【題目】硫的化合物在科研、生活及化學工業(yè)中具有重要的作用。
(1)在廢水處理領域中,H2S或Na2S能使某些金屬離子生成極難溶的硫化物而除去。25 ℃,在0.10 mol·L-1 H2S溶液中,通入HCl氣體或加入NaOH固體以調節(jié)溶液pH,溶液pH與c(S2-)關系如下表(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。
pH | 3 | 5 | 7 | 9 | 11 |
c(S2-)/ (mol·L-1) | 1.4×10-15 | 1.4×10-11 | 6.8×10-8 | 1.3×10-5 | 1.3×10-3 |
某溶液含0.020 mol·L-1 Mn2+、0.10 mol·L-1 H2S,當溶液的pH=5時,Mn2+開始沉淀,MnS的溶度積為______。
(2)工業(yè)上采用高溫分解H2S制取氫氣,其反應為2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH1,在膜反應器中分離出H2。
①已知:H2S(g)H2(g)+S(g) ΔH2;2S(g)S2(g) ΔH3,則ΔH1=______ (用含ΔH2、ΔH3的式子表示)。
②在密閉容器中,充入0.10 mol H2S(g),發(fā)生反應2H2S(g)2H2(g)+S2(g),控制不同的溫度和壓強進行實驗,結果如圖所示。
圖中壓強p1、p2、p3由大到小的順序為______,理由是______。若容器的容積為2.0 L,則壓強為p3,溫度為950 ℃時,反應經3 h達到平衡,化學反應速率v(S2)=______;若壓強p2=7.2 MPa、溫度為975 ℃時,該反應的平衡常數(shù)Kp=______(用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×物質的量分數(shù),計算結果保留兩位有效數(shù)字)。若保持壓強不變,升溫至1000 ℃時,則該反應的平衡常數(shù)_____(填“增大”“不變”或“減小”)。
(3)工業(yè)上用惰性電極電解KHSO4飽和溶液制取H2O2,示意圖如圖所示:
①低溫電解KHSO4飽和溶液時陽極的電極反應式為______。
②K2S2O8水解時生成H2O2和KHSO4,該反應的化學方程式______。
【答案】 2.8×10-13 2ΔH2+ΔH3 p3>p2>p1 該反應的正反應為氣體分子數(shù)增加的反應,其他條件相同時,壓強增大平衡逆向移動,H2S的轉化率減小,故p3>p2>p1 0.0025 mol·L-1·h-1 0.53 增大 2SO-2e-===S2O K2S2O8+2H2O===H2O2+2KHSO4
【解析】試題分析:(1)某溶液含0.020 molL-1Mn2+、0.1 molL-1H2S,當溶液的pH=5時,溶液里c(S2-)=1.4×10-11molL-1,Mn2+開始沉淀,則MnS的溶度積= c(S2-)×c(Mn2+)=0.020×1.4×10-11=2.8×10-13; (2)工業(yè)上采用高溫分解H2S制取氫氣,其反應為2H2S(g)2H2(g)+S2(g) △H1,在膜反應器中分離出H2。①ⅰH2S(g)H2(g)+S(g) △H2,ⅱ2S(g)S2(g)△H3,根據(jù)蓋斯定律可知2H2S(g)2H2(g)+S2(g)為ⅰ×2+ⅱ得到的,故△H1=2ΔH2+ ΔH3;②因為恒溫下壓強越大,H2S的轉化率越低,則圖中壓強p1、p2、p3由大到小的順序為p3>p2>p1,理由是該反應的正反應為氣體分子數(shù)增加的反應,其他條件相同時,壓強增大平衡逆向移動,H2S 的轉化率減小,故p3>p2>p1。壓強為p3,溫度為950℃時,H2S的轉化率為30%,即變化量為0.10mol×30%=0.03mol,生成的S2(g)為0.03mol/2=0.015mol,達到平衡時v(S2)="(" 0.015mol/2L)÷3h=0.0025mol/(L·h);若壓強p2=7.2MPa,溫度為975℃時,H2S的轉化率為40%,即變化量為0.10mol×40%=0.04mol,則平衡時H2(g)為0.04mol,S2(g)的物質的量為0.02mol,H2S(g)的物質的量為0.06mol,總的物質的量為0.12mol,H2S(g)、H2(g)、S2(g)的分壓分別為7.2MPa×(0.06/0.12)=3.6MPa,7.2MPa×(0.04/0.12)=2.4MPa,7.2MPa×(0.02/0.12)=1.2MPa,則反應的平衡常數(shù)Kp=(2.4MPa)2×1.2MPa÷(3.6MPa)2=0.53MPa,因恒壓條件下,溫度越高,H2S的轉化率越大,說明升高溫度平衡正向移動,若保持壓強不變,升溫到1000℃時,則該反應的平衡常數(shù)增大;(3)①低溫電解飽和KHSO4溶液時陽極的電極反應式為2SO4 22e=S2O82;②K2S2O8水解時生成H2O2和KHSO4,該反應的化學方程式為K2S2O8+ 2H2O = H2O2+2KHSO4。
