【題目】煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NO,形成酸雨、污染大氣,采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝,回答下列問(wèn)題:
(1)NaClO2中Cl元素的價(jià)態(tài)為_______。
(2)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度為323 K,NaClO2溶液濃度為5×103mol·L1 。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表:
離子 | SO42 | SO32 | NO3 | NO2 | Cl |
c/(mol·L1) | 8.35×104 | 6.87×106 | 1.5×104 | 1.2×105 | 3.4×103 |
①在NaClO2溶液脫硝的主要反應(yīng)中,參加反應(yīng)的n(ClO2-):n(NO)=_________,增加壓強(qiáng),NO的轉(zhuǎn)化率______(填“提高”“不變”或“降低”)。
②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,吸收劑溶液的pH逐漸_______(填“升高”“不變”或“降低”)。
③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,脫硫反應(yīng)速率______脫硝反應(yīng)速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是___________。
(3)在不同溫度下,NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中,SO2和NO的平衡分壓pc如下圖所示:
=
①由圖分析可知,反應(yīng)溫度升高,脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均____(填“增大”“不變”或“減小”)。
②反應(yīng)ClO2+2SO32===2SO42+Cl的平衡常數(shù)K表達(dá)式為___________。
【答案】+3 3:4 提高 降低 大于 SO2的還原性強(qiáng)于NO 增大
【解析】
(1)根據(jù)在化合物中,元素化合價(jià)的代數(shù)和為零進(jìn)行解答;
(2)①NaClO2溶液脫硝過(guò)程中,NO轉(zhuǎn)化為NO3-、NO2-,主要轉(zhuǎn)化為NO3-,書(shū)寫(xiě)離子方程式時(shí)運(yùn)用得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒,得到4NO+3ClO2-+4OH=4 NO3-+2H2O+3Cl。上述反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增加壓強(qiáng)有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,使NO的轉(zhuǎn)化率提高;
②根據(jù)上述反應(yīng)可知,隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中c(H+)逐漸增大,pH逐漸減;
③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出,溶液中含硫離子的濃度大于含氮離子的濃度,所以脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。這可能是因?yàn)?/span>NO溶解度較低、脫硝反應(yīng)活化能較高等;
(3)①縱坐標(biāo)是平衡分壓的負(fù)對(duì)數(shù),反應(yīng)溫度升高,SO2和NO的平衡分壓的負(fù)對(duì)數(shù)減小,即平衡分壓增大,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),所以平衡常數(shù)減;
②根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式的規(guī)則書(shū)寫(xiě)即可。
(1)NaClO2中,鈉元素的化合價(jià)是+1價(jià),氧元素的化合價(jià)是-2價(jià),設(shè)Cl元素的化合價(jià)為x,則(+1)+x+(-2)2=0,則x=+3價(jià);
(2)①亞氯酸鈉具有氧化性,則NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式為2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+,故參加反應(yīng)的n(ClO2-):n(NO)=3:4;
正反應(yīng)是體積減小的,則增加壓強(qiáng),NO的轉(zhuǎn)化率提高;
②根據(jù)反應(yīng)的方程式2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+、2H2O+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+4H+可知隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行氫離子濃度增大,吸收劑溶液的pH逐漸降低;
③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,在相同時(shí)間內(nèi)硫酸根離子的濃度增加的多,因此脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是二氧化硫的還原性強(qiáng)于NO,易被氧化;
(3)①由圖分析可知,反應(yīng)溫度升高,O2和NO的平衡分壓減小,這說(shuō)明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,因此脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均增大;
②反應(yīng)ClO2+2SO32=2SO42+Cl的平衡常數(shù)K表達(dá)式為K=。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】W、X、Y、Z四種短周期元素,它們?cè)谥芷诒碇形恢萌鐖D所示。下列說(shuō)法不正確的是
A. Z、Y、X的原子半徑依次減小,非金屬性依次降低
B. Z、Y、W的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性依次降低
C. WH4與Z元素的單質(zhì)在一定條件下可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
D. W的位置是第2周期,第IV A族
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系中,反應(yīng)的條件和部分產(chǎn)物已略去.
