硫化氢(H2S)是一种无色具有臭鸡蛋气味、能溶于水的高毒性的化合物,其广泛存在化石燃料加工的尾气中。为避免污染环境,可用活性炭材料进行脱硫,脱硫的方法有物理吸附法、化学吸附法和氧化法。
(1)物理吸附法:
物理吸附法是先将尾气缓缓通过活性炭,将H2S从尾气中转移到活性炭的微孔或表面,这是利用活性炭的___ 性。
(2)氧化法:
利用吸附在活性炭表面上的活性氧(O),将H2S氧化成S而除去,该反应的化学方程式是___ 。
(3)化学吸附法:
①利用H2S能溶于水,形成硫化氢溶液,更易被活性炭吸附。若0.1mol•L-1H2S的pH约为4,则H2S在水溶液中的电离方程式是___ ,被吸附的离子主要有___ 。
②工业生产中用CuCl2溶液处理活性炭的工艺称为活性炭的改性,改性后的活性炭能提高化学吸附法中H2S的吸收量。
i.用不同浓度的CuCl2溶液改性后的活性炭对H2S吸附量的影响如图所示。随着CuCl2溶液浓度的升高,活性炭对硫化氢吸附量不再增加,原因是过多金属离子阻塞活性炭内部的微孔结构,导致活性炭的吸附能力下降。改性后的活性炭,能提高H2S吸附量的原因是___ (用离子方程式表示)。
ii.水膜处理对活性炭吸附H2S量也有影响。测定含水量不同时,活性炭对硫化氢吸附量的影响,实验结果如下表。
注:载水率即单位质量的活性炭吸附水的质量。
活性炭载水率为10%以上时,吸附量降低,其可能的原因是___ 。
(4)下列关于活性炭处理H2S尾气的说法正确的是___ (选填字母序号)。
a.化学吸附过程中存在着电离平衡的移动
b.活性炭改性时,CuCl2溶液的浓度越大,H2S的吸附量越大
c.其他条件相同时,低温、缓慢通入尾气更有利于H2S的物理吸附
d.适当提高活性炭的载水率,可提高H2S吸附量的原因是活性炭吸附离子比吸附分子能力更强
(1)物理吸附法:
物理吸附法是先将尾气缓缓通过活性炭,将H2S从尾气中转移到活性炭的微孔或表面,这是利用活性炭的
(2)氧化法:
利用吸附在活性炭表面上的活性氧(O),将H2S氧化成S而除去,该反应的化学方程式是
(3)化学吸附法:
①利用H2S能溶于水,形成硫化氢溶液,更易被活性炭吸附。若0.1mol•L-1H2S的pH约为4,则H2S在水溶液中的电离方程式是
②工业生产中用CuCl2溶液处理活性炭的工艺称为活性炭的改性,改性后的活性炭能提高化学吸附法中H2S的吸收量。
i.用不同浓度的CuCl2溶液改性后的活性炭对H2S吸附量的影响如图所示。随着CuCl2溶液浓度的升高,活性炭对硫化氢吸附量不再增加,原因是过多金属离子阻塞活性炭内部的微孔结构,导致活性炭的吸附能力下降。改性后的活性炭,能提高H2S吸附量的原因是
ii.水膜处理对活性炭吸附H2S量也有影响。测定含水量不同时,活性炭对硫化氢吸附量的影响,实验结果如下表。
载水率(%) | 0 | 5.32 | 10.23 | 15.33 | 20.19 |
吸附量(mg/g—活性炭) | 19.62 | 21.52 | 32.42 | 31.28 | 30.78 |
活性炭载水率为10%以上时,吸附量降低,其可能的原因是
(4)下列关于活性炭处理H2S尾气的说法正确的是
a.化学吸附过程中存在着电离平衡的移动
b.活性炭改性时,CuCl2溶液的浓度越大,H2S的吸附量越大
c.其他条件相同时,低温、缓慢通入尾气更有利于H2S的物理吸附
d.适当提高活性炭的载水率,可提高H2S吸附量的原因是活性炭吸附离子比吸附分子能力更强
更新时间:2020-07-17 20:23:41
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【推荐1】固体化合物由3种元素组成,某学习小组开展如下探究实验。
物质的摩尔质量为。溶液是单一的正盐溶液。混合气体能使品红溶液褪色。请回答:
(1)组成的三种元素为___________ ;的化学式为___________ 。
(2)混合气体的组成为___________ (用化学式表示)。
(3)①写出固体与过量稀硫酸在加热条件下反应的离子方程式(非氧化还原反应)___________ 。
②C能与足量的烧碱溶液反应,写出该反应的化学方程式___________ 。
