【题目】煤气中主要的含硫杂质有H2S以及COS(有机硫),煤气燃烧后含硫杂质会转化成SO2从而引起大气污染,因此煤气中H2S的脱出程度已成为煤气洁净度的一个重要指标。请回答下列问题:
(1)脱除煤气中COS的方法有Br2的KOH溶液氧化法、H2还原法、水解法等。
①COS的分子结构与CO2相似,COS的结构式为___________。
②Br2的KOH溶液将COS氧化为硫酸盐的离子方程式为______________。
③已知:H2、COS、H2S、CO的燃烧热依次为285kJ/mol、299kJ/mol、586kJ/mol、283kJ/mol;H2还原COS发生的反应为H2(g)+COS(g)=H2S(g)+CO(g),该反应的ΔH=_________kJ/mol。
恒温恒容条件下,密闭容器中将气体按n(H2):n(COS)=2:1混合发生下列反应,下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)
a.混合气体的平均相对分子质量不再改变 b. n(H2)与n(COS)的比值不变
c.CO的体积分数不变 d.形成2 mol H-S键的同时形成1 mol H-H键
④用活性α-Al2O3催化COS水解反应为COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) ΔH<0,相同流量且在催化剂表面停留相同时间时,不同温度下H2S的转化率(未达到平衡)如图所示
由图可知,催化剂活性最大时对应的温度约为______,H2S的转化率在后期下降的原因是_______________________________________。
(2)煤气燃烧后含硫杂质转化成的SO2,可以被氨水吸收,已知25℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2, Ka2=6.2×10-8.将SO2通入氨水中,当溶液呈中性时,溶液中的c(NH4+)/c(HSO3-)=_____________________.此时溶液中各离子浓度大小关系为:_____________________
【答案】O=C=SCOS+4Br2+12OH-=CO32-+SO42-+8Br-+6H2O285bcd150℃ 催化剂中毒,发生副反应2.24 c(NH4+)> c(HSO3-)> c(SO32-)> c(H+)= c(OH-)
【解析】
(1)①CO2的等电子体COS,等电子体结构相似,根据二氧化碳的分子的电子式可知COS电子式;②COS和Br2KOH反应生成CO32-、SO42-、Br-和H2O,据此书写离子方程式;③根据盖斯定律判断④当温度为150℃时,COS的转化率最大;设COS1mol,
(1)①) COS是CO2的等电子体,等电子体结构相似,根据二氧化碳的分子的结构式可知COS结构式。故答案为:;
②COS和Br2的KOH反应生成K2CO3、K2SO4、KBr和H2O,故离子方程式为COS+4Br2+12OH═CO32 + SO42 +8Br+6H2O,故答案为:COS+4Br2+12OH-=CO32-+SO42-+8Br-+6H2O ;
③已知:H2、COS、H2S、CO的燃烧热依次为285kJ/mol、299kJ/mol 、586kJ/mol、283kJ/mol;其燃烧热反应方程式为:①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-285kJ/mol
②COS(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+SO2(g) ΔH=-299kJ/mol;③H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(l)ΔH=-586kJ/mol ④CO(g)+ 1/2O2(g)= CO2(g) ΔH=-283kJ/mol;由①+②-③-④=-(285kJ/mol+299kJ/mol)+586kJ/mol+283kJ/mo=285 kJ/mol。H2还原COS发生的反应为H2(g)+COS(g)=H2S(g)+CO(g),该反应ΔH=+285kJ/mol。
a.因为是两边计量数相等的反应,所以混合气体的平均相对分子质量不再改变不能作为判断平衡的依据;b. 因为气体按n(H2):n(COS)=2:1 投料,所以n(H2)与n(COS)的比值不变时说明此反应达到平衡状态;c.CO的体积分数不变说明此反应达到平衡状态 ;d.形成2 mol H-S键的同时形成1 mol H-H键说明此反应达到平衡状态 。答案:bcd。
④由图可知,在相同时间内,转化率最大时即催化剂的活性最大,对应的温度为150℃;温度过高,使催化剂活性减弱或丧失,即催化剂中毒,导致转化率减小。所以H2S的转化率在后期下降的原因是催化剂中毒,发生副反应。答案:150℃、催化剂中毒,发生副反应。
(2)NH3.H2O NH4+ +OH-,溶液中c(NH4+)=c(OH-),Kb=[ c(NH4+) c(OH-)]/ c(NH3.H2O) ,SO2通入氨水中,溶液中的电荷守恒为c(NH4+)+ c(H+)= c(HSO3-)+2 c(SO32-)+ c(OH-),当溶液呈中性时c(OH-)= c(H+),则c(NH4+)= c(HSO3-)+2 c(SO32-),K a2=[c(H+)c(SO32-)]/ c(HSO3-),c(SO32-) Ka2/c(H+),c(NH4+)=c(HSO3-)+2Ka2.c(HSO3-)/c(H+)=[1+2Ka2/c(H+)]c(HSO3-),c(NH4+)/ c(HSO3-)=[1+2 Ka2/c(H+)=1+26.2×10-8110-7=2.24.
