【題目】工業生產中產生的廢氣、廢液、廢渣直接排放會造成污染,很多都經過吸收轉化為化工產品。
I.利用電化學原理吸收工業生產中產生的SO2、NO,同時獲得Na2S2O4和NH4NO3產品的工藝流程圖如圖(Ce為鈰元素)。
請回答下列問題:
(1)裝置Ⅱ中NO在酸性條件下生成NO2-的離子方程式: 。
(2)裝置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如下圖所示:
右側反應室中發生的主要電極反應式為 。
(3)已知進入裝置Ⅳ的溶液中NO2-的濃度為0.4 mol·L-1,要使1 m3該溶液中的NO2-完全轉化為 NH4NO3,需至少向裝置Ⅳ中通入標準狀況下的O2的體積為 L。
II.以電石渣[主要成分為Ca(OH)2和CaCO3]為原料制備KClO3的流程如下:
(4)氯化過程控制電石渣過量,在75℃左右進行。氯化時存在Cl2與Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反應,Ca(ClO)2進一步轉化為Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2 分解為CaCl2和O2。提高Cl2轉化為Ca(ClO3)2的轉化率的可行措施有 (填序號)。
A.適當減緩通入Cl2速率 B.充分攪拌漿料 C.加水使Ca(OH)2完全溶解
(5)氯化過程中Cl2 轉化為Ca(ClO3)2的總反應方程式為
6Ca(OH)2+6Cl2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O
氯化完成后過濾。濾渣的主要成分為 (填化學式)。
(6)向濾液中加入稍過量KCl固體可將Ca(ClO3)2轉化為KClO3,若溶液中KClO3的含量為100gL1,從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是 。
(7)工業上常用磷精礦[Ca5(PO4)3F]和硫酸反應制備磷酸。已知25℃,101kPa時:
CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) △H=-271kJ/mol
5CaO(s)+H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) △H=-937kJ/mol
則Ca5(PO4)3F和硫酸反應生成磷酸的熱化學方程式是 。
【答案】
(1)NO+Ce4++H2O=NO2-+Ce3++2H+ ;
(2)2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O
(3)4.48×103;(4)AB;
(5)CaCO3、Ca(OH)2;
(6)蒸發濃縮、冷卻結晶
(7)Ca5(PO4)3F (s)+ 5H2SO4(l)=5CaSO4(s) +H3PO4(l)+HF(g)△H=-418kJ/mol
【解析】
試題分析:I.裝置Ⅰ中二氧化硫是酸性氧化物,能和強堿氫氧化鈉之間發生反應:SO2+OH-=HSO3-,NO和氫氧化鈉之間不會反應,裝置Ⅱ中NO在酸性條件下,NO和Ce4+之間會發生氧化還原反應:NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+,NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+,裝置Ⅲ中,在電解槽的陽極2Ce3+-2e-=2Ce4+,陰極電極反應式為:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O,裝置Ⅳ中通入氨氣、氧氣,2NO2-+O2++2H++2NH3=2NH4++2NO3-。
(1)裝置Ⅱ中NO在酸性條件下NO和Ce4+之間會發生氧化還原反應:NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+,NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+,故答案為:NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+;
(2)生成Ce4+為氧化反應,發生在陽極上,因此再生時生成的Ce4+在電解槽的陽極,連接電源正極,反應物是HSO3-被還原成S2O42-,得到電子,電極反應式為:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O,故答案為:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;
(3)NO2-的濃度為0.4mol/L,要使1m3該溶液中的NO2-完全轉化為NH4NO3,則失去電子數為:1000×(5-3)×0.4mol,設消耗標況下氧氣的體積是V,根據電子守恒:×4=1000×(5-3)×0.4mol,解得V=4480L,故答案為:4480;
II.電石渣含有Ca(OH)2,加入水打漿,通入氯氣,可生成Ca(ClO)2,Ca(ClO)2進一步轉化為Ca(ClO3)2,過濾后在濾液中加入KCl轉化生成KClO3,經蒸發濃縮、冷卻結晶可得晶體KClO3。
(4)氯氣和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水,反應的化學方程式為2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,提高Cl2轉化為Ca(ClO3)2的轉化率,可使氯氣和氫氧化鈣充分接觸,可適當減緩通入Cl2速率、充分攪拌漿料,因氫氧化鈣微溶于水,加水溶解的做法不可取,因濃度過低,對后續實驗不利,故答案為:AB;
(5)發生6Ca(OH)2+6Cl2═Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O,生成的Ca(ClO3)2溶于水,CaCO3不溶于水,Ca(OH)2微溶,則濾渣中含有CaCO3、Ca(OH)2,故答案為:CaCO3、Ca(OH)2;
(6)該溶液中盡可能多地析出KClO3固體,應經蒸發濃縮、冷卻結晶,故答案為:蒸發濃縮、冷卻結晶;
