【题目】烟气中通常含有高浓度SO2、氮氧化物及粉尘颗粒等有害物质,在排放前必须进行脱硫脱硝处理。
(1) 利用甲烷可将氮氧化物还原为氮气除去。已知:
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g);ΔH=a kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);ΔH=b kJ·mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=c kJ·mol-1
反应CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=________ kJ·mol-1。
(2) H2O2在催化剂αFeOOH的表面上,分解产生·OH。·OH较H2O2和O2更易与烟气中的NO、SO2发生反应。反应后所得产物的离子色谱如图1所示。
①写出·OH氧化NO的化学反应方程式:________。
②当H2O2浓度一定时,NO的脱除效率与温度的关系如图2所示。升温至80 ℃以上,大量汽化的H2O2能使NO的脱除效率显著提高的原因是______________________________,温度高于180 ℃,NO的脱除效率降低的原因是________。
(3) 工业可采用亚硫酸钠作吸收液脱除烟气中的二氧化硫。应用双阳离子交换膜电解技术可使该吸收液再生,同时得到高浓度SO2,其工作原理如图3所示。
① SO2气体在________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)室生成。
②用离子方程式表示吸收液再生的原理:________。
(4) 新型纳米材料氧缺位铁酸盐(ZnFe2Ox)能将烟气中SO2分解除去,若1 mol ZnFe2Ox与足量SO2生成1 mol ZnFe2O4和0.5 mol S,则x=________。
【答案】2a+2c-b 3·OH+NO=HNO3+H2O H2O2与催化剂的接触更好,产生更多的·OH,·OH浓度增大,与NO混合更充分 180 ℃以后,·OH分解成O2和H2O,NO的脱出效率下降 Ⅱ OH-+HSO3-=SO32-+H2O 3
【解析】
(1)根据盖斯定律进行计算;
(2) ①·OH氧化NO生成硝酸和水,据此写出化学方程式;
(3)根据电解池原理分析;
(4) 根据氧化还原反应中得失电子守恒计算。
(1)已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g);ΔH1=a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);ΔH2=b kJ·mol-1
③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH3=c kJ·mol-1
根据盖斯定律,由①×2+③×2-②得反应CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=ΔH1×2+ΔH3×2-ΔH2=(2a+2c-b)kJ·mol-1;
(2) ①·OH氧化NO生成硝酸和水,反应的化学反应方程式为:3·OH+NO=HNO3+H2O;
②当H2O2浓度一定时,升温至80 ℃以上,H2O2与催化剂的接触更好,产生更多的·OH,·OH浓度增大,与NO混合更充分,大量汽化的H2O2能使NO的脱除效率显著提高;温度高于180 ℃,·OH分解成O2和H2O,NO的脱出效率下降,NO的脱除效率降低;
(3) 工业可采用亚硫酸钠作吸收液脱除烟气中的二氧化硫。应用双阳离子交换膜电解技术可使该吸收液再生,同时得到高浓度SO2,根据图中信息可知阴极上氢离子得电子产生氢气,溶液中OH-浓度增大,和HSO3-反应生成SO32-,钠离子通过阳离子交换膜移向Ⅰ室,Na2SO3溶液再生;阳极是水电离出的OH-放电生成氧气,H+浓度增大,通过阳离子交换膜进入Ⅱ室,和Ⅱ室中的HSO3-生成亚硫酸,进而分解产生SO2;
① SO2气体在Ⅱ室生成;
②吸收液中氢氧根离子与亚硫酸根离子反应生成亚硫酸而再生,离子反应方程式为:OH-+HSO3-=SO32-+H2O;
(4) 根据氧化还原反应中得失电子守恒可知,N(铁失电子)=[3-(x-1)]×2×2=4×1=N(硫得电子),解得x=3。
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【题目】硅孔雀石是一种含铜矿石,含铜形态为和,同时含有、、、等杂质。以其为原料制取硫酸铜的工艺流程如图:
(1)将硅孔雀石研磨成粉的目的:__________________;步骤①中稀硫酸与反应的化学方程式:__________________。
(2)双氧水的作用是__________________;滤渣的主要成分为__________________。
(3)步骤②调节溶液,可以选用的试剂是______。
A. CuO B. NaOH C.Al2O3 D. Cu(OH)2
(4)有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的如下表:
氢氧化物 | ||||
开始沉淀的 | 3.3 | 1.5 | 6.5 | 4.2 |
沉淀完全的 | 5.2 | 3.7 | 9.7 | 6.7 |
步骤②中,调节,所得滤渣的成分的化学式为____________,滤液中除外,还含有的金属阳离子是______。
(5)将滤液通过____________操作可得到五水硫酸铜晶体。测定硫酸铜晶体结晶水的含量时,应将其放入______中灼烧。加热失水后,若在空气中冷却称量,测定结果______(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
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【题目】某溶液 只含Cl-、、SO4 2-、Na+、K+、Mg2+六种离子中的某几种。经实验:
①原溶液加过量的 NaOH 溶液,产生白色沉淀;
②过滤,取实验①滤液加 BaCl2 溶液不产生沉淀;
③取实验①滤液加稀硝酸酸化,再加 AgNO3 溶液产生白色沉淀, 下列说法不正确的是
A.实验 ① 中的白色沉淀为 Mg(OH)2
B.实验②证明原溶液中一定没有 CO3 2-、SO4 2-
