【題目】氮和硫的氧化物有多種,其中SO2和NOx都是大氣污染物,對它們的研究有助于空氣的凈化。
(1)研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時,涉及如下反應(yīng):
2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ)
則4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH =________(用ΔH1、ΔH2表示);平衡常數(shù)K=______(用K1、K2表示)
(2)為研究不同條件對反應(yīng)(Ⅱ)的影響,在恒溫條件下,向2 L恒容密閉容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10min時反應(yīng)(Ⅱ)達(dá)到平衡。測得10min內(nèi)v(ClNO)=7.5×10-3molL-1min-1,NO的轉(zhuǎn)化率α1=_______。其他條件保持不變,若反應(yīng)(Ⅱ)在恒壓條件下進(jìn)行,平衡時NO的轉(zhuǎn)化率α2____α1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)汽車使用乙醇汽油可減少石油的消耗,并不能減少NOx的排放,這使NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。NO2尾氣常用NaOH溶液吸收,生成NaNO3和 NaNO2 ,已知常溫下NO2-的水解常數(shù)Kh=2×10-11 molL-1。 常溫下某NaNO2和HNO2混合溶液的pH=5,則混合溶液中c(NO2-)和c(HNO2)的比值為_________。
(4)利用右圖所示裝置(電極均為惰性電極)也可吸收SO2,并用陰極排出的溶液吸收NO2。陽極的電極反應(yīng)式為_______________。在堿性條件下,用陰極排出的溶液吸收NO2,使其轉(zhuǎn)化為無害氣體N2,同時有SO42-生成。該應(yīng)的離子方程式為___________________。
(5)某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究SO2能否與BaCl2溶液反應(yīng)生成BaSO3沉淀。查閱資料得知常溫下BaSO3的Ksp=5.48×10-7,飽和亞硫酸中c(SO32-) =6.3×10-8 molL-1。將0.1 mol L-1的BaCl2溶液滴入飽和亞硫酸中,_____(填“能”、“不能”)生成BaSO3沉淀,原因是_______________________________(寫出推斷過程)。
【答案】 2ΔH1-ΔH2 K12/K2 75% > 50 SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ 4S2O42-+6NO2+8OH-=8SO42-+3N2↑+4H2O 不能 此時溶液中c(Ba2+)<0.1 mol· L-1 ,c(SO32-)<6.3×10-8mol· L-1,c(Ba2+)×c(SO32-)<0.1×6.3×10-8=6.3×10-9<Ksp(BaSO3)=5.48×10-7
【解析】(1)反應(yīng):2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ)、2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ),(Ⅰ)×2-(Ⅱ),則4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH =2ΔH1-ΔH2 (用ΔH1、ΔH2表示);平衡常數(shù)K= K12/K2 (用K1、K2表示)(2)測得10min內(nèi)v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,則△n(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol,由方程式可知參加反應(yīng)NO物質(zhì)的量為0.15mol,則NO的轉(zhuǎn)化率為0.15mol/0.2mol×100%=75%;正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),恒溫恒容下條件下,到達(dá)平衡時壓強比起始壓強小,其他條件保持不變,反應(yīng)(Ⅱ)在恒壓條件下進(jìn)行,等效為在恒溫恒容下的平衡基礎(chǔ)上增大壓強,平衡正向移動,NO轉(zhuǎn)化率增大,故轉(zhuǎn)化率α2>α1;(3)常溫下某NaNO2和 HNO2 混合溶液的PH為5,則溶液中c(OH-)=10-9mol·L-1,NO2-的水解常數(shù)K=c(HNO2)×c(OH-)/c(NO2-)=2×10-11mol·L-1,則混合溶液中c(NO2-)和c(HNO2)的比值為c(NO2-)/c(HNO2)=c(OH-)/2×10-11=50;(4)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陽極上是二氧化硫被氧化為硫酸根,陽極電極反應(yīng)式為:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+;在堿性條件下,用陰極排出的溶液吸收NO2,使其轉(zhuǎn)化為無害氣體N2,同時有SO42-生成。該應(yīng)的離子方程式為 4S2O42-+6NO2+8OH-=8SO42-+3N2↑+4H2O;(5)BaCl2溶液滴入飽和亞硫酸中,不能生成BaSO3沉淀,原因是此時溶液中c(Ba2+)<0.1 mol· L-1 ,c(SO32-)<6.3×10-8mol· L-1,濃度商Qc=c(Ba2+)×c(SO32-)<0.1×6.3×10-8=6.3×10-9<Ksp(BaSO3)=5.48×10-7,所以不能產(chǎn)生沉淀。
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【題目】三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和SO42-可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是
A. 通電后中間隔室的SO42-離子向正極遷移,正極區(qū)溶液pH增大
B. 該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品
C. 負(fù)極反應(yīng)為2H2O–4e–=O2+4H+,負(fù)極區(qū)溶液pH降低
D. 當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時,會有0.5mol的O2生成
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【題目】某化學(xué)實驗室需要0.2mol/L NaOH溶液500mL和0.5mol/L硫酸溶液450mL.根據(jù)這兩種溶液的配制情況回答下列問題:
(1)如圖所示的儀器中配制溶液肯定不需要的是________(填序號),配制上述溶液還需用到的玻璃儀器是________(填儀器名稱).
