【題目】H2S是石油化工行業(yè)廣泛存在的污染性氣體,但同時(shí)也是重要的氫源和硫源,工業(yè)上可以采取多種方式處理。
Ⅰ.干法脫硫
(1)已知:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l);ΔH1=akJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g);ΔH2=bkJ·mol-1
則空氣氧化脫除H2S反應(yīng)2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)的ΔH=___kJ·mol-1。
(2)常用脫硫劑的脫硫效果及反應(yīng)條件如表,則最佳脫硫劑為___。
脫硫劑 | 出口硫/(mg·m-3) | 脫硫溫度/℃ | 操作壓力(MPa) | 再生條件 |
一氧化碳 | <1.33 | 300~400 | 0~3.0 | 蒸汽再生 |
活性碳 | <1.33 | 常溫 | 0~3.0 | 蒸汽再生 |
氧化鋅 | <1.33 | 350~400 | 0~5.0 | 不再生 |
鋅錳礦 | <3.99 | 400 | 0~2.0 | 不再生 |
Ⅱ.熱分解法脫硫
在密閉容器中,充入一定量的H2S氣體,發(fā)生如下熱分解反應(yīng):H2S(g)H2(g)+S2(g)
控制不同的溫度和壓強(qiáng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖1所示。
(1)p1、p2、p3由大到小的順序?yàn)?/span>___。
()保持壓強(qiáng)不變,能提高H2S的平衡轉(zhuǎn)化率的措施有__(寫一條)。
Ⅲ.間接電解法脫硫
間接電解法脫硫原理如圖2所示(吸收反應(yīng)器中盛放FeCl3溶液,電解反應(yīng)器的陰極、陽(yáng)極均為惰性電極)。
(1)吸收反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。
(2)反應(yīng)器陰極生成H2的電極反應(yīng)式為__。
(3)氣液比為氣體與液體的流速比,吸收反應(yīng)器內(nèi)液體流速固定。測(cè)定吸收器中相同時(shí)間內(nèi)不同氣液比下H2S的吸收率和吸收速率,結(jié)果如圖3所示。隨著氣液比減小,H2S的吸收率呈上升趨勢(shì)的原因?yàn)?/span>___。
【答案】(a-2b) 活性炭 p3>p2>p1 適當(dāng)升高溫度、移出部分產(chǎn)物 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ 2H++2e-=H2↑ 氣液比減小,通入H2S氣體的流速減小,H2S與FeCl3溶液接觸時(shí)間增加,H2S的吸收率增大
【解析】
Ⅰ. (1)①根據(jù)蓋斯定律:2×①-2×②可得空氣氧化脫除H2S反應(yīng)的ΔH;
(2)結(jié)合表中信息,選出最佳脫硫劑;
Ⅱ.熱分解法脫硫:H2S(g)H2(g)+S2(g),結(jié)合該反應(yīng)根據(jù)壓強(qiáng)、溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律進(jìn)行分析;
Ⅲ.間接電解法是通過FeCl3溶液吸收并氧化H2S氣體,FeCl3溶液被還原為FeCl2,反應(yīng)后溶液通過電解再生即將FeCl2氧化為FeCl3,據(jù)此書寫離子方程式和電極方程;
分析電解法處理過程,區(qū)別吸收速率和吸收率的不同,間接電解法是通過FeCl3溶液吸收并氧化H2S氣體,FeCl3溶液被還原為FeCl2,反應(yīng)后溶液通過電解再生即將FeCl2氧化為FeCl3。
Ⅰ.干法脫硫
(1)①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l);ΔH1=akJ·mol-1,②S(s)+O2(g)=SO2(g);ΔH2=bkJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律:方程式則空氣氧化脫除H2S反應(yīng)2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)的ΔH=2×①-2×②= (a-2b)kJ·mol-1。
故答案為: (a-2b);
(2)結(jié)合表中信息,活性炭的出口硫小,溫度為常溫,操作壓力較小,且可再生,故最佳脫硫劑為活性炭,故答案為:活性炭;
Ⅱ.熱分解法脫硫
(1)該反應(yīng)的正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w分子數(shù)增大,增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),H2S的平衡轉(zhuǎn)化率減小,即壓強(qiáng)越大,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率越小,則有p3>p2>p1;
