题目内容
【题目】近年来，利用SRB(硫酸盐还原菌)治理废水中的有机物、SO42-及重金属污染取得了新的进展。
（1）下图表示H2CO3和H2S在水溶液中各种微粒物质的量分数随pH的变化曲线。某地下水样pH=8.5，在SRB的作用下，废水中的有机物(主要为CH3COO─)将SO42-还原为-2价硫的化合物，请用离子方程式表示该过程中的化学变化：_______________。
（2）SRB除去废水中有机物的同时，生成的H2S还能用于构造微生物电池，某pH下该微生物燃料电池的工作原理如下图所示。
①写出电池正极的电极反应：________________。
②负极室的pH随反应进行发生的变化：__________(“减小”或“增大”)，结合电极反应解释pH变化的原因：__________。
（3）SRB可用于处理废水中含重金属锑(Sb)的离子。
①通过两步反应将Sb(OH)6－转化为Sb2S3除去，转化过程中有单质生成。完成第一步反应的离子方程式。
第一步： Sb(OH)6－+ H2S ===1 + 1 ↓+ H2O，_______________________
第二步：3H2S +2SbO2－+2H+ ===Sb2S3↓ +4H2O
②某小组模拟实验时配制amL含Sb元素b mg·L-1 的废水，需称取________gKSb(OH)6(相对分子质量为263)。提示：列出计算式即可。
【答案】SO42- + CH3COO- = HS-+2HCO3- O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 减少 负极电极反应方程式H2S + 4H2O - 8e-=SO42- + 10H+，负极毎反应生成1 mol SO42-时，生成10 mol H+，同时有8mol H+通过质子交换膜进入正极室，负极pH减小 1Sb(OH)6－ +1H2S =1SbO2－+1S↓+4H2O 
【解析】
(1)根据图示，在pH=8.5，SRB的作用下，废水中的有机物(主要为CH3COO-)与SO42-反应为HS-和HCO3-；
(2)①通入氧气的电极为原电池的正极，在酸性溶液中氧气得到电子反应生成水；
②根据图示，硫化氢失电子发生氧化反应生成硫酸，结合正极反应分析判断；
(3)①结合第二步的方程式可知，反应中Sb(OH) 6-转化为SbO2-，Sb元素化合价+6价降低为+3价，则H2S中硫元素化合价-2价升高为0价，根据得失电子守恒和原子守恒配平得到离子方程式；
②根据Sb元素守恒计算KSb(OH)6的质量。
(1)某地下水样pH=8.5，在SRB的作用下，废水中的有机物(主要为CH3COO-)将SO42-还原为-2价硫的化合物，根据图中变化曲线和pH分析，生成的物质主要是HS-和HCO3-，反应的离子方程式：SO42-+CH3COO-
HS-+HCO3-，故答案为：SO42-+CH3COO-HS-+HCO3-；
(2)①通入氧气的电极为原电池的正极，原电池正极发生还原反应，在酸性溶液中氧气得到电子反应生成水，电极反应为O2+4H++4e-=2H2O，故答案为：O2+4H++4e-=2H2O；
②SRB除去废水中有机物的同时，生成的H2S还能用于构造微生物电池，通入H2S的为原电池的负极，负极上硫化氢失电子发生氧化反应生成硫酸，溶液的pH减小，负极的电极反应：H2S+4H2O-8e-=SO42-+10H+，每生成1mol硫酸根离子生成10mol氢离子，结合正极的电极反应：O2+4H++4e-=2H2O可知，有8mol氢离子通过质子膜进入正极区，负极pH减小，故答案为：减小；负极电极反应：H2S+4H2O-8e-=SO42-+10H+，每生成1mol硫酸根离子生成10mol氢离子，同时有8mol氢离子通过质子膜进入正极区，负极pH减小；
(3)①将Sb(OH)6－转化为Sb2S3除去，转化过程中有单质生成，结合第二步的方程式可知，反应中Sb(OH) 6-转化为SbO2-，Sb元素化合价+6价降低为+3价，电子转移3e-，则H2S中硫元素化合价-2价升高为0价，电子转移2e-，根据得失电子守恒和原子守恒配平得到离子方程式：Sb(OH) 6-+H2S═SbO2-+S↓+4H2O，故答案为：1Sb(OH)6－+1H2S =1SbO2－+1S↓+4H2O；
②某小组模拟实验时配制a mL含Sb元素b mgL-1 的废水，废水中含有Sb元素的物质的量=
，依据Sb元素守恒，需称取KSb(OH)6的质量=×263g/mol=g，故答案为：。
【题目】乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯：2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) ΔH<0
(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的ΔH=_________kJ·mol1。(用含a、b的式子表示)
(2)几种化学键的键能如表所示，实验测得上述反应的ΔH= 152 kJ·mol1，则表中的x=___________。
化学键 | C=O | H-H | C=C | C-H | O-H |
键能/(kJ·mol-1) | 803 | 436 | x | 414 | 463 |
(3)向1 L恒容密闭容器中通入1 mol CO2和n mol H2，在一定条件下发生上述反应，测得CO2的转化率α(CO2)与反应温度、投料比X[ n(H2)/n(CO2 )]的关系如图所示。
①X1_________(填“>”、“<”或“=”，下同)X2；
②平衡常数KA_______KB，KB________KC；
③若B点时X=3，则平衡常数KB=_____________(代入数据列出算式即可)；
④下列措施能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的是（__________）
a．升高温度 b．加入催化剂 c．增大投料比X d．将产物从反应体系中分离出来
(4)以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则N极上的电极反应式为：_______________；该电解池中所发生的总反应的化学方程式为：__________________。
【题目】某实验小组在常温下进行电解饱和Ca(OH)2溶液的实验，实验装置与现象见下表。
序号 | I | II |
装置 |
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现象 | 两极均产生大量气泡，b极比a极多；a极溶液逐渐产生白色浑浊，该白色浑浊加入盐酸有气泡产生 | 两极均产生大量气泡，d极比c极多；c极表面产生少量黑色固体；c极溶液未见白色浑浊 |
下列关于实验现象的解释与推论，正确的是（ ）
A. a极溶液产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水，析出Ca(OH)2固体
B. b极产生气泡：4OH－ －4e－ === O2↑ ＋2H2O
C. c极表面变黑：Cu －2e－ ＋2OH－ === CuO ＋H2O
D. d极电极反应的发生，抑制了水的电离