(2)容量瓶是配制溶液的主要儀器,容量瓶上標(biāo)有以下六項中的________(填寫序號).
①溫度 ②濃度 ③容量 ④壓強 ⑤酸式或堿式 ⑥刻度線
(3)配制時,其正確的操作順序是(用字母表示,每個字母只能用一次)________.
A.用30mL水洗滌燒杯2~3次,洗滌液均注入容量瓶
B.準(zhǔn)確稱取計算量的氫氧化鈉固體于燒杯中,再加入少量水(約50mL),用玻璃棒慢慢攪動,使其充分溶解,冷卻到室溫
C.將容量瓶蓋緊,搖勻
D.將溶解的氫氧化鈉溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹液面恰好與刻度相切
F.繼續(xù)往容量瓶內(nèi)小心加水,直到液面接近刻度2~3cm處
(4)根據(jù)計算,配制0.2mol/L NaOH溶液500mL需 NaOH固體的質(zhì)量為:________g.
(5)配制過程中需先在燒杯中將濃硫酸進(jìn)行稀釋,稀釋時操作方法是:________.
(6)將所配制的稀H2SO4進(jìn)行測定,發(fā)現(xiàn)實際濃度小于0.5mol/L.請你分析下列哪些操作會引起所配濃度偏。ㄌ顚懽帜福_______ .
A.用量筒量取濃硫酸時,仰視量筒的刻度
B.容量瓶未干燥即用來配制溶液
C.濃硫酸在燒杯中稀釋后,未冷卻就立即轉(zhuǎn)移到容量瓶中,并進(jìn)行定容
D.往容量瓶轉(zhuǎn)移時,有少量液體濺出
E.在容量瓶中定容時俯視容量瓶刻度線
F.燒杯未進(jìn)行洗滌
G.定容后塞上瓶塞反復(fù)搖勻,靜置后,液面不到刻度線,再加水至刻度線.
