近年来,为提高能源利用率,西方提出共生系统.特指为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化.共生工程将会大大促进化学工业的发展.(1)由于共生工程的应用,利用发
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近年来,为提高能源利用率,西方提出共生系统.特指为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化.共生工程将会大大促进化学工业的发展.(1)由于共生工程的应用,利用发
题型:丰台区一模
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近年来,为提高能源利用率,西方提出共生系统.特指为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化.共生工程将会大大促进化学工业的发展.
(1)由于共生工程的应用,利用发电厂产生的SO
2
制成自发电池,其电池反应方程式为:2SO
2
+O
2
+2H
2
O=2H
2
SO
4
,该电池电动势为1.06V.实际过程中,将SO
2
通入电池的______极(填“正”或“负”),负极反应式为______.用这种方法处理SO
2
废气的优点是______.
(2)以硫酸工业的SO
2
尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质.合成路线如图:
①生产中,向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是______.
②下列有关说法正确的是______.
A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙
B.反应III中发生反应的化学方程式为CaSO
4
+4C
高温
.
CaS+4CO↑
C.反应IV需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解
D.反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥
③反应V中选用了40%的乙二醇溶液,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液原因是______.
④(NH
4
)
2
SO
3
可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统.写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式______.
答案
(1)利用发电厂产生的SO
2
制成自发电池,其电池反应方程式为:2SO
2
+O
2
+2H
2
O=2H
2
SO
4
,原电池反应是负极发生氧化反应,正极发生还原反应,依据元素化合价变化可知,二氧化硫中硫元素化合价升高,失去电子发生氧化反应,过程中,将SO
2
通入电池的负极,电极反应为:SO
2
+2H
2
O-2e
-
=SO
4
2-
+4H
+
;此方法的优点是污染小,生成产物可以循环利用,可以回收有效能;
故答案为:负;SO
2
+2H
2
O-2e
-
=SO
4
2-
+4H
+
;利用上述电池,可回收大量有效能,副产品为H
2
SO
4
,减少环境污染,实现(能质)共生;
(2)①向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,防止亚硫酸根被氧化,以更好的得到亚硫酸铵晶体;
故答案为:防止亚硫酸铵被氧化;
②A、依据流程图结合反应生成物分析,过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙;故A正确;
B、依据流程图中的反应物和生成物,结合元素化合价变化分析写出反应的化学方程式为CaSO
4
+4C
高温
.
CaS+4CO↑;故D正确;
C、防止碳酸氢铵在温度过高时分解得不到需要的目标产物;故C正确;
D、氯化铵是一种氮肥;故D正确;
故答案为:ABCD;
③反应V中选用了40%的乙二醇溶液,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液原因是利用乙二醇降低硫酸钾溶解度,有利于析出;
故答案为:K
2
SO
4
在有机溶剂乙二醇中溶解度小,能充分析出;
④(NH
4
)
2
SO
3
可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统,二氧化氮与亚硫酸铵反应,二氧化氮具有强氧化性能氧化亚硫酸铵反应,生成硫酸铵,本身被还原为氮气,原子守恒配平书写出的化学方程式为:4(NH
4
)
2
SO
3
+2NO
2
=4(NH
4
)
2
SO
4
+N
2
;
故答案为:4(NH
4
)
2
SO
3
+2NO
2
=4(NH
4
)
2
SO
4
+N
2
;
举一反三
面对全球近期的气候异常,环境问题再次成为焦点.SO
2
、NO
x
、CO
2
是对环境影响较大的气体,对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径.
(1)下列措施中,有利于降低大气中的SO
2
、NO
x
、CO
2
浓度的有______(选填字母).
a.减少化石燃料的使用,加快开发和利用风能、氢能等新能源
b.使用无磷洗涤用品,减少含磷废物的排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
(2)用甲醇替代作为汽车燃料可降低汽车尾气污染.已知用合成气(CO和H
2
)合成1mol液态甲醇吸收热量为131.9kJ,2H
2
(g)+CO
2
(g)+
3
2
O
2
(g)=CO
2
(g)+2H
2
O(g)
△H=-594.1kJ/mol,请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式______.
(3)现欲以如图所示装置用电化学原理将CO
2
、SO
2
转化为重要化工原料.
①若A为CO
2
,B为H
2
,C为CH
3
OH则通入H
2
的一极为______极;
②若A为SO
2
,B为O
2
,C为H
2
SO
4
,则负极的电极反应式为______.
(4)①已知:密闭容器中,17℃、1.01×10
5
Pa条件下,2NO
2
(g)⇌N
2
O
4
(g)△H<0的平衡常数K=13.3.
当此反应达到平衡时,若c(NO
2
)=0.030mol/L,则c(N
2
O
4
)=______(保留两位有效数字);
②若改变上述体系的某个条件,达到新的平衡后,测得混合气体中c(NO
2
)=0.04mol/L,c(N
2
O
4
)=0.007mol/L,则改变的条件是______.
