【题目】工业生产中产生的废气、废液、废渣直接排放会造成污染,很多都经过吸收转化为化工产品。
I.利用电化学原理吸收工业生产中产生的SO2、NO,同时获得Na2S2O4和NH4NO3产品的工艺流程图如图(Ce为铈元素)。
请回答下列问题:
(1)装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO2-的离子方程式: 。
(2)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如下图所示:
右侧反应室中发生的主要电极反应式为 。
(3)已知进入装置Ⅳ的溶液中NO2-的浓度为0.4 mol·L-1,要使1 m3该溶液中的NO2-完全转化为 NH4NO3,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2的体积为 L。
II.以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下:
(4)氯化过程控制电石渣过量,在75℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2 分解为CaCl2和O2。提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有 (填序号)。
A.适当减缓通入Cl2速率 B.充分搅拌浆料 C.加水使Ca(OH)2完全溶解
(5)氯化过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为
6Ca(OH)2+6Cl2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O
氯化完成后过滤。滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(6)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3,若溶液中KClO3的含量为100gL1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。
(7)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃,101kPa时:
CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) △H=-271kJ/mol
5CaO(s)+H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) △H=-937kJ/mol
则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 。
【答案】
(1)NO+Ce4++H2O=NO2-+Ce3++2H+ ;
(2)2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O
(3)4.48×103;(4)AB;
(5)CaCO3、Ca(OH)2;
(6)蒸发浓缩、冷却结晶
(7)Ca5(PO4)3F (s)+ 5H2SO4(l)=5CaSO4(s) +H3PO4(l)+HF(g)△H=-418kJ/mol
【解析】
试题分析:I.装置Ⅰ中二氧化硫是酸性氧化物,能和强碱氢氧化钠之间发生反应:SO2+OH-=HSO3-,NO和氢氧化钠之间不会反应,装置Ⅱ中NO在酸性条件下,NO和Ce4+之间会发生氧化还原反应:NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+,NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+,装置Ⅲ中,在电解槽的阳极2Ce3+-2e-=2Ce4+,阴极电极反应式为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O,装置Ⅳ中通入氨气、氧气,2NO2-+O2++2H++2NH3=2NH4++2NO3-。
(1)装置Ⅱ中NO在酸性条件下NO和Ce4+之间会发生氧化还原反应:NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+,NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+,故答案为:NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+;
(2)生成Ce4+为氧化反应,发生在阳极上,因此再生时生成的Ce4+在电解槽的阳极,连接电源正极,反应物是HSO3-被还原成S2O42-,得到电子,电极反应式为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O,故答案为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;
(3)NO2-的浓度为0.4mol/L,要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,则失去电子数为:1000×(5-3)×0.4mol,设消耗标况下氧气的体积是V,根据电子守恒:×4=1000×(5-3)×0.4mol,解得V=4480L,故答案为:4480;
II.电石渣含有Ca(OH)2,加入水打浆,通入氯气,可生成Ca(ClO)2,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,过滤后在滤液中加入KCl转化生成KClO3,经蒸发浓缩、冷却结晶可得晶体KClO3。
(4)氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率,可使氯气和氢氧化钙充分接触,可适当减缓通入Cl2速率、充分搅拌浆料,因氢氧化钙微溶于水,加水溶解的做法不可取,因浓度过低,对后续实验不利,故答案为:AB;
(5)发生6Ca(OH)2+6Cl2═Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O,生成的Ca(ClO3)2溶于水,CaCO3不溶于水,Ca(OH)2微溶,则滤渣中含有CaCO3、Ca(OH)2,故答案为:CaCO3、Ca(OH)2;