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【題目】SO2是主要大氣污染物之一,工業(yè)上可用如圖裝置吸收轉化SO2(A、B 為惰性電極)。下列說法錯誤的是( )
A. a為電源的正極
B. B 極上發(fā)生氧化反應
C. 離子交換膜為陽離子交換膜
D. A極區(qū)溶液的pH逐漸增大
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【題目】N 是一種重要的元素,其單質及化合物在諸多領域中都有廣泛的應用。
(1)基態(tài)N 原子的核外電子排布式是_____________;最高能級的電子云輪廓圖形狀為_____________;N原子的第一電離能比O原子的大,其原因是_________________________。
(2)在高壓下氮氣會發(fā)生聚合得到高聚氮,晶體結構如圖所示。晶體中每個氮原子與另外三個氮原子結合形成空間網(wǎng)狀結構。氮原子的雜化軌道類型為_________。這種高聚氮N-N 鍵的鍵能為160kJ/mol,而N2 的鍵能為942kJ/mol,其可能潛在的應用是______________________。
(3)南京理工大學團隊成功合成了能在室溫穩(wěn)定存在的五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl,經X射線衍射測得晶體結構,其局部結構如圖所示(其中N5-的立體結構是平面五元環(huán))。下列說法正確的是________。
A.所有N 原子的價電子層均有孤對電子 B.兩種陽離子均含有配位鍵
C.兩種陽離子不是等電子體 D.陰陽離子之間只存在離子鍵
(4)NH3 與F2 反應生成NF3 和NH4F,這四種物質中,沸點由高到低的順序是______;NF3中氮元素顯_______價;屬極性分子的有_________________。
(5)立方氮化硼稱為超硬材料。晶胞結構如圖所示:
硼原子的配位數(shù)是__________。若晶胞參數(shù)為anm,則晶體的密度為____g·cm3 (用NA 表示阿伏伽德羅常數(shù)的值,列出代數(shù)式)。
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【題目】鉍及其化合物在工業(yè)生產中用途廣泛,某研究小組用浮選過的輝鉍礦(主要成分是Bi2S3,還含少量SiO2等雜質)制備NaBiO3,其流程如下:
已知:水解能力:Bi3+>Fe3+。
回答下列問題:
(1)“浸取”時,為了提高浸取速率,可采取的措施有______(任寫一條);過濾1的濾渣的主要成分有______(填化學式)。
(2)浸取時加入過量濃鹽酸的目的是______;“母液”中通入氣體X后可循環(huán)利用,氣體X為______(填名稱)。
(3)寫出焙燒時生成鉍酸鈉的化學方程式______;當消耗標準狀況下4.48 L O2時,轉移電子的數(shù)目是______。
(4)25℃時,向濃度均為0.04 mol·L-1的Cu2+、Pb2+、Bi3+的混合溶液中滴加(NH4)2S溶液(設溶液體積增加1倍),當c(Pb2+)=10-5 mol·L-1時恰好完全沉淀,所得溶液中c(Cu2+)∶c(Bi3+)=______。[已知:Ksp(CuS)=6.0×10-36、Ksp(PbS)=3.0×10-28、Ksp(Bi2S3)=1.6×10-20]
(5)用雙硫腙(H2Dz,二元弱酸)~CC14絡合萃取法可從工業(yè)廢水中提取金屬離子:H2Dz先將金屬離子絡合成電中性的物質[如Cu(HDz)2等],再用CCl4萃取此絡合物。下圖是用上述方法處理含有Hg2+、Bi3+、Zn2+的廢水時的酸度曲線(E%表示金屬離子以絡合物形式被萃取分離的百分率)。
①當調節(jié)pH=2.5時,鉍(Bi)的存在形式有______。
