【題目】硫的化合物在化工生產(chǎn)、污水處理等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
Ⅰ.羰基硫(O=C=S)廣泛存在于以煤為原料制備的各種化工原料氣中,能引起催化劑中毒、大氣污染等。羰基硫的水解和氫解是兩種常用的脫硫方法,其反應(yīng)式分別為:
a.水解反應(yīng):COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1=-35 kJ/mol
b.氫解反應(yīng):COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2
已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H3=-42kJ/mol
(1)完成上述氫解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:______。
(2)一定條件下,密閉容器中發(fā)生反應(yīng)a,其中COS(g)的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。則A、B、C三點對應(yīng)的狀態(tài)中,v(COS)=v(H2S)的是______(填字母)。
(3)反應(yīng)b的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示,其中表示正反應(yīng)的平衡常數(shù)(K正)的是______(填“A”或“B”)。
(4)T1℃時,向容積為10L的恒容密閉容器中充入2molCOS(g)和2molH2(g),發(fā)生反應(yīng)b,則:COS的平衡轉(zhuǎn)化率為______。
Ⅱ.礦石冶煉與含硫化合物有關(guān)。
(5)將冰銅礦(主要為Cu2S和FeS相熔合而成)加熔劑(石英砂)在1200℃左右吹入空氣進行吹煉:Cu2S被氧化為Cu2O,生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng),生成含Cu量約為98.5%的粗銅,該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是:___________;___________。
(6)廢氣中的SO2可用NaOH溶液吸收,吸收SO2后的堿性溶液還可用于Cl2的尾氣處理,吸收Cl2后的溶液仍呈強堿性。
①吸收Cl2后的溶液中一定存在的陰離子有OH-、______。
②吸收Cl2后的溶液中可能存在SO32-,取該溶液于試管中,滴加黃色的溴水,得到無色溶液。此實驗不能證明溶液中含有SO32-,理由是___________。
【答案】COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)△H=+7kJ/mol ABC A 50% 2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S6Cu+2SO2↑ SO42-、Cl- NaOH溶液能跟溴單質(zhì)反應(yīng),使溶液呈無色
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律,將①-②,整理可得相應(yīng)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;
(2)化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的計量數(shù)的比等于物質(zhì)的反應(yīng)速率比;
(3)該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則逆反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動,導(dǎo)致正反應(yīng)平衡常數(shù)增大;
(4)T1℃時,正逆平衡常數(shù)相等,正逆反應(yīng)平衡常數(shù)互為倒數(shù),則該溫度下正逆反應(yīng)平衡常數(shù)為1,開始時c(H2)=c(COS)==0.2mol/L,設(shè)COS的平衡轉(zhuǎn)化率為x,
可逆反應(yīng) COS(g) + H2(g)H2S(g) + CO(g)
開始(mol/L)0.2 0.2 0 0
反應(yīng)(mol/L)0.2x 0.2x 0.2x 0.2x
平衡(mol/L)0.2-0.2x 0.2-0.2x 0.2x 0.2x
化學(xué)平衡常數(shù)K==1據(jù)此計算x;
(5)Cu2S被氧化為Cu2O:2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO2;Cu2O與Cu2S反應(yīng):2Cu2O+Cu2S 6Cu+2SO2↑;
(6)氯氣具有強氧化性,SO32-中+4價的硫具有還原性,氯氣與SO32-會發(fā)生氧化還原反應(yīng);溶液顯堿性時能與溴水反應(yīng),不能確定溴水與SO32-會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
(1)①COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1=-35 kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H3=-42kJ/mol
將方程式①-②整理可得COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2=+7kJ/mol;
(2)根據(jù)方程式COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)可知,COS和H2S的化學(xué)計量數(shù)相等,則二者化學(xué)反應(yīng)速率相等,與反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)無關(guān),也與反應(yīng)溫度無關(guān),故合理選項是ABC;
(3)該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則逆反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動,導(dǎo)致正反應(yīng)平衡常數(shù)增大,
故選A;
(4)T1℃時,正逆平衡常數(shù)相等,正逆反應(yīng)平衡常數(shù)互為導(dǎo)致,則該溫度下正逆反應(yīng)平衡常數(shù)為1,
開始時c(H2)=c(COS)==0.2mol/L,設(shè)COS的平衡轉(zhuǎn)化率為x,
可逆反應(yīng) COS(g) + H2(g)H2S(g) + CO(g)
開始(mol/L)0.2 0.2 0 0
平衡(mol/L)0.2-0.2x 0.2-0.2x 0.2x 0.2x
化學(xué)平衡常數(shù)K==1,解得x=0.5=50%;
(5)Cu2S被氧化為Cu2O:2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO2;Cu2O與Cu2S反應(yīng):2Cu2O+Cu2S6Cu+2SO2↑;
(6)①吸收SO2后的堿性溶液還可用于Cl2的尾氣處理,亞硫酸鈉與氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鈉和鹽酸,則吸收Cl2后的溶液中一定存在的陰離子有OH-、SO42-、Cl-;