(4)设计实验,检验混合物中的B___________ 。
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【推荐2】二氧化氯(ClO2)作为一种高效强氧化剂已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI级安全消毒剂,常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体,易溶于水,易与碱液反应,其性质非常不稳定,温度过高、二氧化氯的水溶液质量分数高于30%等均有可能引起爆炸。某研究小组设计下图所示实验装置制备ClO2。
现称取12.25gKClO3和9g草酸(H2C2O4)放入烧瓶中,然后再加入足量的稀硫酸,水浴加热。
回答下列问题:
(1)已知反应后的产物中有ClO2、CO2和一种酸式盐,该反应的化学方程式为_______ 。
(2)在反应开始之前将烧杯中的水加热到80℃,然后停止加热,并使其保持在60℃~80℃之间。这样操作的目的是____________________ ,图示装置中缺少的一种必须的玻璃仪器是__________________________ 。
(3)A装置用于吸收产生的二氧化氯,其中最好盛放_______ (填序号)。
a. 50mL 60℃的温水 b. 50mL冰水 c. 50mL饱和食盐水 d. 50mL NaOH溶液
(4)本实验所制得的二氧化氯水溶液质量分数约为_________ 。(小数点后保留两位)
(5)二氧化氯可迅速氧化硫化物,以除去有机硫产生的臭味,改善水产养殖水体的水质。取适量二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中,再向其中加入少量氯化钡溶液,发现有白色沉淀生成。硫化氢溶液与二氧化氯发生反应的离子方程式为______________ 。
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回答下列问题:
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(5)二氧化氯可迅速氧化硫化物,以除去有机硫产生的臭味,改善水产养殖水体的水质。取适量二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中,再向其中加入少量氯化钡溶液,发现有白色沉淀生成。硫化氢溶液与二氧化氯发生反应的离子方程式为
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【推荐3】无机盐A(仅含两种元素)可通过单质B与Ca(OH)2浊液共热的方法来制备,某同学为探究A的组成和性质,设计了如下实验(流程图中部分产物已略去)。
已知:气体C在标况下的密度为1.52g·L-1,气体D无色、有刺激性气味,能使品红溶液褪色。
(1)A的化学式为________________________ 。
(2)A与足量盐酸反应的化学方程式为____________________________________________ 。
(3)在氢氧化钡溶液中通入过量气体D,反应的离子方程式为________________________________ 。
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【推荐1】研究弱电解质的电离及盐的水解,有重要的实际意义。
(1)醋酸的电离方程式为_______ 。
(2)下列事实不能说明CH3COOH是弱电解质的是_______(填标号)。
(3)某些弱酸在25℃时的电离常数(Ka)如表:
①同浓度的 CH3COOH、H2CO3、HClO 溶液的 pH 最大的是_______ 。
②常温下 0.1mol/L的 CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是_______ (填字母序号,下同)。
A.c(H⁺) B. C. D. E.
