(16分)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某化学研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量头铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已略去)。
请回答下列问题:
(1)上述流程脱硫实现了____(选填下列字母编号)。
A.废弃物的综合利用 B.白色污染的减少 C.酸雨的减少
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+,其原因是_____。
(3)已知:25℃、101kpa时,Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) △H=-520kJ/mol
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-297kJ/mol
Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s) △H=-1065kJ/mol
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是________________。
(4)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是
_ _。
(5)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是______。
(6)假设脱除的SO2只与软锰矿浆中的MnO2反应。按照图示流程,将a m3(标准状况)含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆,若SO2的脱除率为89.6%,最终得到MnO2的质量为c kg,则除去铁、铝、铜、镍等杂质时,所引入的锰元素相当于MnO2___________kg。
(1)A、C (2)消耗溶液中的酸,促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀
(3)MnO2(s)+SO2(g) =MnSO4(s) △H=-248kJ/mol
(4)Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ (5)MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
(6)
【解析】
试题分析:(1)白色污染主要是塑料等难降解的物质形成的,SO2能形成酸雨,因此脱硫实现了废弃物的综合利用,同时也减少了酸雨形成,即答案选AC。
(2)由于碳酸锰能消耗溶液中的酸,降低溶液的酸性,从而促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀。
(3)已知:热化学方程式①Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) △H=-520kJ/mol,②S(s)+O2(g)=SO2(g)
△H=-297kJ/mol,③Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s) △H=-1065kJ/mol,则根据盖斯定律可知③-(①+③)即得到SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式MnO2(s)+SO2(g) =MnSO4(s) △H=-248kJ/mol。
(4)电解池中阳极失去电子发生氧化反应,则用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,因此阳极是锰离子放电,其阳极电极反应式是Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。
(5)原电池中负极失去电子,正极得到电子,因此碱性锌锰电池放电时,正极是二氧化锰得到电子,则电极反应式是MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-。
(6)实际参加反应的SO2的物质的量是,根据方程式MnO2(s)+SO2(g) =MnSO4(s)可知生成硫酸镁的物质的量是0.4abmol。最终生成二氧化锰是c kg,则根据方程式3MnSO4+2KMnO4+2H2O=5MnO2+K2SO4+2H2SO4可知,因此消耗硫酸锰的物质的量是 mol,则除去铁、铝、铜、镍等杂质时,所引入的锰元素的物质的量是mol-0.4abmol,相当于二氧化锰的质量是(mol-0.4abmol)×87g/mol=(600c-34.8ab)g= kg
考点:考查物质制备工艺流程的有关判断与计算
科目:高中化学 来源:2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力化学(新课标Ⅱ卷解析版) 题型:填空题
[化学选修——2:化学与技术](15分)
将海水淡化和与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水,再从剩余的浓海水中通过一系列工艺提取其他产品。
回答下列问题:
(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是 (填序号)。
①用混凝法获取淡水 ②提高部分产品的质量
③优化提取产品的品种 ④改进钾.溴.镁的提取工艺
(2)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2,并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是:Br2+Na2CO3+H2O NaBr + NaBrO3+6NaHCO3,吸收1mol Br2时转移的电子为 mol。
(3)海水提镁的一段工艺流程如下图:
浓海水的主要成分如下:
该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为 ,产品2的化学式为 ,1L浓海水最多可得到产品2的质量为 g。
(4)采用石墨阳极.不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为 ;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学方程式 。
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科目:高中化学 来源:2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力化学(山东卷解析版) 题型:填空题
(17分)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ?H < 0 (I)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ?H < 0 (II)
(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K= (用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(II)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应(II)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol?L-1?min-1,则平衡后n(Cl2)= mol,NO的转化率а1= 。其它条件保持不变,反应(II)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率а2 а1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2 (填“增大”“减小”或“不变”。若要使K2减小,可采用的措施是 。
(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol?L?1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3?)、c(NO2-)和c(CH3COO?)由大到小的顺序为 。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol?L?1,CH3COOH的电离常数K a=1.7×10-5mol?L?1,可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a.向溶液A中加适量水 b.向溶液A中加适量NaOH
c.向溶液B中加适量水 d.向溶液B中加适量NaOH
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科目:高中化学 来源:2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力化学(安徽卷解析版) 题型:选择题
下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是
A.该溶液中K+、Fe2+、C6H5OH、Br-可以大量共存
B.和KI溶液反应的离子方程式:Fe3++2I- Fe2++I2
C.和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Fe3++SO42—+Ba2++3OH- Fe(OH)3+ BaSO4
D.1 L0.1 mol·L—1该溶液和足量的Zn充分反应,生成11.2 g Fe
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科目:高中化学 来源:2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力化学(天津卷解析版) 题型:选择题
下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是
A.pH=1的NaHSO4溶液:c(H+)=c(SO42-)十c(OH-)
B.含有AgCl和AgI固体的悬浊液:c(Ag+)>c(C1-)=c(I-)
C.CO2的水溶液:c(H+)>c(HCO3-)=2c(CO32-)
D.含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:3c(Na+)=2[c(HC2O4-)+ c(C2O42-)+c(H2C2O4)]
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科目:高中化学 来源:2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力化学(四川卷解析版) 题型:选择题
下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是
A.0.1mol/LNaHCO3溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合,所得溶液中:
c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)
B.20ml0.1mol/LCH3COONa溶液与10ml0.1mol/LHCl溶液混合后呈酸性,所得溶液中:
c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
C.室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:
c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)
D.0.1mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合,所得溶液中:
c(OH-)>c(H+)+c(CH3COOH)
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科目:高中化学 来源:2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力化学(北京卷解析版) 题型:实验题
(12分)
碳、硫的含量影响钢铁性能,碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。
(1)采用装置A,在高温下x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是____________________。
②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5 O2高温1____+3_____。
(2)将气体a通入测硫酸装置中(如右图),采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式:_________________。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mLNaOH溶液,若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数:_________________。
(3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是_____________________。
②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是__________________。
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科目:高中化学 来源:2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力化学(全国大纲卷解析版) 题型:选择题
下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)。下列有关说法不正确的是
A.放电时正极反应为:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-
B.电池的电解液可为KOH溶液
C.充电时负极反应为:MH+OH-→+H2O+M+e-
D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高
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科目:高中化学 来源:2013年普通高等学校招生全国统一考试化学(广东卷解析版) 题型:选择题
设nA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.常温常压下,8gO2含有4nA个电子
B.1L0.1mol?L-1的氨水中有nA个NH4+
C.标准状况下,22.4L盐酸含有nA个HCl分子
D.1molNa被完全氧化生成Na2O2,失去2nA个电子
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