此时溶液中各离子浓度大小关系为c(NH4+)> c(HSO3-)> c(SO32-)> c(H+)= c(OH-)。答案:2.24. c(NH4+)> c(HSO3-)> c(SO3
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【题目】在标准状况下,将aLNH3完全溶于水得到VmL氨水,溶液的密度为,溶质的质量分数为ω,溶质的物质的量浓度为C mol·L-1。则下列叙述中正确的是
① ②③上述溶液中再加入VmL水后,所得溶液的质量分数大于0.5ω
④向上述溶液中加入VmL C mol·L-1的稀盐酸,充分反应后溶液中离子浓度大小关系为:
A. ②④ B. ②③ C. ①③ D. ①④
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【题目】Ⅰ.某课外活动小组欲利用CuO与NH3的反应研究NH3的性质与分子组成,设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为________________;仪器b中的试剂不能为下列中的____________(填字母)
A.氧化钙 B.碱石灰 C.石灰石 D.熟石灰
(2)装置B的作用是_______________
(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,量气管收集到无色无味的气体,写出装置C中发生反应的化学方程式_______________
(4)实验完毕,若测得干燥管D增重mg,装置F测得气体的体积为nL(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为____________(用含m、n字母的代数式表示)
Ⅱ.铁是生产生活中常用金属
(1)写出铁与水蒸气的反应方程式______________________________。
(2)氯化亚铁溶液在空气中易被氧化,检验溶液是否变质所加试剂为___________(写化学式),向氯化亚铁溶液中加入烧碱溶液,现象为_________________________
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【题目】下图是实验室硫酸试剂标签上的部分内容,据此下列说法正确的是( )
A. 该硫酸的物质的量浓度为9.2mol/L
B. 1molAl与足量的该硫酸反应产生3g氢气
C. 配制500mL4.6 mol/L的稀硫酸需取该硫酸125mL
D. 将该硫酸加水配成质量分数49%的溶液时其物质的量浓度等于9.2mol/L
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【题目】亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业,工业上生产亚氯酸钠和高氯酸的工艺流程如下:
已知:NaHSO4的溶解度随温度的升高而增大,适当条件下可结晶析出。请回答下列问题:
(1)NaClO2中氯元素的化合价为_________;某饱和NaCl溶液中含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,通过如下几个实验步骤,可制得纯净的食盐水:①加入稍过量的Na2CO3溶液;②加入稍过量的NaOH溶液;③加入稍过量的BaCl2溶液;④滴入稀盐酸至无气泡产生;⑤过滤。正确的操作顺序是________。
(2)气体b是______(填化学式);无隔膜电解槽中阳极的电极反应式为___________。
(3)反应器I中发生反应的化学方程式为_________,冷却的目的是___________。
(4)反应器II中发生反应的离子方程式为________________。
(5)常温下,HClO2的电离平衡常数Ka=1.07×10-2,反应器II中反应所得NaClO2溶液(含少量NaOH)的pH=13,则溶液中=__________。
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【题目】设NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述不正确的是
A. 通常状况下,1 mol SO3含有的分子数为NA
B. 1 mol OH-参与电解,转移的电子数目为NA
C. 标准状况下,含NA个氩原子的氩气体积约为22.4 L
D. 标准状况下,V L水含有的氧原子数约为VNA/22.4
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【题目】ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂。实验室中可通过以下反应制得:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列说法不正确的是( )
A.CO2是氧化产物
B.H2C2O4在反应中被氧化
C.H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性
D.ClO2作水处理剂时,利用了其强氧化性
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【题目】实验法是学习化学的重要方法。
Ⅰ.海带中含有丰富的碘元素,以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如下(已知2I-+Cl2=2Cl-+I2,碘与溴一样易溶于有机溶剂):
(1)实验操作①的名称:___________________ 。
(2)实验步骤②中加适量Cl2的目的是______________________________。
(3)实验步骤③提取碘的过程中,不能选用的溶剂是________。
A.苯 B.酒精 C.四氯化碳
(4)从海藻开始经过5步操作到含碘的有机溶液的实验过程中,要用到多种实验仪器。已知实验室里有坩埚、坩埚钳、烧杯、玻璃棒、酒精灯、石棉网、以及必要的夹持仪器等物品,尚缺少的玻璃仪器是__________________、________________。
(5)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还需经过蒸馏,指出下图所示实验装置中的错误之处:_________________、_________________、__________________。
Ⅱ.某学生设计了如下实验方法分离NaCl和CaCl2两种固体混合物:
填空和回答下列问题
(1)写出生成B物质的化学方程式________________
(2)滤液中的溶质有_____________________(写化学式),若要制得纯净的NaCl,应向滤液中加入适量的某种试剂,该试剂的名称是_________________ 。
(3)若要测定该样品中NaCl和CaCl2的质量比,可称量干燥的B物质和另一物质的质量,这种物质是___________________________。
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【题目】能正确表示下列反应的离子方程式是
A. NaNO2溶液与酸性KMnO4溶液:2MnO4﹣+5NO2﹣+6H+═2Mn2++5NO3﹣+3H2O
B. 碳酸氢铵溶液与足量氢氧化钡溶液:NH4++HCO3﹣+2OH﹣═CO32﹣+NH3H2O+H2O
C. Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI溶液:2Fe3++2I﹣═2Fe2++I2
D. 用惰性电极电解氯化钠溶液:2Cl﹣+2H2O═Cl2↑+H2↑+2OH﹣
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