(6)该溶液中尽可能多地析出KClO3固体,应经蒸发浓缩、冷却结晶,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
(7)已知25℃,101kPa时:①CaO(s)+H2SO4(l)═CaSO4(s)+H2O(l)△H=-271kJ/mol,②5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)═Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l)△H=-937kJ/mol,根据盖斯定律:①×5-②得Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g)△H=-418kJ/mol。
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【题目】在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO) 4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如表:
下列说法不正确的是
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B.25℃时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5
C.在80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4(g)、CO浓度均为0.5mol/L,则此时v(正)>v(逆)
D.80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.15mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为0.125mol/L
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【题目】NaHSO4和NaHCO3是常见的酸式盐,是水溶液中离子平衡部分重要的研究对象。
请运用相关原理,回答下列有关小题。
(1)NaHSO4在水中的电离方程式________________。室温下,pH=5的NaHSO4放热溶液中水的电离程度___________(填“>”、“<”或“=”)pH=9的氨水中水的电离程度。
(2)等体积等物质的量浓度的NaHSO4与氨水混合后,溶液呈酸性的原因为___________(用离子方程式表示)。
(3)室温下,若一定量的NaHSO4溶液与氨水混合后,溶液PH=7,则c(Na+)+c(NH4+)_______2c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”)
(4)室温下,用硫酸氢钠与氢氧化钡溶液制取硫酸钡,若溶液中SO42-完全沉淀,则反应后溶液的pH_________7 (填“>”、“<”或“=”)。
(5)室温下,0.1mol/L的NaHCO3溶液的pH为8.4,同浓度的Na[Al(OH)4]溶液的pH为12.4。同浓度的Na2CO3溶液的pH为11.4。
①将NaHCO3和Na[Al(OH)4]两种溶液等体积混合,可能发生的现象是________,其主要原因是(用离子方程式表示)_______。
②上述溶液中,由NaHCO3水解产生的c(OH-)约是由Na2CO3水解产生的c(OH-)的______倍。
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【题目】(2017·贵州省遵义市第四中学高一上学期期中考试)由NO和CO组成的混合气体与同温同压下空气的密度相等(空气的平均相对分子质量为29),下列关系正确的是
A.混合气体中,CO与NO质量比15∶14
B.混合气体中,CO与NO分子个数比1∶2
C.混合气体中,CO占有的体积大于NO占有的体积
D.混合气体中,CO与NO密度比14∶15
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【题目】在无色透明的强酸性溶液中,能大量共存的离子组是( )
A. K+、SO42-、Fe3+、Na+ B. Ca2+、SO32-、AlO2-、Cl-
C. NO3-、I-、K+、Mg2+ D. K+、SO42-、Na+、Cl-
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【题目】X、Y、Z、R、W是5种短周期元素,原子序数依次增大;它们可组成离子化合物Z2Y和共价化合物RY3、XW4;已知Y、R同主族,Z、R、W同周期。下列说法正确的是
A. 简单离子半径R>W>Y>Z
B. 气态氢化物稳定性:HmW<HnR
C. Z2Y2电子式可表示为
D. RY2和W2均有漂白性,将两者等物质的量混合溶于水,漂白性增强
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【题目】已知硫酸、氨水的密度与所加水的量的关系如图所示,现有硫酸与氨水各一份,请根据表中信息,回答下列问题:
溶质的物质的量浓度/mol·L1 | 溶液的密度/g·cm3 | |
硫酸 | c1 | ρ1 |
氨水 | c2 | ρ2 |
(1)表中硫酸的质量分数为 (不写单位,用含c1、 ρ1的代数式表示)。
(2)物质的量浓度为c1 mol·L1的硫酸与水等体积混合(混合后溶液的体积变化忽略不计),所得溶液的物质的量浓度为 mol·L1。
(3)将物质的量浓度分别为c2 mol·L1和c2 mol·L1的氨水等质量混合,所得溶液的密度 (填“大于”、“小于”或“等于”,下同)ρ2 g·cm3,所得溶液的物质的量浓度 c2 mol·L1(设混合后溶液的体积变化忽略不计)。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】表中对于相关物质的分类全部正确的是
编号 | 纯净物 | 混合物 | 碱性氧化物 | 非电解质 |
A | 液氯 | 漂白粉 | Al2O3 | CO |
B | 醋酸 | 浓硫酸 | Na2O2 | 乙醇 |
C | 碱石灰 | 盐酸 | K2O | Cl2 |
D | 胆矾 | 水玻璃 | CaO | SO2 |
A. A B. B C. C D. D
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