【題目】“煙氣脫硫”是環(huán)境治理的重要工程,兩種常見(jiàn)脫硫方法如下;卮鹣嚓P(guān)問(wèn)題:
方法I:用亞硫酸鹽吸收煙氣中的SO2。已知吸收過(guò)程中含硫組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溶液pH的變化關(guān)系如圖所示。
(1)若選用 (NH4)2SO3作為吸收液(已知NH3·H2O 的電離常數(shù)Kb=1.74×10-5):
①H2SO3的pKa1=________( pKa1 = -lgKa1);
②(NH4)2SO3溶液呈________(填“酸性”、“堿性”或“中性”),理由是________________;
③圖中b點(diǎn)溶液中n(HSO3- ) : n(NH4+) =_________。
(2)若選用0.1mol/L 的Na2SO3作為吸收液,吸收過(guò)程中,下列有關(guān)粒子濃度關(guān)系一定正確的是(忽略溶液體積的變化)_________。
A.Na2SO3溶液中存在:c(Na+)>c(SO32-)>c(H2SO3)>c(HSO3-)
B.NaHSO3溶液中存在:c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3)
C.當(dāng)吸收液呈中性時(shí):2c(SO32-)+c(HSO3-)=0.2mol/L
D.當(dāng)吸收液呈酸性時(shí):c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)
方法II:用含鉻廢水吸收煙氣中的SO2。吸收原理如圖所示:
(3)“吸收”中反應(yīng)的離子方程式為____________________
(4)欲使廢水中的鉻元素完全轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀,應(yīng)調(diào)節(jié)pH的范圍為____。(常溫下Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32)
【答案】1.85 堿性 SO32-的水解程度大于NH4+的水解程度 1:3 BC 3SO2+Cr2O72-+2H+ =2Cr3++3SO42-+H2O ≥5
【解析】
(1)①H2SO3的第一步電離平衡常數(shù)Ka1=,據(jù)此結(jié)合圖像計(jì)算;
②(NH4)2SO3溶液中存在銨根的水解和亞硫酸根的水解,若銨根水解程度大則顯酸性,若亞硫酸根水解程度大則顯堿性;
③結(jié)合電荷守恒和圖像進(jìn)行判斷;
(2)A.Na2SO3作為吸收液,溶液中存在第一步水解:,第二步水解:,且一步水解程度遠(yuǎn)大于第二步水解;
B.NaHSO3溶液中存在電離平衡:,和水解平衡:,據(jù)此進(jìn)行分析;
C.根據(jù)電荷守恒進(jìn)行分析;
D.根據(jù)電荷守恒進(jìn)行分析;
(3)根據(jù)產(chǎn)物可知該過(guò)程中Cr2O72-被還原成Cr3+,二氧化硫做還原劑;
(4)當(dāng)離子濃度,可認(rèn)為該離子完全沉淀;然后根據(jù)Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)·c3(OH-)進(jìn)行計(jì)算;
(1)①Ka1=,根據(jù)圖像可知當(dāng)pH=1.85時(shí),n(HSO3- ) =n(H2SO3),也即c(HSO3- ) =c(H2SO3),所以Ka1=10-1.85,則pKa1=1.85,故答案為:1.85;
②NH3·H2O 的電離常數(shù)Kb=1.74×10-5,則銨根的水解平衡常數(shù)為,亞硫酸根的水解平衡常數(shù)根據(jù)圖像可知當(dāng)pH=7時(shí),n(HSO3-)=n(SO32-),即c(HSO3-)=c(SO32-),所以亞硫酸根的水解平衡常數(shù)為1×10-7,大于銨根的水解平衡常數(shù),所以亞硫酸根的水解程度大,溶液顯堿性,故答案為:堿性;SO32-的水解程度大于NH4+的水解程度;
③b點(diǎn)溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-),同時(shí)溶液中存在電荷守恒2c(SO32-)+c(HSO3-)+ c(OH-)= c(NH4+)+ c(H+),則有2c(SO32-)+c(HSO3-)= c(NH4+),根據(jù)圖像可知該點(diǎn)c(HSO3-)=c(SO32-),所以有3c(HSO3-)= c(NH4+),所以n(HSO3- ) : n(NH4+) =1:3;
(2)A.根據(jù)分析可知,在吸收二氧化硫之前,H2SO3是水解產(chǎn)生的,且為更為微弱的第二步水解產(chǎn)生,所以此時(shí)c(HSO3-)>c(H2SO3),故A錯(cuò)誤;
B.NaHSO3溶液中存在硫酸氫根的電離和水解,根據(jù)圖像可知硫酸氫鈉水溶液顯酸性即電離大于水解,所以c(SO32-)>c(H2SO3),溶液中存在c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3),故B正確;
C.吸收至中性時(shí)存在電荷守恒2c(SO32-)+c(HSO3-)+ c(OH-)= c(Na+)+ c(H+),且此時(shí)c(H+)=c(OH-),所以有2c(SO32-)+c(HSO3-)=c(Na+)=0.2mol/L,故C正確;
D.當(dāng)吸收溶液呈酸性時(shí),溶液中有電荷守恒:2c(SO32-)+c(HSO3-)+ c(OH-)= c(Na+)+ c(H+),溶液顯酸性則c(H+)<c(OH-),所以2c(SO32-)+c(HSO3-)>c(Na+),根據(jù)圖像可知當(dāng)溶液呈酸性時(shí)c(H2SO3)> c(SO32-)是,所以c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)> c(Na+),故D錯(cuò)誤;
故答案為:BC;
(3)根據(jù)產(chǎn)物可知該過(guò)程中Cr2O72-被還原成Cr3+,二氧化硫做還原劑被氧化成硫酸根,根據(jù)電子守恒和元素守恒可得方程式為:3SO2+Cr2O72-+2H+ =2Cr3++3SO42-+H2O;故答案為:3SO2+Cr2O72-+2H+ =2Cr3++3SO42-+H2O;