题型:崇文区二模
难度:
|
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CO
2
、SO
2
、NOx是重要的非金属氧化物,与我们的生存环境息息相关.
(1)SO
2
、NOx是形成酸雨和光化学烟雾的环境污染性气体,研究发现,空气中少量的 NO
2
能参与硫酸型酸雨的形成,反应过程如下:
①SO
2
+NO
2
=SO
3
+NO ②SO
3
+H
2
O=H
2
SO
4
③2NO+O
2
=2NO
2
.
则NO
2
在上述过程中的作用与H
2
SO
4
在下述变化中的作用相似的是______.
A.潮湿的氯气通过盛有浓H
2
SO
4
的洗气瓶 B.硫化氢通入浓H
2
SO
4
中
C.亚硫酸钠固体中加入H
2
SO
4
D.制备乙酸乙酯时加入浓H
2
SO
4
(2)CO
2
可用NaOH溶液吸收得到Na
2
CO
3
或NaHCO
3
.
①Na
2
CO
3
俗称纯碱,因CO
3
2-
水解而使其水溶液呈碱性,试写出CO
3
2-
水解的离子方程式(忽略第二步水解)______,其水解反应的平衡常数(即水解常数)的表达式为K
h
=______.
②已知25℃时,K
h
=2×10
-4
mol/L,则当溶液中c(HCO
3
-
):c(CO
3
2-
)=2:1时,试求溶液的pH=______.
③0.1mol/L Na
2
CO
3
溶液中c(OH
-
)-c(H
+
)=______[用含c(HCO
-
3
)、c(H
2
CO
3
)的关系式表示].
(3)汽车尾气的主要成分是一氧化碳和氮氧化物,治理尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)⇌N
2
(g)+2CO
2
(g);△H<0.
若在一定温度下,将2molNO、lmolCO充入固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图所示.则从开始到达到平衡状态的过程中,平均反应速率v(CO
2
)=______(结果保留两位有效数字).该温度下,反应的化学平衡常数为:K=______(用分数表示).20min时,若改变反应条件,导致N
2
浓度发生如图所示的变化,则改变的条件可能是______(填字母).
①加入催化剂 ②降低温度 ③缩小容器体积 ④增加CO
2
的物质的量
A.只有①B.只有②C.只有③D.只有④
题型:不详
难度:
|
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SO
2
随意排放会造成严重的大气污染.下列是某小组同学设计处理烟气(主要含SO
2
、N
2
、O
2
、粉尘)中SO
2
的方法.
(1)方法一:利用氯碱工业产品处理含SO
2
的烟气,流程如下:
①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是______;
②合成塔中每合成1mol 气体放出热量92.3kJ(25℃、101kPa),反应的热化学方程式是______;
③上述流程中循环利用的物质是______.
(2)方法二:利用FeCl
3
溶液的氧化性吸收烟气中的SO
2
.
①该反应的离子方程式是______(反应a).为验证该反应,同学们将SO
2
通入0.05mol•L
-1
FeCl
3
溶液中,溶液很快由黄色变为红褐色;将溶液长时间放置后,最终变为浅绿色.关于红褐色液体,以下是同学们的分析推测与实验.
分析推测
实验步骤
甲:生成了Fe(OH)
3
胶体
乙:经查阅资料,可能发生反应:
Fe
3+
+6SO
2
Fe(SO
2
)
3+6
(反应b)
ⅰ.制备Fe(OH)
3
胶体并检验
ⅱ.分别向Fe(OH)
3
胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉,振荡后前者不变色,后者变为浅绿色
题型:东城区二模
难度:
|
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脱硫技术能有效控制SO
2
对空气的污染.
(1)向煤中加入石灰石可减少燃烧产物中SO
2
的含量,该反应的化学方程式是______.
(2)海水呈弱碱性,主要含有Na
+
、K
+
、Ca
2+
、Mg
2+
、Cl
-
、SO
4
2-
、Br
-
、HCO
3
-
等离子.含SO
2
的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如下图所示:
①向曝气池中通入空气的目的是______.
②通入空气后曝气池中海水与天然海水相比,浓度有明显不同的离子是______.
a.Cl
-
b.SO
4
2-
c.Br
-
d.HCO
3
-
(3)用NaOH溶液吸收烟气中的SO
2
,将所得的Na
2
SO
3
溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H
2
SO
4
,其原理如下图所示.(电极材料为石墨)
①图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)______极,C口流出的物质是______.
②SO
3
2-
放电的电极反应式为______.
③电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因______.
题型:不详
难度:
|
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下列有关酸雨的说法不正确的是( )
A.二氧化碳的排放是形成酸雨的主要原因
B.大量燃烧含硫的化石燃料是形成酸雨的主要原因
C.酸雨的pH小于5.6
D.减少酸雨的产生可采取的措施是对燃料进行脱硫
题型:不详
难度:
|
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