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【題目】三氯氧磷(POCl3)是重要的基礎(chǔ)化工原料,廣泛用于制藥、染化。塑膠助劑等行業(yè)。某興趣小組模擬PCl3直接氧化法制備POCl3,實驗裝置設(shè)計如下:
有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下表:
熔點/℃ | 沸點/℃ | 其他 | |
PCl3 | -112 | 75.5 | 遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3 |
POCl3 | 2 | 105.3 | 遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3 |
回答下列問題:
(1)儀器a的名稱是_____,裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。
(2)B裝置的作用除觀察O2的流速之外。還有____________。
(3)C裝置控制反應(yīng)在60℃~65℃進(jìn)行,其主要目的是____________。
(4)通過佛爾哈德法可以測定三氯氧磷產(chǎn)品中Cl元素含量,實驗步驟如下:
I.取xg產(chǎn)品于錐形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全反應(yīng)后加稀硝酸至酸性。
II.向錐形瓶中加入0.1000mol/L的AgNO3溶液40.00mL,使Cl-完全沉淀。
III.向其中加入2mL硝基苯,用力搖動,使沉淀表面被有機物覆蓋。
IV.加入指示劑,用cmol/LNH4SCN溶液滴定過量Ag+至終點,記下所用體積VmL。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定選用的指示劑是_______(填標(biāo)號),滴定終點的現(xiàn)象為_____________。
a.FeCl2 b.NH4Fe(SO4)2 c.淀粉 d.甲基橙
②C1元素的質(zhì)量百分含量為(列出算式)____________。
③步驟III加入硝基苯的目的是___,如無此操作,所測C1元素含量將會___(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
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【題目】環(huán)己烯粗品中含有環(huán)己醇和少量酸性雜質(zhì)等。加入飽和食鹽水,振蕩、靜置、分層,環(huán)己烯在_________層(填"上"或"下"),分液后再用_________洗滌(填入編號)。已知:
密度(g/cm3) | 熔點(℃) | 沸點(℃) | 溶解性 | |
環(huán)己醇 | 0.96 | 25 | 161 | 能溶于水 |
環(huán)己烯 | 0.81 | -103 | 83 | 難溶于水 |
A.KMnO4溶液 B.稀H2SO4 C. Na2CO3溶液
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【題目】下列說法不正確的是 ( )
A. 0.2 mol·L-1的NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)
B. 疊氮酸(HN3)與醋酸酸性相似,NaN3水溶液中離子濃度大小順序為c(Na+)>c(N)>c(OH-)>c(H+)
C. 常溫下向氨水中逐滴滴入鹽酸至溶液的pH=7,則混合液中c(NH)=c(Cl-)
D. 常溫下,等pH的CH3COONa、NaHCO3、NaClO三種溶液的濃度大小關(guān)系為c(NaClO)>c(NaHCO3)>c(CH3COONa)
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【題目】(15分)二氧化硫是重要的工業(yè)原料,探究其制備方法和性質(zhì)具有非常重要的意義。
(1)實驗室用圖1裝置測定SO2催化氧化為SO3的轉(zhuǎn)化率。(已知SO3熔點為16.8℃,假設(shè)氣體進(jìn)入裝置時分別被完全吸收,且忽略空氣中CO2的影響。)
①簡述使用分液漏斗向圓底燒瓶中滴加濃硫酸的操作: 。
②實驗過程中,需要通入氧氣。試寫出一個用如圖2所示裝置制取氧氣的化學(xué)方程式: 。
③當(dāng)停止通入SO2熄滅酒精燈后,需要繼續(xù)通一段時間的氧氣,其目的是: 。
④實驗結(jié)束后,若裝置D增加的質(zhì)量為mg,裝置E中產(chǎn)生白色沉淀的質(zhì)量為ng,則此
條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率是 (用含字母的代數(shù)式表示,不用化簡)。
(2)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計用如圖3裝置驗證二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)。
①能說明二氧化硫具有氧化性的實驗現(xiàn)象為: 。
②為驗證二氧化硫的還原性,充分反應(yīng)后,取試管b中的溶液分三份,分別進(jìn)行如下實驗。
方案I:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉
淀生成。
方案II:向第二份溶液中加入品紅溶液,紅色褪去。
方案III:向第三份溶液中加入BaC12溶液,產(chǎn)生白色沉淀
上述方案中合理的是 (填“I”、“II”、或“III”);
試管b發(fā)生反應(yīng)的離子方程式: 。
③當(dāng)通入二氧化硫至試管c中溶液顯中性時,該溶液中
c(Na+)= (用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示)。
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【題目】已知X、Y、Z、W四種短周期元素的原子序數(shù)依次增大,其中X與Y、Z、W所形成的常見化合物(10e或18e)在常溫下均為氣態(tài),在元素周期表中Z與W相鄰,Y的最高價氧化物的水化物與其氫化物反應(yīng)生成鹽,且Y的核電荷數(shù)與W的外成層電子數(shù)相同。
(1)Z離子的結(jié)構(gòu)示意圖是_____________________________。
(2)X、Y、W可組成一種化合物,原子個數(shù)比為4:1:1,該化合物的化學(xué)式是_______,其中含有的化學(xué)鍵有__________________。
(3)X與Y所形成的分子的電子式為__________,它比同主族其他元素的氫化物沸點高的原因是__________________。
(4)請從Z、W的結(jié)構(gòu)上說明Z、W兩種元素非金屬性的強弱_________________。
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