C.原溶液中一定含有的离子是 Cl-、Na+、K+、Mg2+
D.有同学认为原溶液一定有 Cl-,实验③可以省略
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【题目】某同学设计如下实验方案,以分离KCl和BaCl2两种固体混合物,试回答下列问题:
供选试剂:Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、盐酸
(1)操作②的名称是______________,试剂a的溶质是_______________(填化学式)
(2)加入试剂b所发生反应的化学方程式为___________________________________。
(3)该方案能不能达到实验目的:_____________,若不能,应如何改进?(若能,此问不用回答)________________________________________。
(4)用分离出的固体B配制100mL 0.5mol/L的溶液B,现有如下可供选择的仪器:
A.胶头滴管 B.烧瓶 C.烧杯 D.药匙 E.量筒 F.托盘天平。
①用托盘天平称得固体B的质量是_________g。
②配制溶液B时,上述仪器中一定不需要使用的有_____________(填字母),还缺少的仪器有__________________________________(写仪器名称)。
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【题目】KClO3和浓HCl在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。其反应可表述为:
________KClO3+________HCl(浓) ===________KCl+________ClO2↑+________Cl2↑+________H2O
(1)配平以上化学方程式(写出各物质的化学计量数)。
(2)ClO2是反应的_________(填“氧化”或“还原”)产物。浓盐酸在反应中显示出来的性质是________(填字母)。
a.还原性 b.氧化性 c.酸性 d.碱性
(3)反应产生0.1 mol Cl2,则转移的电子的物质的量为________ mol。
(4)ClO2具有很强的氧化性,因此可被用来做消毒剂,若ClO2作消毒剂后其自身转化为Cl,则其消毒的效率(以单位质量得到电子数表示)是Cl2的________倍(保留2位小数)。
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【题目】化合物G对白色念珠菌具有较强的抑制作用。G可经下图所示合成路线制备:
请回答下列问题:
(1) A→B的反应类型是________。
(2) E中含氧官能团的名称为________和________。
(3) C与B互为同分异构体,能与小苏打反应放出CO2,且能与SOCl2发生取代反应生成D。写出C的结构简式:________。
(4) 写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式:________。(不考虑立体异构)
①含有—SH结构;
②能在酸性条件下发生水解反应,两种水解产物均含有三种不同环境的H原子。其中一种水解产物既能遇FeCl3溶液显色,又能与Br2的CCl4溶液发生加成反应。
(5) 写出以甲苯和乙醇为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。______________
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【题目】利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO,制备流程如下图所示:
(1)从流程图可知,Zn、Fe中能与NaOH溶液反应的是________。
(2)Zn(OH)2沉淀加热可得ZnO,该反应______(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(3)向不溶物中加入稀H2SO4发生反应的离子方程式是_________。
(4)加入适量H2O2的目的是_________。
(5)如何证明已生成了Fe3O4胶体? _________。
(6)流程中所需的硫酸溶液由焦硫酸(H2SO4·SO3)溶于水配制而成,其中的SO3都转化为硫酸,若将445g焦硫酸溶于水配成4.00L 硫酸,该硫酸的物质的量浓度为__mol/L
(7)稀硫酸也可以用浓硫酸和水配制。已知4mol/L的硫酸溶液密度为ρ1 g/cm3,2mol/L的硫酸溶液密度为ρ2 g/cm3。100g物质的量浓度为4mol/L 的硫酸溶液与___mL水混合,使硫酸的物质的量浓度减小到2mol/L。(用含ρ1、ρ2的式子表示)
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【题目】实验室里常用Na2O2与H2O反应快速制取少量的O2,下面装置用来制取O2并演示Na在O2中的燃烧实验。
(1)关闭装置中的止水夹a后,开启活塞b,漏斗中液体不断地往下滴,直至全部流入试管。试判断装置是否漏气________(填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”),判断理由是_________________。
(2)写出A装置中反应的化学方程式并标出电子得失情况:_____________。
(3)B装置中盛放的试剂是__________________,其作用是____________。
(4)C装置中观察到的现象是________________。
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【题目】在3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O的反应中,下列说法不正确的是 ( )
A. Cl2是氧化剂,KOH是还原剂
B. KCl是还原产物,KClO3是氧化产物
C. 反应中每消耗3 mol Cl2,转移电子数为5NA
D. 被还原的氯气的物质的量是被氧化的氯气的物质的量的5倍
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