硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
(1) 通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应:H2S+H2SO4=SO2↑+S↓+2H2O、S+O2=SO2。
①电极a上发生反应的电极反应式为______ 。
②理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为______ 。
(2) 表面喷淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S,其原理可用下图表示。其它条件不变时,水膜的酸碱性与厚度会影响H2S的去除率。
①适当增大活性炭表面的水膜pH,H2S的氧化去除率增大的原因是______ 。
②若水膜过厚,H2S的氧化去除率减小的原因是______ 。
(3)Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。H2S首先与表面的Fe2O3产生疏松多孔的产物FeS,随着反应的进行,Fe2O3不断减少,产物层不断加厚,可用如图所示。失效的脱硫剂可在氧气中加热重新转化为Fe2O3实现“再生”。
①实验表明用Fe2O3脱除纯H2S反应一段时间后,因为产生的S单质将疏松FeS堵塞,反应速率明显减小。Fe2O3与H2S反应的化学方程式为______ 。
②“再生”时若O2浓度过大、反应温度过高,“再生”后的脱硫剂脱硫效果明显变差的原因可能是______ 。
(1) 通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应:H2S+H2SO4=SO2↑+S↓+2H2O、S+O2=SO2。
①电极a上发生反应的电极反应式为
②理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为
(2) 表面喷淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S,其原理可用下图表示。其它条件不变时,水膜的酸碱性与厚度会影响H2S的去除率。
①适当增大活性炭表面的水膜pH,H2S的氧化去除率增大的原因是
②若水膜过厚,H2S的氧化去除率减小的原因是
(3)Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。H2S首先与表面的Fe2O3产生疏松多孔的产物FeS,随着反应的进行,Fe2O3不断减少,产物层不断加厚,可用如图所示。失效的脱硫剂可在氧气中加热重新转化为Fe2O3实现“再生”。
①实验表明用Fe2O3脱除纯H2S反应一段时间后,因为产生的S单质将疏松FeS堵塞,反应速率明显减小。Fe2O3与H2S反应的化学方程式为
②“再生”时若O2浓度过大、反应温度过高,“再生”后的脱硫剂脱硫效果明显变差的原因可能是
更新时间:2021-03-25 09:39:35
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【推荐1】烟气的脱硝(除)技术和脱硫(除)技术都是目前环境科学研究的热点。
(1)工业上可以采用“质子膜电解槽”对烟气进行脱硫脱硝,其工艺如图所示:
①溶液吸收主要反应的化学方程式为___________ ;
②电解的主要目的是______________ ,阴极的电极反应式为______________ ;
③“高价氮的化合物”中NO2在反应器中发生化合反应的化学方程式为______ ;
(2)利用活性焦炭的吸附作用,可以对烟气进行脱硫和脱硝。被吸附的与活性焦炭反应生成和,当生成时,转移电子的物质的量为__________ ;
(3)一定条件下,将一定浓度NOx(NO2和NO的混合气体)通入的乳浊液中,发生的反应如下:,,改变,的去除率变化情况如图所示。
①当大于1.4时,去除率升高,但的去除率却降低。其可能的原因是__ ;
②和发生的主要反应为。保持的初始浓度不变,改变,将反应后的混合气体通入乳浊液中吸收。为节省的用量,又能保持去除效果,则合适的值约为___________ ;
(4)已知:,,则______________________ 。
(1)工业上可以采用“质子膜电解槽”对烟气进行脱硫脱硝,其工艺如图所示:
①溶液吸收主要反应的化学方程式为
②电解的主要目的是
③“高价氮的化合物”中NO2在反应器中发生化合反应的化学方程式为
(2)利用活性焦炭的吸附作用,可以对烟气进行脱硫和脱硝。被吸附的与活性焦炭反应生成和,当生成时,转移电子的物质的量为
(3)一定条件下,将一定浓度NOx(NO2和NO的混合气体)通入的乳浊液中,发生的反应如下:,,改变,的去除率变化情况如图所示。
①当大于1.4时,去除率升高,但的去除率却降低。其可能的原因是
②和发生的主要反应为。保持的初始浓度不变,改变,将反应后的混合气体通入乳浊液中吸收。为节省的用量,又能保持去除效果,则合适的值约为
(4)已知:,,则
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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【推荐2】Ⅰ.为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
(1)实验室用FeSO4·7H2O固体和蒸馏水配制FeSO4溶液时,还需要加入少量铁粉和___________ (写物质名称)。
(2)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增大,石墨电极上未见Fe析出。则石墨电极的电极反应式为___________ ,因此,验证了Fe2+氧化性小于___________ (写化学符号,下同),还原性小于___________ 。
Ⅱ. 工业废水中常含有一定量有毒的和,必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法一:还原沉淀法
该法的工艺流程为:↓
