【題目】(題文)近年來,研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。過程如下:
(1)反應(yīng)Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式:________________。
(2)對反應(yīng)Ⅱ,在某一投料比時,兩種壓強下,H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。
p2_______p 1(填“>”或“<”),得出該結(jié)論的理由是________________。
(3)I-可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑,可能的催化過程如下。將ii補充完整。
i.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+__________________+_______+2 I-
(4)探究i、ii反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系,實驗如下:分別將18 mL SO2飽和溶液加入到2 mL下列試劑中,密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序號 | A | B | C | D |
試劑組成 | 0.4 mol·L-1 KI | a mol·L-1 KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 KI 0.0002 mol I2 |
實驗現(xiàn)象 | 溶液變黃,一段時間后出現(xiàn)渾濁 | 溶液變黃,出現(xiàn)渾濁較A快 | 無明顯現(xiàn)象 | 溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快 |
①B是A的對比實驗,則a=__________。
②比較A、B、C,可得出的結(jié)論是______________________。
③實驗表明,SO2的歧化反應(yīng)速率D>A,結(jié)合i、ii反應(yīng)速率解釋原因:________________。
【答案】 3SO2(g)+2H2O (g)2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=254 kJ·mol1 > 反應(yīng)Ⅱ是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),溫度一定時,增大壓強使反應(yīng)正向移動,H2SO4 的物質(zhì)的量增大,體系總物質(zhì)的量減小,H2SO4的物質(zhì)的量分數(shù)增大 SO2 SO42 4H+ 0.4 I是SO2歧化反應(yīng)的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可以加快歧化反應(yīng)速率 反應(yīng)ii比i快;D中由反應(yīng)ii產(chǎn)生的H+使反應(yīng)i加快
【解析】分析:(1)應(yīng)用蓋斯定律結(jié)合反應(yīng)II分析。
(2)采用“定一議二”法,根據(jù)溫度相同時,壓強與H2SO4物質(zhì)的量分數(shù)判斷。
(3)依據(jù)催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,反應(yīng)i+反應(yīng)ii消去I-得總反應(yīng)。
(4)用控制變量法對比分析。
詳解:(1)根據(jù)過程,反應(yīng)II為SO2催化歧化生成H2SO4和S,反應(yīng)為3SO2+2H2O=2H2SO4+S。應(yīng)用蓋斯定律,反應(yīng)I+反應(yīng)III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反應(yīng)II的熱化學(xué)方程式為3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol。
(2)在橫坐標上任取一點,作縱坐標的平行線,可見溫度相同時,p2時H2SO4物質(zhì)的量分數(shù)大于p1時;反應(yīng)II是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動,H2SO4物質(zhì)的量增加,體系總物質(zhì)的量減小,H2SO4物質(zhì)的量分數(shù)增大;則p2p1。
(3)反應(yīng)II的總反應(yīng)為3SO2+2H2O=2H2SO4+S,I-可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑,催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,(總反應(yīng)-反應(yīng)i)2得,反應(yīng)ii的離子方程式為I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。
(4)①B是A的對比實驗,采用控制變量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A與B中KI濃度應(yīng)相等,則a=0.4。
②對比A與B,加入H+可以加快SO2歧化反應(yīng)的速率;對比B與C,單獨H+不能催化SO2的歧化反應(yīng);比較A、B、C,可得出的結(jié)論是:I是SO2歧化反應(yīng)的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可以加快歧化反應(yīng)速率。
③對比D和A,D中加入KI的濃度小于A,D中多加了I2,反應(yīng)i消耗H+和I-,反應(yīng)ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快”,反應(yīng)速率DA,由此可見,反應(yīng)ii比反應(yīng)i速率快,反應(yīng)ii產(chǎn)生H+使c(H+)增大,從而反應(yīng)i加快。
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【題目】實驗室需要0.80 mol·L-1 NaOH溶液475 mL 和0.40 mol·L-1硫酸500 mL。根據(jù)這兩種溶液的配制情況回答下列問題:
(1)如圖所示的儀器中配制溶液肯定不需要的是____________(填序號),配制上述溶液還需用到的玻璃儀器是____________________(填儀器名稱)。
(2)容量瓶所不具備的功能有________(填序號)。
A.配制一定體積準確濃度的標準溶液
B.量取一定體積的液體
C.測量容量瓶規(guī)格以下的任意體積的液體
D.貯存溶液
E.用來加熱溶解固體溶質(zhì)
(3)根據(jù)計算用托盤天平稱取NaOH的質(zhì)量為___________g。
(4)在實驗中其他操作均正確,若容量瓶用蒸餾水洗滌后未干燥,則所得溶液濃度________0.80 mol·L-1(填“大于”“等于”或“小于”,下同)。若還未等溶液冷卻就定容了,則所得溶液濃度________0.80 mol·L-1。
(5)根據(jù)計算得知,所需質(zhì)量分數(shù)為98%、密度為1.84 g·cm-3的濃硫酸的體積為________mL(計算結(jié)果保留一位小數(shù))。如果實驗室有10 mL、15 mL、20 mL、50 mL的量筒,最好選用________mL的量筒。