(4)設(shè)鉻元素完全轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀時(shí)溶液中的c(OH-)=amol/L,Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)·c3(OH-)=1×10-5×a3=1.0×10-32,解得a=1.0×10-9 amol/L,此時(shí)pH值為5,所以欲使廢水中的鉻元素完全轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀,應(yīng)調(diào)節(jié)pH的范圍為≥5,故答案為:≥5。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有機(jī)物甲的分子式為CxHyO2,其中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.25%,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68.35%。在酸性條件下,甲水解生成乙和丙兩種有機(jī)物;在相同溫度和壓強(qiáng)下,同質(zhì)量的乙和丙的蒸氣所占的體積相同,則甲的結(jié)構(gòu)可能有
A.18種B.16種C.14種D.8種
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是( 。
A.按系統(tǒng)命名法,化合物的名稱為2,4-二乙基-6-丙基辛烷
B.若兩種二肽互為同分異構(gòu)體,則二者的水解產(chǎn)物一定不相同
C.醋酸和硬脂酸互為同系物,C2H6和C9H20也一定互為同系物
D.1mol某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為通過(guò)消去反應(yīng)脫去1molHCl時(shí),能得到5種不同產(chǎn)物(不考慮立體異構(gòu))
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將鎂鋁鐵合金投入到300 mL硝酸溶液中,金屬恰好完全溶解生成Mg2+、Al3+和Fe3+;硝酸全部被還原為一氧化氮,其體積為6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),當(dāng)加入300 mL某濃度氫氧化鈉溶液時(shí),金屬陽(yáng)離子恰好全部沉淀,干燥后測(cè)得質(zhì)量為27.2 g。下列有關(guān)推斷正確的是( )
A. 參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.9 mol
B. 參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為11.9 g
C. 硝酸的物質(zhì)的量濃度為3 mol·L-1
D. 氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為6 mol·L-1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某學(xué)生探究小組將一批廢棄的電子線路板簡(jiǎn)單處理后,得到含71%Cu、20%Al、5%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅晶體的路線:
已知:Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑
回答下列問(wèn)題:
(1)濾渣1的主要成分為___。
(2)第②步加入H2O2目的是將Fe2+氧化成Fe3+,其離子方程式為___;使用H2O2作為氧化劑的優(yōu)點(diǎn)是___。
(3)用第③步所得CuSO4·5H2O晶體加熱制備無(wú)水CuSO4的瓷質(zhì)主要儀器___。
(4)由濾渣2制取Al2(SO4)3·18H2O,探究小組設(shè)計(jì)了三種方案:
上述三種方案中,可行方案是___,其中不可行方案的原因是___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】根據(jù)下列圖示所得出的結(jié)論正確的是
A.圖甲表示壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng)2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影響,乙的壓強(qiáng)比甲的壓強(qiáng)大
B.圖乙是金剛石與石墨分別氧化生成CO2的能量關(guān)系曲線,說(shuō)明石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)的ΔH>0
C.圖丙表示一定條件下的合成氨反應(yīng)中,NH3的平衡體積分?jǐn)?shù)隨H2起始體積分?jǐn)?shù)(N2的起始量恒定)的變化,圖中a點(diǎn)N2的轉(zhuǎn)化率大于b點(diǎn)
D.圖丁表示常溫下,稀釋HA、HB兩種酸的稀溶液時(shí),溶液pH隨加水量的變化,則相同條件下NaA溶液的pH大于同濃度的NaB溶液的pH
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鈷是人體不可或缺的微量元素之一。Co、Al、O形成的一種化合物鈷藍(lán)晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。
基態(tài)Co原子的價(jià)電子排布圖為___。該立方晶胞由4個(gè)I型和4個(gè)Ⅱ型小立方體構(gòu)成,其化學(xué)式為___,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,鈷藍(lán)晶體的密度為___g·cm-3(列計(jì)算式)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】COCl2(g)CO(g)+Cl2(g);ΔH>0。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列措施:①升溫 ②恒容通入惰性氣體 ③增加CO的濃度 ④減壓 ⑤加催化劑 ⑥恒壓通入惰性氣體,能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是( )
A.①②④B.①④⑥C.②③⑥D.③⑤⑥
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通電池相比,該電池能較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
①已知:放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,則正極反應(yīng)式為__。
②放電時(shí),_____(填“正”或“負(fù)”)極附近溶液的堿性增強(qiáng)。
(2)某種燃料電池的工作原理示意如圖所示,a、b均為惰性電極。
①使用時(shí),空氣從_____口通入(填“A”或“B”);
②假設(shè)使用的“燃料”是甲醇(CH3OH),a極的電極反應(yīng)式為__。
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