回答下列問(wèn)題:
(1)若甲、乙是兩種常見(jiàn)金屬,反應(yīng)Ⅲ是工業(yè)制鹽酸的反應(yīng)。
①反應(yīng)I中,甲在通常條件下和水劇烈反應(yīng),除丙外,還生成一種焰色反應(yīng)為黃色的物質(zhì),則工業(yè)上生產(chǎn)甲的一般方法是__________。
A.熱分解法 B.熱還原法 C.電解法
②反應(yīng)Ⅱ中,乙與H2O在高溫下反應(yīng),除丙外,還生成一種有磁性的物質(zhì),則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是____________________________________________________。
③通過(guò)比較反應(yīng)I、Ⅱ的反應(yīng)條件,可得出甲的金屬性比乙的金屬性______(填“強(qiáng)”或“弱”),比較二者金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)還可以是__________________________________(寫(xiě)出一種即可)。
(2)若甲、乙是化合物,且反應(yīng)Ⅲ是工業(yè)制漂白粉的反應(yīng)。
①反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式是__________________________________________________。
②反應(yīng)I的另一種產(chǎn)物為有機(jī)物,則該有機(jī)物的電子式是________________。
③反應(yīng)Ⅱ是化合反應(yīng).乙可與硫酸銨共熱反應(yīng)制氨氣,則此反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________。
④在飽和氯水中加塊狀石灰石,能制得較濃HClO溶液,同時(shí)放出一種氣體。其反應(yīng)的離子方程式是_______________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)物合成中的重要試劑,其沸點(diǎn)為-5.5℃,易水解。已知:AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2,某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室用Cl2和NO制備ClNO并測(cè)定其純度,相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)制備Cl2的發(fā)生裝置可以選用___________(填字母代號(hào))裝置,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。
(2)欲收集一瓶干燥的氯氣,選擇合適的裝置,其連接順序?yàn)?a→________________(按氣流方向,用小寫(xiě)字母表示)。
(3)實(shí)驗(yàn)室可用圖示裝置制備亞硝酰氯:
①實(shí)驗(yàn)室也可用 B 裝置制備 NO , X裝置的優(yōu)點(diǎn)為___________________________________。
②檢驗(yàn)裝置氣密性并裝入藥品,打開(kāi)K2,然后再打開(kāi)K3,通入一段時(shí)間氣體,其目的是____________,然后進(jìn)行其他操作,當(dāng)Z中有一定量液體生成時(shí),停止實(shí)驗(yàn)。
(4)已知:ClNO 與H2O反應(yīng)生成HNO2和 HCl。
①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明 HNO2是弱酸:_____________。(僅提供的試劑:1 molL-1鹽酸、 1 molL-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、紅色石蕊試紙、藍(lán)色石蕊試紙)。
②通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)測(cè)定ClNO樣品的純度。取Z中所得液體m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL樣品溶于錐形瓶中,以K2CrO4溶液為指示劑,用c molL-1 AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00mL。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________,亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。(已知: Ag2CrO4為磚紅色固體; Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一種基于鋰元素的電化學(xué)過(guò)程來(lái)合成氨的方法,其效率能達(dá)到88.5%。其工藝流程如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.反應(yīng)Ⅰ的關(guān)鍵是隔絕空氣和水
B.反應(yīng)Ⅱ的產(chǎn)物LiOH是離子化合物
C.整個(gè)流程中,金屬鋰是催化劑
D.整個(gè)流程的總化學(xué)方程式為:2N2+6H2O═4NH3+3O2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氮氧化物(NOx)造成酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧層破壞等危害,不僅破壞自然生態(tài)環(huán)境,而且嚴(yán)重危害人類(lèi)健康。采用合適的還原劑能夠?qū)崿F(xiàn)煙氣的高效脫硝。
(1)活性炭還原脫硝可防止氮氧化物污染,已知:
①N2(g)+O2(g)═2NO(g) △H1=+180.5kJmol-1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g) △H2=-221.0kJmol-1
③2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) △H3=-556.0kJmol-1
則反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H=__kJmol-1
(2)用活性炭對(duì)NO進(jìn)行還原,采用相同質(zhì)量不同粒徑的同種催化劑M和N,測(cè)量相同時(shí)間內(nèi)煙氣的脫氮率,結(jié)果如圖所示。
①在M、N兩種不同粒徑催化劑作用下,出現(xiàn)M和N兩條不同的脫氮率與溫度的變化曲線的原因是___。
②判斷M曲線上最高點(diǎn)A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脫氮率__(填“是“或“不是”)該溫度下的平衡脫氮率。
③25℃下,用NaOH溶液作捕提劑吸收產(chǎn)生的CO2,不僅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工產(chǎn)品。某次捕捉后得到pH=12的溶液,已知:25℃下Ka2(H2CO3)=5.6×10-11,試通過(guò)計(jì)算溶液中c(CO32-):c(HCO3-)=__。
(3)在一恒容密閉容器中,使用某種催化劑對(duì)反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H<0進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究。改變投料比(n0(SO2):n0(NO2)]進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)(各次實(shí)驗(yàn)的溫度可能相同,也可能不同),測(cè)定SO2的平衡轉(zhuǎn)化率[α(SO2)]。已知:KR=16,KZ=1,部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。
①如果要將圖中R點(diǎn)的平衡狀態(tài)改變?yōu)?/span>X點(diǎn)的平衡狀態(tài),應(yīng)采取的措施是__。
②圖中R、X、Y、Z四點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度分別為TR、TX、TY,TZ通過(guò)計(jì)算選擇下列選項(xiàng)中兩個(gè)溫度相等是__(填標(biāo)號(hào))。
A.TR和TY B.TR和TZ C.TX和TZ D.TY和TZ
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某學(xué)習(xí)小組探究SO2氣體的性質(zhì),裝置如圖所示,下列說(shuō)法不合理的是( )
A.a裝置中FeCl3溶液逐漸變?yōu)闇\綠色,說(shuō)明SO2有還原性
B.c裝置Na2S溶液中出現(xiàn)淺黃色渾濁,說(shuō)明SO2具有氧化性
C.b裝置中藍(lán)色退去,說(shuō)明還原性:SO2> I-
D.b、c裝置中發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)一定相等
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】室溫下,用0.100mol·L1的NaOH溶液分別滴定均為20.00mL0.100mol·L1的HCl溶液和醋酸溶液,滴定曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.Ⅰ表示的是滴定醋酸的曲線
B.pH=7時(shí),滴定醋酸消耗的V(NaOH)>20.00mL
C.V(NaOH)=20.00mL時(shí),兩份溶液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
D.V(NaOH)=10.00mL時(shí),醋酸中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下表中給出了四個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置和對(duì)應(yīng)的部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,其中a、b、c、d為金屬電極,由此可判斷四種金屬的活動(dòng)性順序是( )
實(shí)驗(yàn)裝置 | ||||
部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | a極質(zhì)量減小 b極質(zhì)量增加 | b極有氣泡產(chǎn)生 c極無(wú)變化 | d極溶解 c極有氣泡產(chǎn)生 | 電流計(jì)指示在導(dǎo)線中 電流從a極流向d極 |
A. d>a>b>cB. b>c>d>aC. a>b>c>dD. a>b>d>c
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