(3)第①步存在平衡:2(黄色)+2H+(橙色)+H2O。若平衡体系的pH=2,则溶液显___________ 色。
(4)第②步中,还原1 mol离子,需要___________ mol FeSO4·7H2O。
方法二:电解法
该法用Fe做电极电解含的酸性废水,随着电解进行,阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe做电极的原因为___________ 。
(6)溶液中同时生成的沉淀还有___________ (写化学式)。
回答下列问题:
(1)实验室用FeSO4·7H2O固体和蒸馏水配制FeSO4溶液时,还需要加入少量铁粉和
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该法的工艺流程为:↓
(3)第①步存在平衡:2(黄色)+2H+(橙色)+H2O。若平衡体系的pH=2,则溶液显
(4)第②步中,还原1 mol离子,需要
方法二:电解法
该法用Fe做电极电解含的酸性废水,随着电解进行,阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe做电极的原因为
(6)溶液中同时生成的沉淀还有
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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【推荐3】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等。其一种生产工艺如下:
(1) 写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式:_________________________________ 。
(2) “电解”中阴极反应的主要产物是____ 。
(3) “电解”所用食盐水由粗盐水精制而成。精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为______ 溶液、____ 溶液。(填化学式)
(4) “尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。写出“尾气吸收”的离子方程式:____ 。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为____ 。
(5) “有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力。其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____ g(计算结果保留两位小数)。
(1) 写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式:
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解答题-原理综合题
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(0.4)
【推荐1】某兴趣小组以重铬酸钾()溶液为研究对象,改变条件使其发生“色彩变幻”。
已知:①溶液存在平衡:。
②含铬元素的离子在溶液中的颜色:(橙色);(黄色);Cr3+(绿色)。(1)i可证明反应的正反应是_____ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)ⅱ是验证“只降低生成物的浓度,该平衡正向移动”,试剂a是_____ (填化学式)。
(3)ⅲ的目的是要验证“增大生成物的浓度,该平衡逆向移动”,此实验不能达到预期目的,理由是______ 。
(4)根据实验Ⅱ中不同现象,可以得出的结论是______ 。
(5)继续实验Ⅲ:______ 。
②第二步溶液变绿色:该反应的离子方程式是_______ 。
已知:①溶液存在平衡:。
②含铬元素的离子在溶液中的颜色:(橙色);(黄色);Cr3+(绿色)。(1)i可证明反应的正反应是
(2)ⅱ是验证“只降低生成物的浓度,该平衡正向移动”,试剂a是
(3)ⅲ的目的是要验证“增大生成物的浓度,该平衡逆向移动”,此实验不能达到预期目的,理由是
(4)根据实验Ⅱ中不同现象,可以得出的结论是
(5)继续实验Ⅲ:
实验Ⅲ:
①第一步溶液变黄的原因是②第二步溶液变绿色:该反应的离子方程式是
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】资料显示,I2-KI溶液可以清洗银镜。某小组同学设计实验探究银镜在I2-KI溶液中的溶解情况。
已知:I2微溶于水,易溶于KI溶液,并发生反应I2+I−I(棕色),I2和I氧化性几乎相同;[Ag(S2O3)2]3−在水溶液中无色。
探究1:I2-KI溶液(向1mol·L−1KI溶液中加入I2至饱和)溶解银镜
【实验i】(1)黄色固体转化为无色溶液,反应的离子方程式为_____ 。
(2)能证明②中Ag已全部反应、未被包裹在黄色固体内的实验证据是_____ 。
探究2:I2-KI溶液能快速溶解银镜的原因
【实验ii~iv】向附着银镜的试管中加入相应试剂至浸没银镜,记录如下:
(3)ⅰi中,搅拌后银镜继续溶解的原因是_____ 。
(4)由i、iii可得到的结论是_____ 。
(5)设计iv的目的是_____ 。
探究3:I−的作用
【实验v】
说明:本实验中,检流计读数越大,说明氧化剂氧化性(或还原剂还原性)越强。
(6)步骤1接通电路后,正极的电极反应物为_____ 。
(7)补全步骤3的操作及现象:_____ ,_____ 。
(8)综合上述探究,从反应速率和物质性质的角度分析i中I2-KI溶液能快速全部溶解银镜的原因:_____ 。
已知:I2微溶于水,易溶于KI溶液,并发生反应I2+I−I(棕色),I2和I氧化性几乎相同;[Ag(S2O3)2]3−在水溶液中无色。
探究1:I2-KI溶液(向1mol·L−1KI溶液中加入I2至饱和)溶解银镜
【实验i】(1)黄色固体转化为无色溶液,反应的离子方程式为
