(14分)湿法炼锌的冶炼过程可用下图简略表示:请回答下列问题: (1)已知:N2(g)+2H2(g)===N2H4(l) ΔH=a kJ·mol-1,该反应不能
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(14分)湿法炼锌的冶炼过程可用下图简略表示:
请回答下列问题: (1)已知:N2(g)+2H2(g)===N2H4(l) ΔH=a kJ·mol-1,该反应不能自发进行,则a 0(填“>”、“<”或“=”). (2)ZnS焙烧的反应2ZnS+3O22SO2+2ZnO所涉及的物质中,发生氧化反应的物质是 ,不含离子键的化合物是 . (3)电解过程中析出锌的电极反应式为___________________________. (4)产生的SO2可用Ba(NO3)2溶液吸收,部分产物可作为工业原料,其反应的离子方程式为 . (5)锌-空气电池与锂电池相比,具有储存电量高、成本低、没有安全隐患等优点。该电池的总反应为2Zn+O2===2ZnO,电解质溶液为KOH溶液,则负极的电极反应式为 。25℃时,以该电池为电源,用两个等质量的铜棒作电极电解500 mL 0.1mol/L CuSO4溶液,一段时间后切断电源,对电极干燥并称量,测得两电极的质量差为9.6 g,则至少需要________L空气(折算成标准状况)进入该电池。 |
答案
(1)>;(2)ZnS,SO2;(3)Zn[(NH3)4]2++2e-=Zn+4NH3↑; (4)3SO2+3Ba2++2H2O+2NO3-=3BaSO4↓+2NO↑+4H+;(5)Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O, 4.2L。 |
解析
试题分析:(1)根据化学反应方向的判据ΔH—TΔS分析,吸热的熵减少的反应在任何条件下都不能自发进行,该反应是一个熵减小的反应,所以当该反应为吸热反应即a>0时,该反应在任何条件下都不能自发进行;(2)在氧化还原反应中,ZnS中硫元素的化合价由—2价升高到0价,发生氧化反应;活泼金属和非金属元素之间形成的化学键是离子键,如ZnS、ZnO,SO2属于共价化合物,只含有共价键;(3)电解池中,阳离子Zn[(NH3)4]2+在阴极上发生得电子的还原反应,电解反应式为:Zn[(NH3)4]2++2e-=Zn+4NH3↑;(4)二氧化硫酸性气体可以和硝酸钡溶液之间发生氧化还原反应,得到白色沉淀硫酸钡和NO气体,离子方程式为3SO2+3Ba2++2H2O+2NO3-=3BaSO4↓+2NO↑+4H+;(5)在锌-空气电池原电池的负极上是金属锌发生失电子的氧化反应,在碱性环境下,电极反应式为:Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O,以该电池为电源,用两个等质量的铜棒作电极电解500mL 0.1mol/L CuSO4溶液,阳极上是Cu-2e-=Cu2+,阴极上是Cu2++2e-=Cu,对电极干燥并称量,测得两电极的质量差为9.6g,则减少的铜和生成的铜各是4.8g即0.075mol,转移电子是0.15mol,根据反应2Zn+O2═2ZnO,当转移电子是4mol时,消耗氧气是1moL,所以转移电子是0.15mol时,消耗氧气是0.0375moL,氧气体积是空气提及的五分之一,所以消耗空气的体积是0.0375moL×5×22.4L/mol=4.2L。 |
举一反三
下列离子方程式正确的是A.1mol Cl2通入含有2mol FeI2的溶液中:2Fe2++2I﹣+2Cl2=2Fe3++4Cl﹣+I2 | B.澄清石灰水与少量小苏打溶液混合:Ca2++OH﹣+HCO3﹣=CaCO3↓+H2O | C.AlCl3溶液中加入过量氨水:Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O | D.向银氨溶液中加入足量的盐酸:[Ag(NH3)2]++OH﹣+3H+=Ag++2NH4++H2O |
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下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是A.漂白粉溶液中通入SO2:Ca2++2ClO-+SO2+H2O=2HClO+CaSO3↓ | B.向苯酚钠溶液中通入少量的CO2:2C6H5O-+CO2+H2O→2C6H5OH+CO32- | C.Na2O2溶于水产生O2:Na2O2+H2O=2Na++2OH-+O2↑ | D.石灰石溶于醋酸:CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O |
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下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是A.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应至中性:2H++SO42-+Ba2++2OH- = BaSO4↓+2H2O | B.Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液:Ca2++2HCO3-+2OH- = CaCO3↓+CO32-+2H2O | C.向Ca(ClO)2溶液中通入过量的 SO2:C1O- + SO2 + H2O =" HClO" + HSO3- | D.FeSO4酸性溶液中加H2O2:2Fe2++H2O2 = 2Fe3++2OH- |
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(15分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称保险粉,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。实验室可通过Na2S、Na2CO3和SO2共同反应来制取Na2S2O3。 图1 图2 (1)写出图1所示装置中三颈瓶中由反应制取Na2S2O3的化学方程式_ ___。 如将分液漏斗中的H2SO4改成浓盐酸,则三颈烧瓶内除Na2S2O3生成外,还有_____(填化学式)杂质生成。 (2)为测定所得保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数,可用标准碘溶液进行滴定,反应方程式为2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6。 ① 利用KIO3、KI和HCl可配制标准碘溶液。写出配制时所发生反应的离子方程式:___________________。 ② 准确称取一定质量的Na2S2O3·5H2O样品于锥形瓶中,加水溶解,并滴加__ 作指示剂,用所配制的标准碘溶液滴定。滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外,还有_____。 ③ 若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量结果______(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 (3)本实验对Na2S的纯度要求较高,利用图2所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。提纯步骤依次为: ① 将已称量好的工业Na2S放入圆底烧瓶中,并加入一定质量的酒精和少量水; ② 按图2所示装配所需仪器,向冷凝管中通入冷却水,进 出(用字母“a”、“b”填空)水浴加热; ③ 待_____时,停止加热,将烧瓶取下; ④ ___________________________; ⑤ ________________________; ⑥ 将所得固体洗涤、干燥,得到Na2S·9H2O晶体。 |
下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是A.MnO2固体与浓盐酸反应制取Cl2:MnO2+4HClMn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O | B.AlCl3溶液中滴加浓氨水至过量:Al3++4NH3·H2O=AlO2-+4NH4++2H2O | C.氯化亚铁溶液中加入硝酸:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++2H2O+NO↑ | D.NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中:HCO+OH-===CO+H2O |
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