c(A2-)+c(H2A)
C.c点的混合溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HA-)+2c(H2A)
D.从a点到c点水的电离程度逐渐增大