(2)由圖可知升高溫度,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明升高溫度平衡正向移動(dòng),則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);若要進(jìn)一步提高H2S的平衡轉(zhuǎn)化率,除了改變溫度和壓強(qiáng)外,還可以通過減少生成物的濃度使平衡正向移動(dòng),即移出產(chǎn)物H2或S2;
故答案為: p3>p2>p1 ;適當(dāng)升高溫度、移出部分產(chǎn)物;
Ⅲ.間接電解法脫硫
間接電解法是通過FeCl3溶液吸收并氧化H2S氣體,FeCl3溶液被還原為FeCl2,反應(yīng)后溶液通過電解再生即將FeCl2氧化為FeCl3,所以電解反應(yīng)器總反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++2H+2Fe2++H2↑。
(1)吸收反應(yīng)器中發(fā)生鐵離子氧化硫化氫,反應(yīng)的離子方程式為:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+;
(2)反應(yīng)器陰極氫離子得電子生成H2的電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑ ;
(3)結(jié)合反應(yīng)原理和圖象分析,氣液比減小,通入H2S的總量減少,參加反應(yīng)的H2S的量減少,吸收速率減;吸收液的量增大,氣液接觸更充分,使硫化氫的吸收率增大,
故答案為:氣液比減小,通入H2S的總量減少,參加反應(yīng)的H2S的量減少,吸收速率減。晃找旱牧吭龃,氣液接觸更充分,使硫化氫的吸收率增大。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定量的混合氣體,在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):xA(g)+yB(g)zC(g),達(dá)到平衡后測(cè)得A氣體的濃度為0.5 mol·L-1,當(dāng)恒溫下將密閉容器的容積擴(kuò)大到兩倍再達(dá)到平衡后,測(cè)得A濃度為0.3 mol·L-1,則下列敘述正確的是
A. 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) B. x+y<z
C. C 的體積分?jǐn)?shù)降低 D. B的轉(zhuǎn)化率提高
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室用NaOH溶液捕獲CO2。向濃度相等、體積均為50mL的A、B兩份NaOH溶液中,分別通入一定量的CO2后,再稀釋到100mL。在稀釋后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的鹽酸,產(chǎn)生CO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示.
(1)曲線B表明原溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶質(zhì)為(寫化學(xué)式)_____________,其物質(zhì)的量之比為__________________。當(dāng)耗鹽酸0<v(HCl)<25 mL時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)為:____________。
(2)曲線A表明,最初通入的CO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_________mL。
(3)通過計(jì)算求出原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)說法正確的是
A. 298 K時(shí),2H2S(g)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(l)能自發(fā)進(jìn)行,則其ΔH>0
B. 氨水稀釋后,溶液中c(NH4+)/c(NH3·H2O)的值減小
C. 電解精煉銅過程中,陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加一定相等
D. 25℃時(shí)Ka(HClO)=3.0×108,Ka(HCN)=4.9×1010,若該溫度下NaClO溶液與NaCN溶液的pH相同,則c(NaClO)>c(NaCN)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室測(cè)定鉻鐵礦中鉻(Cr)含量的步驟如下:
步驟1:準(zhǔn)確稱取0.2000g鉻鐵礦試樣放入錐形瓶中,加入適量磷酸和硫酸的混合酸,加熱使試樣完全溶解,冷卻。
步驟2:向上述溶液中滴加5滴1%MnSO4溶液,再加入一定量的(NH4)2S2O8溶液,搖勻至溶液呈紫紅色[先后發(fā)生Cr3+Cr2O72-、Mn2+MnO4-]。
步驟3:上述溶液加熱煮沸至紫紅色褪去[除去過量的(NH4)2S2O8和生成的MnO4-],冷卻。