②滴加黃色的溴水,得到無色溶液,此實驗不能證明溶液中含有SO32-,理由是NaOH溶液能跟溴單質(zhì)反應(yīng),使溶液呈無色。
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【題目】將一定量的SO2(g)和O2(g)置于一恒容密閉容器中,在不同溫度下進行反應(yīng)(已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng))。實驗記錄得到下表中的兩組數(shù)據(jù):下列有關(guān)說法中不正確的是( )
實驗序號 | 溫度(℃) | 平衡常數(shù)(L/mol) | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡所需時間(min) | ||
SO2 | O2 | SO2 | O2 | ||||
1 | T1 | K1 | 4 | 2 | x | 0.8 | 6 |
2 | T2 | K2 | 4 | 2 | 0.4 | y | t |
A. 表中x=1.6;y=0.2B. 表中t>6
C. 表中K1、K2的關(guān)系:K2>K1D. 實驗1在前6min的反應(yīng)速率υ(SO2)=0.2mol/(Lmin)
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【題目】下列敘述中,不屬于氮的固定的方法是
A.從液態(tài)空氣中分離氮氣B.氮氣和氫氣合成氨
C.氮氣和氧氣反應(yīng)生成一氧化氮D.根瘤菌將氮氣轉(zhuǎn)化為硝酸鹽
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【題目】短周期金屬元素甲~戊在周期表中的相對位置如下表所示,下面判斷不正確的是( )
甲 | 乙 | |
丙 | 丁 | 戊 |
A. 金屬性:甲<丙
B. 最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性:丙>丁>戊
C. 原子半徑:丁>丙>甲
D. 最外層電子數(shù):乙>甲
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【題目】將10 mL pH =1的CH3COOH 溶液加水稀釋至100 mL后,溶液的pH為
A. 2 B. 2<pH<7 C. 1<pH<2 D. 無法判斷
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【題目】利用水鈷礦[主要成分為Co2O3和Co(OH)3,還有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工藝流程如圖所示:
已知:①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等:
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
開始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)寫出浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式__________________________。
(2)NaClO3的作用是___________________________________。
(3)加Na2CO3調(diào)pH至5.2所得沉淀為____________________________。
(4)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖所示。萃取劑的作用是_____;其使用的適宜pH范圍是_____(填字母)。
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5
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【題目】銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下:
[注:Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450 ℃和80 ℃]
(1)電解精煉銀時,陰極反應(yīng)式為___________________________。
濾渣A與稀硝酸反應(yīng),產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色,該氣體變色的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________。
(2)固體混合物B的組成為________;
(3)完成煅燒過程中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式:__
________CuO+________Al2O3________CuAlO2+________。
(4)CuSO4溶液也可用于制備膽礬,其基本操作是____________、過濾、洗滌和干燥。
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【題目】磷酸亞鐵鋰( LiFePO4)電池是新能源汽車的動力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片(由Al箔、 LiFePO4活性材料、少量不溶于酸堿的導(dǎo)電劑組成)中的資源,部分流程如圖:
已知:Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3。部分物質(zhì)的溶解度(S)如下表所示:
(1)寫出堿溶時Al箔溶解的離子方程式:______________________。
(2)為提高酸浸的浸出率,除粉碎、挑拌、升溫外,還可采用的方法有_________________________________。
(3)酸浸時產(chǎn)生標(biāo)況下3.36LNO時,溶解 LiFePO4_________mol(其他雜質(zhì)不與HNO3反應(yīng))。
(4)若濾液②中c(Li+)=4mol·L-1,加入等體積的Na2CO3后,Li+的沉降率達到90%,計算濾液③中c(CO32-)=___________mol/L。
(5)流程中用“熱水洗滌”的原因是____________________________________________。
(6)工業(yè)上將回收的Li2CO3、FePO4粉碎與炭黑混合高溫灼燒再生制備 LiFePO4,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________;若測得產(chǎn)品中n(Li)︰n(Fe)︰n(P)=1︰0.9︰1,則產(chǎn)品中n(Fe2+)/n(Fe3+)=___________。
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【題目】下列屬于放熱反應(yīng)的是
A. C + CO22CO
B. CaCO3CaO + CO2↑
C. 2Al + Fe2O32Fe + Al2O3
D. Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl=BaCl2 + 2NH3↑+ 10H2O
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