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【題目】在常溫下,如下圖所示的裝置中,若使活塞下移,重新達到平衡時,下列數(shù)值會增大的是
A. 陽離子數(shù)目 B. HCO3-的水解平衡常數(shù) C. 溶液的pH D. c(HCO3-)/c(H2CO3)
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【題目】某工廠用軟錳礦(主要成分是MnO2,含少量Al2O3和SiO2)和閃鋅礦(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS等雜質(zhì))為原料制備MnO2和Zn(干電池原料),其簡化流程如下:
已知:反應(yīng)Ⅰ中所有金屬元素均以離子形式存在。有關(guān)常數(shù):Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33、Ksp[Fe(OH)3]=3.0×10-39、Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13、Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17、Ksp(MnCO3)=2.0×10-11、Ka1(H2CO3)=4.0×10-7、Ka2(H2CO3)=5.6×10-11;卮鹣铝袉栴}:
(1)濾渣1中除了SiO2以外,還有一種淡黃色物質(zhì),該物質(zhì)是由MnO2、CuS與硫酸共熱時產(chǎn)生的,請寫出該反應(yīng)的離子方程式____________________________。
(2)反應(yīng)Ⅱ中加入適量金屬鋅的目的是為了回收某種金屬,濾渣2的主要成分是___________。
(3)反應(yīng)Ⅲ中MnO2的作用是_______________________,若反應(yīng)后溶液中Mn2+、Zn2+均為0.1mol·L-1,需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_______________(溶液中,當一種離子的濃度小于10-6mol/L時可認為已不存在),X可以是_________。(填字母代號)
a.MgO b.Zn(OH)2 c.Cu2(OH)2CO3 d.MnCO3
(4)反應(yīng)Ⅳ中電極均是惰性電極,寫出陽極電極反應(yīng)式________________________。本工藝可以循環(huán)利用的物質(zhì)有MnO2、Zn和_________。
(5)MnCO3有多種用途。廢水處理領(lǐng)域中常用NH4HCO3溶液將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnCO3,該反應(yīng)的離子方程式為______。試通過題述有關(guān)數(shù)據(jù)簡要計算說明該反應(yīng)能進行的原因:____________________________。
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【題目】下列圖示與對應(yīng)的敘述相符的是
A. 圖甲表示某吸熱反應(yīng)在無催化劑(a)和有催化劑(b)時反應(yīng)的能量變化
B. 圖乙表示常溫下,0.1mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1mol/L醋酸溶液的滴定曲線
C. 圖丙表示某可逆反應(yīng)的反應(yīng)速率隨時間的變化關(guān)系,t0時刻改變的條件是使用了催化劑
D. 圖丁表示一定質(zhì)量冰醋酸加水稀釋過程中、溶液導(dǎo)電能力變化曲線,且醋酸電離程度:a<b<c
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【題目】將4molA氣體和2molB氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g) 2C(g)。若經(jīng)2s后測得C的濃度為0.6mol/L,現(xiàn)有幾種說法:
①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 mol/Ls
②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 mol/Ls
③2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%
④2s時B物質(zhì)的濃度為0.7 mol/L
其中正確的是( )
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④
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【題目】某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組對某無色水樣的成分進行檢驗,已知該水樣中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO、SO、Cl﹣中的若干種離子.該小組同學(xué)取100mL水樣進行實驗,向水樣中先滴加硝酸鋇溶液,再滴加1mol/L的硝酸,實驗過程中沉淀質(zhì)量的變化情況如下圖所示:(提示:Al3+與CO不共存)
(1)水樣中一定含有的陰離子是_____,其物質(zhì)的量濃度之比為_____.
(2)寫出BC段所表示反應(yīng)的離子方程式:_____.
(3)由B到C點變化過程中消耗硝酸的體積為_____.
(4)試根據(jù)實驗結(jié)果推測K+是否存在?_____(填“是”或“否”);若存在,K+的物質(zhì)的量濃度c(K+)的范圍是_____.(若K+不存在,則不必回答該問).
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【題目】下列實驗現(xiàn)象描述錯誤的是
編號 | 實驗 | 現(xiàn)象 |
A | 加熱放在坩堝中的小塊鈉 | 鈉先熔化成光亮的小球,燃燒時,火焰為黃色,燃燒后,生成淡黃色固體 |
B | 在酒精燈上加熱用砂紙打磨過的鋁箔 | 鋁箔變軟,失去光澤,熔化的鋁并不滴落 |
C | 在FeCl2溶液中滴入NaOH溶液 | 生成白色沉淀,沉淀很快變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色 |
D | 將水蒸氣通過灼熱的鐵粉 | 黑色粉末變?yōu)榧t褐色 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】氯氣是一種化學(xué)性質(zhì)很活潑的非金屬單質(zhì),它具有較強的氧化性。下列敘述中不正確的是:
A. 紅熱的銅絲在氯氣中劇烈燃燒,生成棕黃色煙
B. 鈉在氯氣中燃燒,生成白色的煙
C. 純凈的氫氣在氯氣中安靜的燃燒,在集氣瓶口形成白色煙霧
D. 氯氣能與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,次氯酸見光易分解
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