(7)已知25℃,101kPa時:①CaO(s)+H2SO4(l)═CaSO4(s)+H2O(l)△H=-271kJ/mol,②5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)═Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l)△H=-937kJ/mol,根據蓋斯定律:①×5-②得Ca5(PO4)3F和硫酸反應生成磷酸的熱化學方程式是Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g)△H=-418kJ/mol。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在300mL的密閉容器中,放入鎳粉并充入一定量的CO氣體,一定條件下發生反應:
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO) 4(g),已知該反應平衡常數與溫度的關系如表:
下列說法不正確的是
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反應為放熱反應
B.25℃時反應Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常數為2×10-5
C.在80℃時,測得某時刻,Ni(CO)4(g)、CO濃度均為0.5mol/L,則此時v(正)>v(逆)
D.80℃達到平衡時,測得n(CO)=0.15mol,則Ni(CO)4的平衡濃度為0.125mol/L
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】NaHSO4和NaHCO3是常見的酸式鹽,是水溶液中離子平衡部分重要的研究對象。
請運用相關原理,回答下列有關小題。
(1)NaHSO4在水中的電離方程式________________。室溫下,pH=5的NaHSO4放熱溶液中水的電離程度___________(填“>”、“<”或“=”)pH=9的氨水中水的電離程度。
(2)等體積等物質的量濃度的NaHSO4與氨水混合后,溶液呈酸性的原因為___________(用離子方程式表示)。
(3)室溫下,若一定量的NaHSO4溶液與氨水混合后,溶液PH=7,則c(Na+)+c(NH4+)_______2c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”)
(4)室溫下,用硫酸氫鈉與氫氧化鋇溶液制取硫酸鋇,若溶液中SO42-完全沉淀,則反應后溶液的pH_________7 (填“>”、“<”或“=”)。
(5)室溫下,0.1mol/L的NaHCO3溶液的pH為8.4,同濃度的Na[Al(OH)4]溶液的pH為12.4。同濃度的Na2CO3溶液的pH為11.4。
①將NaHCO3和Na[Al(OH)4]兩種溶液等體積混合,可能發生的現象是________,其主要原因是(用離子方程式表示)_______。
②上述溶液中,由NaHCO3水解產生的c(OH-)約是由Na2CO3水解產生的c(OH-)的______倍。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(2017·貴州省遵義市第四中學高一上學期期中考試)由NO和CO組成的混合氣體與同溫同壓下空氣的密度相等(空氣的平均相對分子質量為29),下列關系正確的是
A.混合氣體中,CO與NO質量比15∶14
B.混合氣體中,CO與NO分子個數比1∶2
C.混合氣體中,CO占有的體積大于NO占有的體積
D.混合氣體中,CO與NO密度比14∶15
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在無色透明的強酸性溶液中,能大量共存的離子組是( )
A. K+、SO42-、Fe3+、Na+ B. Ca2+、SO32-、AlO2-、Cl-
C. NO3-、I-、K+、Mg2+ D. K+、SO42-、Na+、Cl-
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z、R、W是5種短周期元素,原子序數依次增大;它們可組成離子化合物Z2Y和共價化合物RY3、XW4;已知Y、R同主族,Z、R、W同周期。下列說法正確的是
A. 簡單離子半徑R>W>Y>Z
B. 氣態氫化物穩定性:HmW<HnR
C. Z2Y2電子式可表示為
D. RY2和W2均有漂白性,將兩者等物質的量混合溶于水,漂白性增強
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知硫酸、氨水的密度與所加水的量的關系如圖所示,現有硫酸與氨水各一份,請根據表中信息,回答下列問題:
溶質的物質的量濃度/mol·L1 | 溶液的密度/g·cm3 | |
硫酸 | c1 | ρ1 |
氨水 | c2 | ρ2 |
(1)表中硫酸的質量分數為 (不寫單位,用含c1、 ρ1的代數式表示)。
(2)物質的量濃度為c1 mol·L1的硫酸與水等體積混合(混合后溶液的體積變化忽略不計),所得溶液的物質的量濃度為 mol·L1。
(3)將物質的量濃度分別為c2 mol·L1和c2 mol·L1的氨水等質量混合,所得溶液的密度 (填“大于”、“小于”或“等于”,下同)ρ2 g·cm3,所得溶液的物質的量濃度
c2 mol·L1(設混合后溶液的體積變化忽略不計)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】表中對于相關物質的分類全部正確的是
編號 | 純凈物 | 混合物 | 堿性氧化物 | 非電解質 |
A | 液氯 | 漂白粉 | Al2O3 | CO |
B | 醋酸 | 濃硫酸 | Na2O2 | 乙醇 |
C | 堿石灰 | 鹽酸 | K2O | Cl2 |
D | 膽礬 | 水玻璃 | CaO | SO2 |
A. A B. B C. C D. D
查看答案和解析>>
湖北省互聯網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區 | 電信詐騙舉報專區 | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區 | 涉企侵權舉報專區
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com