【題目】硫單質(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用,而SO2直接排放會對環(huán)境造成危害。
Ⅰ.已知:重晶石(BaSO4)高溫煅燒可發(fā)生一系列反應(yīng),其中部分反應(yīng)如下:
BaSO4(s)+4C(s)===BaS(s)+4CO(g) ΔH=+571.2 kJ·mol-1
BaS(s)===Ba(s)+S(s) ΔH=+460 kJ·mol-1
已知:2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
則:Ba(s)+S(s)+2O2(g)===BaSO4(s) ΔH=________。
Ⅱ.SO2的尾氣處理通常有以下幾種方法:
(1)活性炭還原法
反應(yīng)原理:恒溫恒容時2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。
反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度部分圖像如圖:
①0~20 min反應(yīng)速率表示為v(SO2)=________;
②30 min時,改變某一條件平衡發(fā)生移動,則改變的條件最有可能是________;
③40 min時,平衡常數(shù)K=________。
(2)亞硫酸鈉吸收法
①Na2SO3溶液吸收SO2的離子方程式為__________________;
②常溫下,當吸收至NaHSO3時,吸收液中相關(guān)離子濃度關(guān)系一定正確的是________(填序號)。
a.c(Na+)+c(H+)>c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
b.水電離出c(H+)=1×10-8 mol/L
c.c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)
(3)電化學處理法
①如圖所示,Pt(Ⅰ)電極的反應(yīng)式為__________________;
②當電路中轉(zhuǎn)移0.02 mol e-時(較濃H2SO4尚未排出),交換膜左側(cè)溶液中約增加________mol離子。
【答案】Ⅰ.-1473.2 kJ·mol-1
Ⅱ.(1)①0.03 mol/(L·min)②減少CO2的濃度 ③0.675
(2)①SO32-+SO2+H2O=2HSO3-②ac
(3)①SO2-2e-+2H2O===SO42-+4H+ ②0.03
【解析】
試題分析:Ⅰ.已知:①BaSO4(s) +4C(s)=BaS(s) +4CO(g) ΔH=+571.2 kJ·mol-1
②BaS(s)=Ba(s)+S(s) ΔH=+460 kJ·mol-1
③2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律分析,反應(yīng)③×2-反應(yīng)①-反應(yīng)②可得熱化學方程式為Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s) ΔH=-221×2-460-571.2=-1473.2 kJ·mol-1。
Ⅱ.(1)①由圖可知,0~20分鐘內(nèi)二氧化硫濃度變化量為1mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L,故二氧化硫的反應(yīng)速率=0.6mol/L÷20min=0.03 mol/(L·min)。
②30分鐘時瞬間,二氧化碳的濃度降低,S2的濃度不變,而后二氧化碳和S2的濃度均增大,應(yīng)是減小二氧化碳的濃度。
③其平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積/反應(yīng)物濃度的冪之積,由于平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系,則K= c(S2)c2(CO2)/c2(SO2)==0.675。
(2)①亞硫酸鈉溶液與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉,反應(yīng)離子方程式為SO32-+SO2+H2O=2HSO3- 。
②a.根據(jù)電荷守恒,c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),所以c(Na+)+c(H+)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),a正確。b.水電離出的氫離子濃度等于水電離出的氫氧根離子濃度,由于亞硫酸氫鈉溶液的pH未知,所以不能計算水電離出c(H+)濃度,b錯誤。c.在亞硫酸氫鈉溶液中亞硫酸氫根的電離大于水解,所以離子濃度關(guān)系為c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-),c正確。所以選ac。
(3)①由圖可知,Pt(Ⅰ)電極上也好了氧化成硫酸,電極反應(yīng)為SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+。
②左側(cè)電解反應(yīng)SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+,根據(jù)電子守恒,生成硫酸根的物質(zhì)的量為0.02mol/2=0.01mol,生成氫離子物質(zhì)的量為0.04mol,為保持溶液電中性,0.01mol的硫酸根需要0.02mol÷的氫離子,多余的氫離子通過陽離子交換膜移動到右側(cè),即有0.02mol氫離子移動到右側(cè),故左側(cè)溶液中增加的離子為0.01mol+0.02mol=0.03mol。
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【題目】25℃時,向10 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH與NaOH溶液體積關(guān)系如右圖所示:
(1)用電離方程式表示P點pH<7的原因是________。
(2)M、Q兩點中,水的電離程度較大的是________點。
(3)下列關(guān)系中,正確的是________。
a.M點c(Na+)>c(NH4+)
b.N點c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42-)
c.Q點c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Na+)
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【題目】為了研究化學反應(yīng)A+B=C+D的能量變化情況,某同學設(shè)計了如圖所示裝置。當向盛有A的試管中滴加試劑B時,看到U形管中甲處液面下降乙處液面上升。試回答下列問題:
(1)該反應(yīng)為_______反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。
(2)A和B的總能量比C和D的總能量_______(填“高”或“低’’)。
(3)反應(yīng)物化學鍵斷裂吸收的能量____(填“高’’或“低’’)于生成物化學鍵形成放出的能量。
(4)寫出一個符合題中條件的化學方程式:______________。
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【題目】下列關(guān)于化學與生活的認識正確的是( )
A. 安裝煤炭燃燒過程的“固硫”裝置,主要是為了提高煤的利用率
B. 新鮮蔬菜做熟后,所含維生素C不會有損失
C. 常溫下鋁遇濃硝酸鈍化,可用鋁罐車運輸濃硝酸
D. “天宮一號”使用的碳纖維,是一種新型有機高分子材料
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【題目】下列敘述正確的是( )
A. 酸性氧化物均與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸
B. 將NaOH溶液逐滴加入FeCl3溶液可制備Fe(OH)3膠體
C. HF與SiO2反應(yīng),可用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標記
D. 堿石灰、玻璃、生石灰、漂白粉都是混合物
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【題目】X、Y、Z、W、R是原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素,化合物XZ、Y2W能破壞水的電離平衡,XR能抑制水的電離,則Y元素為
A.Li B.F C.Na D.S
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【題目】有機物甲的分子式為C9H18O2,在酸性條件下甲水解為乙和丙兩種有機物,在相同的溫度和壓強下,同質(zhì)量的乙和丙的蒸氣所占體積相同,則甲的可能結(jié)構(gòu)有
A. 8種 B. 14種 C. 16種 D. 18種
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【題目】將MnO2與FeSO4溶液、硫酸充分反應(yīng)后過濾,將濾液加熱至60℃后,再加入Na2CO3溶液,最終可制得堿式碳酸錳[aMnCO3·bMn(OH)2·cH2O]。
(1)用廢鐵屑與硫酸反應(yīng)制備FeSO4溶液時,所用鐵屑需比理論值略高,原因是 ,反應(yīng)前需將廢鐵屑用熱Na2CO3溶液浸泡,其目的是 。
(2)為測定堿式碳酸錳組成,取7.390 g樣品溶于硫酸,生成CO2 224.0 mL(標準狀況),并配成500 mL溶液。準確量取10.00 mL該溶液,用0.0500 mol·L-1 EDTA(化學式Na2H2Y)標準溶液滴定其中的Mn2+(原理為Mn2+ +H2Y2-=MnY2-+2H+),至終點時消耗EDTA標準溶液28.00 mL。通過計算確定該樣品的化學式。
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