③若该溶液升高温度,上述5种表达式的数据减小的是_______ 。
④下列反应可以发生的是_______ (填标号)。
A. CH3COOH+ Na2CO3=NaHCO3 +CH3COONa
B. CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C. CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D. NaHCO3+HCN=NaCN+H2O+CO2↑
(4)肼(N2H4)是一种二元弱碱,在水中的电离方式与NH3相似,写出第一步电离的离子方程式_______ 。
(5)已知。属于_______ (填“一”“二”或“三”)元酸,属于_______ (填“正盐”或“酸式盐”)。
(6)体积为 10mL pH=2 的醋酸溶液与一元酸 HX 溶液分别加水稀释至1000mL, 稀释过程pH变化如图:则HX的电离平衡常数_______ (填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常数。 稀释后,HX 溶液中有水电离出来的c(H⁺)_______ (填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的溶液中有水电离出来的c(H⁺),理由是_______ 。
(1)醋酸的电离方程式为
(2)下列事实不能说明CH3COOH是弱电解质的是_______(填标号)。
A.相同温度下,浓度均为1mol/L的盐酸和醋酸的导电性对比:盐酸明显大于醋酸 |
B.1mol/LCH3COONa溶液能使紫色石蕊试液变蓝 |
C.25℃时,1 mol/LCH3COOH溶液的pH约为2 |
D.10 mL1mol/L的CH3COOH溶液恰好与10 mL 1 mol/LNaOH溶液完全反应 |
(3)某些弱酸在25℃时的电离常数(Ka)如表:
化学式 | CH3COOH | HCN | HClO | H2CO3 |
电离常数(Ka) | 1.8×10-5 | 4.9×10 -10 | 3.0×10-8 | Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11 |
②常温下 0.1mol/L的 CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是
A.c(H⁺) B. C. D. E.
③若该溶液升高温度,上述5种表达式的数据减小的是
④下列反应可以发生的是
A. CH3COOH+ Na2CO3=NaHCO3 +CH3COONa
B. CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C. CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D. NaHCO3+HCN=NaCN+H2O+CO2↑
(4)肼(N2H4)是一种二元弱碱,在水中的电离方式与NH3相似,写出第一步电离的离子方程式
(5)已知。属于
(6)体积为 10mL pH=2 的醋酸溶液与一元酸 HX 溶液分别加水稀释至1000mL, 稀释过程pH变化如图:则HX的电离平衡常数
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【推荐2】沉降法和吸附法是去除水体中砷(As)污染的有效措施,并可以实现As2O3的回收提取,流程见图:
(1)参考图1与图2,将废水pH调节至8.0时,其中所含三价砷和五价砷的最主要微粒分别是_______ 、_______ 。H3AsO4的pKa1=-lgKa1=_______ (具体数值)。
注:物种分布分数为各物种占其总和的比例
(2)通入空气的目的是_______ 。
(3)“沉砷”是石灰乳将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀,写出该步骤的离子方程式_______ 。
(4)溶液pH对吸附剂A表面所带电荷情况的影响如表:
在pH=4~7之间,吸附剂A对水中三价砷的去除能力_______ (填“强于”或“弱于”)五价砷的,原因是_______ 。
(5)“SO2还原”产生了粗As2O3中的微溶杂质,它是_______ 。用离子方程式表示其产生过程为_______ 。
(1)参考图1与图2,将废水pH调节至8.0时,其中所含三价砷和五价砷的最主要微粒分别是
注:物种分布分数为各物种占其总和的比例
(2)通入空气的目的是
(3)“沉砷”是石灰乳将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀,写出该步骤的离子方程式
(4)溶液pH对吸附剂A表面所带电荷情况的影响如表:
pH范围 | <7.2 | =7.2 | >7.2 |
吸附剂A表面 | 带正电荷 | 不带电荷 | 带负电荷 |
(5)“SO2还原”产生了粗As2O3中的微溶杂质,它是
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【推荐3】已知:H2S:Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15;H2CO3:Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11;HF:Ka=3.6×10-4;HClO:Ka=3.0×10-8;HCN:Ka=4.9×10-10。