(2)能证明②中Ag已全部反应、未被包裹在黄色固体内的实验证据是
探究2:I2-KI溶液能快速溶解银镜的原因
【实验ii~iv】向附着银镜的试管中加入相应试剂至浸没银镜,记录如下:
序号 | 加入试剂 | 实验现象 |
ⅰi | 4mL饱和碘水(向水中加入I2至饱和, | 30min后,银镜少部分溶解,溶液棕黄色变浅;放置24h后,与紫黑色固体接触部分银镜消失,紫黑色固体表面上有黄色固体,上层溶液接近无色;搅拌后,银镜继续溶解 |
ⅱi | 4mL饱和碘水和0.66gKI固体(溶液中KI约1mol·L−1) | 15min后银镜部分溶解,溶液棕黄色变浅;放置24h后,试管壁上仍有未溶解的银镜,溶液无色 |
iv | 4mL1mol·L−1KI溶液 | 放置24h,银镜不溶解,溶液无明显变化 |
(4)由i、iii可得到的结论是
(5)设计iv的目的是
探究3:I−的作用
【实验v】
实验装置 | 实验步骤及现象 |
1.按左图搭好装置,接通电路,检流计指针向 右微弱偏转,检流计读数为amA; 2.向石墨电极附近滴加饱和碘水,指针继续向 右偏转,检流计读数为bmA(b>a); 3.向左侧烧杯中加入_____,指针继续向右偏转,检流计读数cmA(c>b),有_____生成。 |
(6)步骤1接通电路后,正极的电极反应物为
(7)补全步骤3的操作及现象:
(8)综合上述探究,从反应速率和物质性质的角度分析i中I2-KI溶液能快速全部溶解银镜的原因:
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【推荐3】医用酒精在抗击“新冠病毒”的战役中发挥了重要作用。回答下列问题:已知:
(1)工业上采用乙烯水化法制乙醇:CH2=CH2(g)+H2O(g)=CH3CH2OH(g) ΔH,根据表中键能数据计算ΔH=________ kJ·mol-1。
(2)工业上也可采用二氧化碳加氢合成乙醇:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。恒容密闭容器中投入一定量CO2和H2发生上述反应,CO2的平衡转化率与温度、投料比m[m=]的关系如图所示:
①投料比由大到小的顺序为________ (用m1,m2,m3表示)。
②某温度下,若投料比m=3,下列可判断反应达到平衡状态的是________ 。
a.容器内气体压强不再变化
b.容器内气体平均相对分子质量不再变化
c.消耗3NA个氢气分子同时生成l.5NA个水分子
d.容器内不再变化
③若开始时投入6molH2和2molCO2,容器体积为3L。计算A点温度下该反应的平衡常数K=________ L4•mol-4;若换为恒压密闭容器,其它条件不变,则A点温度下平衡时CO2的转化率________ 50%(填“>”、“=”或“<”)。
(3)乙醇燃料电池是一种无污染电池,装置如图所示,写出该电池负极的电极反应式________ 。
化学键 | C=C | C—C | C—O | C—H | O—H |
键能/kJ·mol-1 | a | b | c | d | e |
(2)工业上也可采用二氧化碳加氢合成乙醇:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。恒容密闭容器中投入一定量CO2和H2发生上述反应,CO2的平衡转化率与温度、投料比m[m=]的关系如图所示:
①投料比由大到小的顺序为
②某温度下,若投料比m=3,下列可判断反应达到平衡状态的是
a.容器内气体压强不再变化
b.容器内气体平均相对分子质量不再变化
c.消耗3NA个氢气分子同时生成l.5NA个水分子
d.容器内不再变化
③若开始时投入6molH2和2molCO2,容器体积为3L。计算A点温度下该反应的平衡常数K=
(3)乙醇燃料电池是一种无污染电池,装置如图所示,写出该电池负极的电极反应式
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解答题-原理综合题
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【推荐1】I.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为________________________ 。
(2)闭合开关K后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是________ ,电解氯化钠溶液的总反应离子方程式为__________________________ 。
II.用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如图所示。(电极材料为石墨)
(1)图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)________ 极,C口流出的物质是________ 。
(2)b电极SO放电的电极反应式为____________ 。
(3)电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因________________ 。
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为
(2)闭合开关K后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是
II.用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如图所示。(电极材料为石墨)
(1)图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)
(2)b电极SO放电的电极反应式为
(3)电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因
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【推荐2】水是宝贵资源,研究生活和工业用水的处理有重要意义。请回答下列问题:
(1)已知水的电离平衡曲线如图所示。A、B、C三点水的电离平衡常数KA、KB、KC关系为_______ ,若从B点到D点,可采用的措施是_______ (填序号)。
a.加入少量盐酸
b.加入少量碳酸钠
c.加入少量氢氧化钠
d.降低温度
(2)饮用水中的主要来自于。已知在微生物的作用下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下:
1 mol全部被氧化成的热化学方程式为_______ 。
(3)某工厂用电解法除去废水中含有的Cr2O72-,总反应方程式为:
+6Fe+17H2O+2H+=2Cr(OH)3↓+6Fe(OH)3↓+6H2↑,该电解反应的负极材料反应的电极式为___ ,若有9 mol电子发生转移,则生成的cr(OH)3物质的量为____ 。
(4)废水中的N、P元素是造成水体富营养化的主要因素,农药厂排放的废水中。常含有较多的和,其中一种方法是:在废水中加入镁矿工业废水,可以生成高品位的磷矿石——鸟粪石,反应的离子方程式为Mg2+++=MgNH4PO4↓。该方法中需要控制污水的pH为7.5—10,若pH高于l0.7,鸟粪石产量会降;低,其原因可能是_____ 。
(1)已知水的电离平衡曲线如图所示。A、B、C三点水的电离平衡常数KA、KB、KC关系为
a.加入少量盐酸
b.加入少量碳酸钠
c.加入少量氢氧化钠
d.降低温度
(2)饮用水中的主要来自于。已知在微生物的作用下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下:
1 mol全部被氧化成的热化学方程式为
(3)某工厂用电解法除去废水中含有的Cr2O72-,总反应方程式为:
+6Fe+17H2O+2H+=2Cr(OH)3↓+6Fe(OH)3↓+6H2↑,该电解反应的负极材料反应的电极式为
(4)废水中的N、P元素是造成水体富营养化的主要因素,农药厂排放的废水中。常含有较多的和,其中一种方法是:在废水中加入镁矿工业废水,可以生成高品位的磷矿石——鸟粪石,反应的离子方程式为Mg2+++=MgNH4PO4↓。该方法中需要控制污水的pH为7.5—10,若pH高于l0.7,鸟粪石产量会降;低,其原因可能是
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【推荐3】I. 甲烷和水蒸气催化制氢主要存在如下两个反应:
①CH4(g)+ H2O (g)CO(g)+3H2(g) ∆H= +206kJ•mol-1
②CO(g)+ H2O (g)CO2 (g)+H2(g) ∆H= —41kJ•mol-1
恒定压强为P0时,将n(CH4):n(H2O)=1 :3的混合气体投入反应器中,平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式:___________ 。
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应,下列叙述正确的是___________ (填字母)。
A.恒温、恒容条件下,加入惰性气体,压强增大,反应速率加快
B.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数增大,反应速率加快
C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
D.加入合适的催化剂,同时降低反应温度,相同时间内的转化率可能不变
(3)恒定压强为P0,投料比n(CH4): n(H2O)=1 :3时,从提高氢气产率角度考虑反应温度应控制在___________ ℃左右。
(4) 600°C时,CH4的平衡转化率为___________ (保留2位有效数字),反应①的平衡常数的计算式为Kp=___________ (Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
II.我国科学家最近发明了一种Zn-PbO2电池,电解质为K2SO4、H2SO4和KOH,由a和b两种离子交换膜隔开,形成A、B、C三个电解质溶液区域,反应后B中溶液浓度变大,结构示意图如下:
回答下列问题:
(5)电池中,Zn 极上发生的电极反应式为___________ 。
(6)电池放电过程中,每消耗6.5gZn,理论上PbO2电极质量增重___________ g。
①CH4(g)+ H2O (g)CO(g)+3H2(g) ∆H= +206kJ•mol-1
②CO(g)+ H2O (g)CO2 (g)+H2(g) ∆H= —41kJ•mol-1
恒定压强为P0时,将n(CH4):n(H2O)=1 :3的混合气体投入反应器中,平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式:
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应,下列叙述正确的是
A.恒温、恒容条件下,加入惰性气体,压强增大,反应速率加快
B.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数增大,反应速率加快
C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
D.加入合适的催化剂,同时降低反应温度,相同时间内的转化率可能不变
(3)恒定压强为P0,投料比n(CH4): n(H2O)=1 :3时,从提高氢气产率角度考虑反应温度应控制在
(4) 600°C时,CH4的平衡转化率为
II.我国科学家最近发明了一种Zn-PbO2电池,电解质为K2SO4、H2SO4和KOH,由a和b两种离子交换膜隔开,形成A、B、C三个电解质溶液区域,反应后B中溶液浓度变大,结构示意图如下:
回答下列问题:
(5)电池中,Zn 极上发生的电极反应式为
(6)电池放电过程中,每消耗6.5gZn,理论上PbO2电极质量增重
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