步驟4:用0.2000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定上述溶液至終點(diǎn)(發(fā)生Cr2O72-Cr3+),消耗19.50mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。
(1)(NH4)2S2O8中陰離子的結(jié)構(gòu)如圖所示。從結(jié)構(gòu)分析,(NH4)2S2O8置于棕色試劑瓶并于陰涼處保存的原因是__。
(2)“步驟2”中加入5滴1%MnSO4溶液的目的是__。
(3)“步驟3”中,如果繼續(xù)加熱煮沸時(shí)間不充足,會(huì)使鉻含量的測(cè)定結(jié)果___(填“偏大”“不變”或“偏小”)。
(4)計(jì)算鉻鐵礦中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)___(寫出計(jì)算過程)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為了探究鐵及其化合物的氧化性和還原性,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案,其中符合實(shí)驗(yàn)要求且完全正確的是( )
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 離子反應(yīng) | 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
A | 向氯化亞鐵溶液中通入氯氣 | 淺綠色溶液變成棕黃色溶液 | 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- | Fe2+具有還原性 |
B | 在氯化亞鐵溶液中加入鋅片 | 淺綠色溶液變成無色溶液 | Fe2++Zn=Fe+Zn2+ | Fe2+具有還原性 |
C | 在氯化鐵溶液中加入鐵粉 | 棕黃色溶液變成淺綠色溶液 | Fe3++Fe=2Fe2+ | 鐵單質(zhì)具有還原性 |
D | 在氯化鐵溶液中加入銅粉 | 藍(lán)色溶液變成棕黃色溶液 | 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ | Fe2+具有氧化性 |
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】
A.向氯化亞鐵溶液中通入氯氣,淺綠色溶液變成棕黃色溶液,說明Fe2+具有還原性,發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故A正確;
B.在氯化亞鐵溶液中加入鋅片,淺綠色溶液變成無色溶液,說明Fe2+具有氧化性,發(fā)生的離子反應(yīng)為Fe2++Zn=Fe+Zn2+,故B錯(cuò)誤;
C.離子方程式電荷不守恒,正確的離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+,故C錯(cuò)誤;
D.在氯化鐵溶液中加入銅粉,溶液顏色應(yīng)由棕黃色變成藍(lán)色,故D錯(cuò)誤;
故答案為A。
【題型】單選題
【結(jié)束】
18
【題目】某無色的混合氣體甲中可能含有NO2、NO、CO2、O2、NH3、N2中的幾種,將100mL甲氣體經(jīng)過如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行處理,結(jié)果得到酸性溶液,而幾乎無氣體剩余,則甲氣體的組成為(不考慮Na2O2與NO2、NO的反應(yīng))( )
A.NO2、CO2、N2B.NH3、NO、CO2
C.NH3、N2、CO2D.NO、O2、NH3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以含鈷廢催化劑(主要成分為Co、Fe、SiO2)為原料制取復(fù)合氧化鈷的流程如下:
(1)用H2SO4溶解后過濾,得到的濾渣是____(填化學(xué)式)。將濾渣洗滌2~3次,再將洗液與濾液合并的目的是____。
(2)在加熱攪拌條件下加入NaClO3,將Fe2+氧化成Fe3+,反應(yīng)的離子方程式是____。
(3)已知:鐵氰化鉀的化學(xué)式為K3[Fe(CN)6];亞鐵氰化鉀的化學(xué)式為K4[Fe(CN)6]。
3Fe2++2[Fe(CN)6]3 =Fe3[Fe(CN)6]2↓(藍(lán)色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4 =Fe4[Fe(CN)6]3↓(藍(lán)色沉淀)
確定Fe2+是否氧化完全的方法是____。(僅供選擇的試劑:鐵氰化鉀溶液、亞鐵氰化鉀溶液、鐵粉、KSCN溶液)
(4)向氧化后的溶液中加入適量的Na2CO3調(diào)節(jié)酸度,使之生成黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,寫出該反應(yīng)的離子方程式:____。