②向萃取后的CCl4中加入NaOH溶液可將鉍元素以氫氧化物的形式沉淀下來,相應的離子方程式為______。
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【題目】咖啡酸乙酯具有抗炎作用且有治療自身免疫性疾病的潛力,其合成路線如圖所示:
回答下列問題:
(1)C+D→E反應類型為______。F中含氧官能團的名稱是______。
(2)D分子中位于同一平面上的原子最多有______個。G的結構簡式為______。
(3)H→咖啡酸乙酯的化學方程式為______。
(4)芳香族化合物M是H的同分異構體,1 molM與足量碳酸氫鈉溶液反應生成2 molCO2,M的結構有______種;其中核磁共振氫譜為5組峰,峰面積比為1∶2∶2∶2∶1的結構簡式為______。
(5)以上圖中的C和甲醛為原料,設計合成C5H12O4()的路線(無機試劑任任選)。________________________
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【題目】鉛蓄電池是最常見的二次電池,其構造示意圖如下。發(fā)生反應的化學方程式為:
Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) + 2H2O(l)
下列說法不正確的是
A.放電時,正極反應為:PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) +2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l)
B.充電時,應將外接直流電源的正極與鉛蓄電池的接線柱A相接
C.實驗室用鉛蓄電池做電源精煉粗銅時,應將粗銅與接線柱B相連接
D.鉛蓄電池做電源電解Na2SO4溶液時,當有2 mol O2產生時,消耗8 mol H2SO4
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【題目】為提純下列物質(括號內的物質為雜質),所選用的除雜試劑或分離方法不正確的是
選項 | 提純的物質 | 除雜試劑 | 分離方法 |
A | 乙炔(硫化氫) | 硫酸銅溶液 | 洗氣 |
B | 苯(苯酚) | 濃溴水 | 過濾 |
C | 乙醇(乙酸) | 生石灰 | 蒸餾 |
D | 苯甲酸(可溶性雜質) | 水 | 重結晶 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】下列有關電解質溶液的說法正確的是
A. 向0.1mol/L CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中c(H+)/c(CH3COOH)減小
B. 將CH3COONa溶液從20℃升溫至30℃,溶液中c(CH3COO-)/[c(CH3COOH).c(OH-)]增大
C. 向鹽酸中加入氨水至中性,溶液中[c(NH4+)/c(Cl-)]>1
D. 向AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3,溶液中c(Cl-)/c(Br-)不變
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【題目】福酚美克是一種影響機體免疫力功能的藥物,可通過以下方法合成:
(1)物質A的名稱是__________________________
(2)B→C的轉化屬于_______反應(填反應類型)。
(3)上述流程中設計A→B步驟的目的是_________________________________。
(4)A與足量氫氧化鈉溶液反應的方程式為:_________________________________。
(5)A的同分異構體X滿足下列條件:
Ⅰ.能與NaHCO3反應放出氣體; Ⅱ.能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。
符合上述條件的同分異構體有______種。其中核磁共振氫譜有5組吸收峰的結構簡式為_____________。
(6)參照上述合成路線和信息,以乙醛為原料(無機試劑任選),設計制
的合成路線:____________________________。
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