(1)含H2S尾气用足量的Na2CO3溶液来吸收。写出离子方程式:___ 。
(2)在饱和氯水中加入NaHCO3,直至溶液的黄绿色褪去,则发生反应的离子方程式为___ 。
(3)常温下,将pH和体积都相同的氢氟酸和次氯酸分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积变化如图所示。
①曲线Ⅰ为___ 稀释时pH的变化曲线。
②取A点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗___ 体积较小。
(4)25℃时,将0.40mol·L-1HCN溶液与0.20mol·L-1NaOH溶液各100mL混合后,所得溶液的pH=a。则溶液中所有离子浓度从大到小的顺序为___ ;c(HCN)+c(CN-)=__ mol·L-1;c(HCN)-c(CN-)=___ mol·L-1。(假设混合后体积等于两种溶液体积之和)
(1)含H2S尾气用足量的Na2CO3溶液来吸收。写出离子方程式:
(2)在饱和氯水中加入NaHCO3,直至溶液的黄绿色褪去,则发生反应的离子方程式为
(3)常温下,将pH和体积都相同的氢氟酸和次氯酸分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积变化如图所示。
①曲线Ⅰ为
②取A点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗
(4)25℃时,将0.40mol·L-1HCN溶液与0.20mol·L-1NaOH溶液各100mL混合后,所得溶液的pH=a。则溶液中所有离子浓度从大到小的顺序为
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【推荐1】某实验小组在电压12V电流3A的条件下电解2mol/L的氯化铜溶液并探究其产物的性质。
(1)根据电解原理,预测:阴极发生的实验现象是______ 。阳极发生的电极反应式为_______ 。电解氯化铜溶液总的化学方程式为_______ 。
(2)小组同学在实际电解过程中,意外的观察到下表的实验现象:
实验小组学生对阴极区产生异常现象的原因进行了探究:
资料1:CuCl是白色的难溶物,用Cu还原CuCl2溶液可以得到CuCl沉淀,它易溶于浓盐酸,用水稀释CuCl的浓盐酸溶液则又析出CuCl白色沉淀。
资料2:[CuCl2.CuCl2(H2O)]-(棕褐色)CuCl+Cu2++3Cl-+H2O。
Ⅰ.探究阴极表面产生的白色物质:
①根据资料写出Cu还原CuCl2溶液反应的化学方程式______ 。
②学生为了确定阴极产物进行实验A:取2mol/L的CuCl2溶液,加入铜粉,充分振荡,几分钟后,试管底有白色沉淀生成,过滤出白色固体,加入浓盐酸,固体溶解,加水稀释,又析出白色沉淀。
如果要确认阴极产生的白色沉淀是CuCl,还需要进行对照实验B,该实验的设计方案是______ 。
实验结论:通过实验A和实验B的对比,可以确定阴极产生的白色固体是CuCl。
Ⅱ.探究阴极区域溶液呈现棕褐色的原因:
猜想1:可能是Cu2+与高浓度的Cl-发生络合反应所致。
实验C:向2mol/L的CuCl2溶液中加入______ ,溶液呈现绿色,没有变成棕褐色。
实验结论:溶液颜色呈现棕褐色______ (填“是”或者“不是”)由于Cu2+与高浓度的Cl-发生络合反应所致。
猜想2:棕褐色溶液可能与+1价Cu有关。
实验D:用铜粉和2mol/L的CuCl2溶液反应制备[CuCl2•CuCl2(H2O)],取少量该标准溶液与实验中得到的棕褐色溶液进行对照实验。
步骤一:配制标准[CuCl2.CuCl2(H2O)]-棕褐色溶液进行稀释,实验流程如图所示:
步骤二:取阴极附近的棕褐色溶液,重复上述实验进行对照,请画出对照实验的流程图______ 。
实验结论:通过对照实验,确认棕褐色溶液与+1价Cu有关。
(1)根据电解原理,预测:阴极发生的实验现象是
(2)小组同学在实际电解过程中,意外的观察到下表的实验现象:
条件 | 电极 | 现象 |
电压12V 电流3A | 阴极 | 3min后,附近溶液变成棕褐色。30min后,溶液变成深棕褐色。电极底部表面有少量红色金属生成,还有少量白色物质。 |
阳极 | 开始出现少量气泡,后来气泡增多。 |
实验小组学生对阴极区产生异常现象的原因进行了探究:
资料1:CuCl是白色的难溶物,用Cu还原CuCl2溶液可以得到CuCl沉淀,它易溶于浓盐酸,用水稀释CuCl的浓盐酸溶液则又析出CuCl白色沉淀。
资料2:[CuCl2.CuCl2(H2O)]-(棕褐色)CuCl+Cu2++3Cl-+H2O。
Ⅰ.探究阴极表面产生的白色物质:
①根据资料写出Cu还原CuCl2溶液反应的化学方程式
②学生为了确定阴极产物进行实验A:取2mol/L的CuCl2溶液,加入铜粉,充分振荡,几分钟后,试管底有白色沉淀生成,过滤出白色固体,加入浓盐酸,固体溶解,加水稀释,又析出白色沉淀。
如果要确认阴极产生的白色沉淀是CuCl,还需要进行对照实验B,该实验的设计方案是
实验结论:通过实验A和实验B的对比,可以确定阴极产生的白色固体是CuCl。
Ⅱ.探究阴极区域溶液呈现棕褐色的原因:
猜想1:可能是Cu2+与高浓度的Cl-发生络合反应所致。
实验C:向2mol/L的CuCl2溶液中加入
实验结论:溶液颜色呈现棕褐色
猜想2:棕褐色溶液可能与+1价Cu有关。
实验D:用铜粉和2mol/L的CuCl2溶液反应制备[CuCl2•CuCl2(H2O)],取少量该标准溶液与实验中得到的棕褐色溶液进行对照实验。