(5)已知CoCl2的溶解度曲線如圖所示。向堿式碳酸鈷沉淀中加入足量稀鹽酸邊加熱邊攪拌至完全溶解后,需趁熱過濾的原因是____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氫能是一種公認(rèn)的高熱值清潔能源,目前世界各國(guó)正致力于將高污染高排放的碳能源過渡成清潔高效低排放的氫能源。氫能開發(fā)包括以下三個(gè)環(huán)節(jié):
一、氫燃料的制備
(1)我國(guó)氫氣的主要來源是焦?fàn)t氣制氫,所制得的氫氣含有較多的CO和H2S,中溫干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉(zhuǎn)化為硫化鐵。干法脫硫的反應(yīng)方程式為________。
(2)我國(guó)科研人員用木屑水蒸汽氣化制取氫燃料,在一定條件下,反應(yīng)器中存在如下反應(yīng):
i.CO2 (g) +C(s)=2CO (g) △H1
ii.C(s) + H2O(g)=CO ( g) + H2 (g) △H2
iii.C(s) + 2H2 (g)=CH4( g) △H3
iv.CO(g) + H2O(g)=CO2 ( g) + H2 (g) △H4
v. CH4(g)+ 2 H2O(g)= CO2 ( g) + 4H2 (g) △H5
①△H5=_________________ 。
②研究中 CaO 的添加量按照CaO 中所含的Ca 和松木屑所含碳的物質(zhì)的量比確定,在750℃,控制水蒸氣流量為 0.lg/(ming)下,探究催化劑加入量對(duì)產(chǎn)氣組分和氣化性能的影響,結(jié)果如表所示:
n(Ca)/n(C) | 氣體體積分?jǐn)?shù) | 碳轉(zhuǎn)化率/% | |||
H2 | CO | CO2 | CH4 | ||
0 | 45.58 | 22.70 | 22.37 | 7.54 | 61.22 |
0.5 | 52.95 | 21.74 | 19.11 | 5.14 | 56.59 |
1.0 | 58.62 | 22.37 | 12.60 | 5.31 | 61.42 |
由表中數(shù)據(jù),n(Ca) / n(C) =___時(shí)最為合理。 n(Ca) / n(C) 由0到0.5時(shí),H2的體積分?jǐn)?shù)顯著增加的原因_____。體系的氣化溫度不僅對(duì)木屑的熱解氣化反應(yīng)有影響 ,而且對(duì) CaO 吸收 CO2 的能力以及 CaCO3的分解反應(yīng)也有很大影響。實(shí)驗(yàn)過程中,控制 n(Ca) / n(C) 為 1.0,水蒸氣流量為0.1 g/(min g), 將氣化反應(yīng)溫度從700℃升到850℃,氣化溫度對(duì)產(chǎn)氫率、產(chǎn)氣率的影響如表:
溫度/℃ | 氣體體積分?jǐn)?shù) | 碳轉(zhuǎn)化率/% | ||
H2 | CO | CO2 | ||
700 | 51.78 | 20.75 | 19.89 | 54.37 |
750 | 58.62 | 22.37 | 12.60 | 61.42 |
800 | 55.63 | 26.05 | 12.71 | 73.43 |
850 | 54.16 | 26.94 | 13.82 | 83.34 |
③從產(chǎn)氫率的角度考慮,最佳操作溫度是________________。
④隨著反應(yīng)的進(jìn)行,發(fā)現(xiàn) CaO 的吸收能力逐漸降低,原因是___________。
二、氫燃料的存儲(chǔ)
(3)將氫氣儲(chǔ)存于液體燃料中,可以解決氫氣的安全高效存儲(chǔ)和運(yùn)輸問題。由于甲醇具有單位體積儲(chǔ)氫量高、活化溫度低等優(yōu)點(diǎn),是理想的液體儲(chǔ)氫平臺(tái)分子。我國(guó)學(xué)者構(gòu)建一種雙功能結(jié)構(gòu)的催化劑,反應(yīng)過程中,在催化劑的表面同時(shí)活化水和甲醇。如圖是甲醇脫氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)歷程( TS 表示過渡態(tài))。
根據(jù)圖像判斷甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵是______,該反應(yīng)的△H___0( 填“大于”、“等于”或“小于”)
三、氫燃料的應(yīng)用。一種氫能電池的原理如圖:
(4)正極的電極反應(yīng)式為________。在 Pt 電極表面鏡一層細(xì)小的鉛粉,原因是______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】計(jì)算填空:
(1)3.1 g Na2X含有Na+ 0.1 mol,則Na2X的摩爾質(zhì)量為________
(2)當(dāng)SO2、SO3的質(zhì)量比為1∶1時(shí),氧原子數(shù)之比為________
(3)中和含0.2 mol HCl的稀鹽酸,需NaOH的質(zhì)量為________g。
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