步骤一:配制标准[CuCl2.CuCl2(H2O)]-棕褐色溶液进行稀释,实验流程如图所示:
步骤二:取阴极附近的棕褐色溶液,重复上述实验进行对照,请画出对照实验的流程图
实验结论:通过对照实验,确认棕褐色溶液与+1价Cu有关。
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【推荐2】已知Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为10 mL):
(1)其他条件不变时:探究温度对化学反应速率的影响,应选择_______________ (填实验编号);
(2)探究浓度对化学反应速率的影响,应选择________________ (填实验编号);
(3)若同时选择①②③溶液变浑浊的时间,探究_____________________ 对化学反应速率的影响。
(4)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1mol Na2S2O3转移8mol电子。该反应的离子方程式是_____________________________________________________________________________ 。
甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。
(5)甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和_______________ 性。
(6)加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是________________________________ 。
(7)乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒,你认为甲、乙两同学的设计更合理的是____________ (填“甲”或“乙”),理由是__________________________________ 。
实验编号 | 实验温度/℃ | c(Na2S2O3)/mol·L-1 | c(H2SO4)/mol·L-1 |
① | 25 | 0.1 | 0.1 |
② | 25 | 0.2 | 0.1 |
③ | 25 | 0.1 | 0.2 |
④ | 50 | 0.2 | 0.1 |
⑤ | 50 | 0.1 | 0.1 |
(2)探究浓度对化学反应速率的影响,应选择
(3)若同时选择①②③溶液变浑浊的时间,探究
(4)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1mol Na2S2O3转移8mol电子。该反应的离子方程式是
甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。
(5)甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和
(6)加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是
(7)乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒,你认为甲、乙两同学的设计更合理的是
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【推荐3】砷为VA族元素,金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。
I.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如图:
已知:①As2S3与过量的S2-存在以下反应:As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq);
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)亚砷酸中砷元素的化合价为____ ;砷酸的第一步电离方程式为______ 。
(2)“一级沉砷”中FeSO4的作用是_____ ;“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为_______ 。
(3)沉淀X为____ (填化学式)。
Ⅱ.冶炼废渣中的砷元素主要以As2S3的形式存在,粉碎后与锌粉混合,加入H2SO4共热,生成AsH3气体。将AsH3气体通入AgNO3溶液中,生成银镜和As2O3。
(4)AsH3的电子式为______ 。
I.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如图:
已知:①As2S3与过量的S2-存在以下反应:As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq);
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)亚砷酸中砷元素的化合价为
(2)“一级沉砷”中FeSO4的作用是
(3)沉淀X为
Ⅱ.冶炼废渣中的砷元素主要以As2S3的形式存在,粉碎后与锌粉混合,加入H2SO4共热,生成AsH3气体。将AsH3气体通入AgNO3溶液中,生成银镜和As2O3。
(4)AsH3的电子式为
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